Ток однофазного короткого замыкания формула: Пример расчета тока однофазного КЗ

Пример расчета тока однофазного КЗ

В данной статье, я буду рассматривать пример расчета тока однофазного КЗ (ОКЗ) используя в первом варианте справочные таблицы представленные в [Л1], а во втором варианте справочные таблицы из [Л2].

С методами определения величины тока однофазного КЗ и с приведенными справочными таблицами для всех элементов короткозамкнутой цепи, можно ознакомиться в статье: «Расчет токов однофазного кз при питании от энергосистемы».

Исходные данные:

• масляный трансформатор напряжением 6/0,4 кВ, мощностью 1000 кВА со схемой соединения обмоток – Y/Yо.
• от трансформатора до ВРУ используется кабель марки ААШвУ 3х95 длиной 120 м.
• от ВРУ до двигателя используется кабель марки ААШвУ 3х95+1х35 длиной 150 м.

Рис.1 — Расчетная схема сети эл. двигателя

Вариант I

1. Расчет тока однофазного КЗ будет выполнятся по формуле приближенного метода при большой мощности питающей энергосистемы (Хс < 0,1Хт) [Л1, с 4 и Л2, с 39]:

где:

• Uф – фазное напряжение сети, В;
• Zт – полное сопротивление трансформатора току однофазного замыкания на корпус, Ом;
• Zпт – полное сопротивление петли фаза-нуль от трансформатора до точки КЗ, Ом.

2. По таблице 2 [Л1, с 6] определяем сопротивление трансформатора при вторичном напряжении 400/230 В, Zт/3 = 0,027 Ом.

3. Определяем полное сопротивление цепи фаза-нуль для участка от тр-ра до точки КЗ по формуле 2-27 [Л2, с 40]:

где:

• Zпт.уд.1 = 0,729 Ом/км – полное удельное сопротивление петли фаза-нуль для кабеля марки ААШвУ 3х95, определяется по таблице 12 [Л1, с 16];
• l1 = 0,120 км – длина участка №1.
• Zпт.уд.2 = 0,661 Ом/км – полное удельное сопротивление петли фаза-нуль для кабеля марки ААШвУ 3х95+1х35, определяется по таблице 13 [Л1, с 16];
• l2 = 0,150 км – длина участка №2.

4. Определяем ток однофазного КЗ:

Обращаю ваше вниманию, что при определении величины тока однофазного КЗ приближенным методом, сопротивления контактов шин, аппаратов, трансформаторов тока в данном методе не учитываются, поскольку арифметическая сумма Zт/3 и Zпт создает не который запас [Л2, с 40].

Вариант II

Определим ток однофазного КЗ по справочным таблицам из [Л2].

1. По таблице 2.4 [Л2, с 29] определяем сопротивление трансформатора Zт/3 = 33,6 мОм.

2. Определяем полное сопротивление цепи фаза-нуль для участка от тр-ра до точки КЗ по формуле 2-27 [Л2, с 40]:

где:

• Zпт.уд.1 = 0,83 мОм/м – полное удельное сопротивление петли фаза-нуль для кабеля марки ААШвУ 3х95, определяется по таблице 2.11 [Л2, с 41];
• l1 = 120 м – длина участка №1.
• Zпт.уд.2 = 1,45 мОм/м – полное удельное сопротивление петли фаза-нуль для кабеля марки ААШвУ 3х95+1х35, определяется по таблице 2.10 [Л2, с 41].

Обращаю ваше внимание, что в данной таблице значение Zпт.уд. приводится для кабелей независимо от материала оболочки кабеля.
Если же посмотреть [Л1, с 16], то в таблице 13 для 4-жильных кабелей с алюминиевой оболочкой 3х95+1х35, Zпт.уд. = 0,661 мОм/м. Принимаю Zпт.уд.2 = 1,45 мОм/м, для того чтобы было наглядно видно, на сколько будет отличатся значение тока однофазного КЗ от расчета по «Варианту I». На практике же, лучше совмещать справочные таблицы из [Л1 и Л2].

3. Определяем ток однофазного КЗ:

Как видно из результатов расчета (вариант I: Iк = 1028 А; вариант II: Iк = 627 А), полученные значения тока однофазного КЗ почти в 2 раза отличаются. По каким справочным таблицам выполнять расчет тока однофазного КЗ, уже решайте сами, в любом случае это приближенный метод, поэтому, если нужны точные значения тока однофазного КЗ, следует рассчитывать по формуле представленной в ГОСТ 28249-93.

Литература:

1. Рекомендации по расчету сопротивления цепи «фаза-нуль». Главэлектромонтаж. 1986 г.
2. Беляев А.В. Выбор аппаратуры, защит и кабелей в сети 0,4 кВ. Учебное пособие. 2008 г.

Поделиться в социальных сетях

Особенности расчета однофазных токов КЗ в сети 0,4 кВ

Привет всем.

Сегодня поговорим о расчете однофазных токов коротких замыканий в низковольтных сетях. Почему именно однофазных?

Во-первых потому, что для выбора уставок эти токи обычно являются определяющими по критерию чувствительности. Во-вторых, потому, что с расчетами этих токов больше всего вопросов, и основные связаны с вычислением параметров нулевой последовательности кабелей и сопротивления дуги. Давайте их проанализируем.

Источники информации для расчета однофазных ТКЗ в сетях 0,4 кВ

Основным документом определяющим правила расчета токов КЗ в сетях до 1000 В является ГОСТ 28249-93. Стоит, однако, отметить, что этот документ в основном направлен на расчеты ТКЗ для выбора оборудования, а не уставок РЗА и автоматических выключателей.

Второй источник — это известная книга А.В. Беляева «Выбор аппаратуры, защит и кабелей в сетях 0,4 кВ», которая, хоть и не является нормативным документом, гораздо более подробно описывает правила расчета ТКЗ именно для выбора уставок автоматических выключателей.

В принципах расчета однофазных токов КЗ, приведенных в этих источниках есть существенные различия. Приведем основные в Табл. 1

Табл.1. Различия в методиках вычисления однофазных КЗ

Наверное, надежнее пользоваться методикой, приведенной в действующем ГОСТ, но есть две проблемы.

Первая в том, что найти достоверную информацию о сопротивлениях нулевой последовательности кабелей 0,4 кВ очень непросто потому, что производители не приводят ее в каталогах. В приложениях ГОСТ есть данные по r0 и x0 кабелей, но без указания конкретного типа и не для всех сечений.

Вторая причина состоит в сложности определения сопротивления дуги по ГОСТ (Приложение 9), где в приведенной формуле (40) сопротивление дуги зависит от тока КЗ, который нужно определить с учетом сопротивления дуги! Как это сделать на практике не очень понятно. Графики зависимости сопротивления дуги от сечения и длины кабеля (то же Приложение 9) также не слишком полезны потому, что для однофазных КЗ, многих типов кабелей там просто нет, а аппроксимировать нелинейные зависимости такое себе занятие.

По сравнению с ГОСТ методика, приведенная в книге А.В. Беляева намного более понятная и простая в применении.

Предлагаю оценить величины токов КЗ по этим двум методикам, чтобы выяснить какая из них больше подходит под наши задачи (выбор уставок защитных аппаратов)

Для примера будем использовать расчетную схему на Рис. 1

Рис.1 Расчетная схема сети 0,4 кВ

В схеме на Рис. 1 я постарался взять такие кабели, параметры которых есть и в ГОСТе, и книге А.В. Беляева. По крайней мере для линий 1 и 3.

Ниже привожу сканы из источников с указанием исходных данных по сопротивления НП и петли «фаза-ноль» для кабелей. Сопротивления прямой последовательности кабелей для обоих методов принял одинаковыми (это так и есть по источникам). Параметры трансформатора также одинаковы для обоих методов.

Рис.2. Исходные данные по сопротивления zпт.уд. из книги А.В. Беляева

Рис.3 исходные данные по уд. сопротивлениям НП из ГОСТ 28249-93

Не буду вас мучать формулами, а сразу приведу результат расчета. В конце я приложил форму Эксель, где можно посмотреть как исходные данные, так и сами формулы. Активное сопротивление медных кабелей, а также их zпт. уменьшено в 1,7 раза по сравнению с табличными (как для книги А.В. Беляева, так и для ГОСТ)

Рис.4. Результат расчета однофазных КЗ для сети 0,4 кВ по разным методикам

Как видно, разница в расчетах очень большая, причем для трех- и двухфазных КЗ она не превышает 8% (здесь не показана)

Очевидно, что такое различие в однофазных токах КЗ обусловлено разницей в параметрах нулевой последовательностей кабелей. Это особенно хорошо видно по токам металлического КЗ, где нет влияния дуги, рассчитанной по разным методикам.

Чувствительность автоматов проверяют по дуговым КЗ и здесь ситуация немного лучше. Видно, что для сопротивление дуги отчасти компенсирует различие в токах КЗ, особенно для удаленных КЗ, но все равно эта разница очень велика.

Какие причины могут быть для такой большой разницы?

• Во-первых, это мое неправильное определение точки исходных данных. В книге А.В. Беляева указано (Таблица 7), что сопротивления петли даны для «кабелей или пусков проводов с алюминиевыми жилами». Здесь не указан ни конструкция кабеля, ни тип изоляции. Возможно здесь учтена определенная проводящая оболочка, вокруг жил.
• Во-вторых, ни в первом, ни во втором источнике не указано на что именно происходит однофазное КЗ. Сопротивление контуров «фаза — ноль» и «фаза — заземляющие конструкции» может сильно различаться.
• В-третьих, в методике А.В. Беляева есть несколько допущений, которые ведут к снижению токов КЗ, а именно арифметическое сложение полных сопротивлений трансформатора и кабелей и уменьшение в 1,7 раза сопротивления петли «фаза-ноль» для медных кабелей, в то время как уменьшаться должно только активное сопротивление.

В пользу методики по «петле» говорят два основных момента:

1. Сопротивление петли «фаза-ноль» измеряют при наладке на объекте и если будет большое расхождение с расчетами, то всегда можно отправить проектировщику на проверку откорректированные исходные данные. С сопротивлениями НП так не получится.
2. Токи однофазных КЗ через эту методику получаются ниже, чем через ГОСТ, а это лучше для проверки чувствительности. Если пройдете проверку на этих токах, то пройдете и на ГОСТовских

Если вы автоматизировали расчеты токов КЗ, например, в том же Экселе, то можете считать сразу двумя способами и выбирать наиболее подходящий для ваших условий

Как бы то ни было, этот пример показывает, что существует большая разница в расчетах однофазных токов КЗ в сети 0,4 кВ по разным методикам, и стоит осторожно относится к выбору как самой методики, так и исходных данных.

А что вы думаете по этому поводу? Пишите в комментариях

P.S. Мои расчеты ТКЗ по Рис.1 находятся здесь

Расчеты методика А.В. Беляева vs ГОСТ

Список литературы

1. ГОСТ 28249-93. Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением до 1 кВ
2. А.В. Беляев. Выбор аппаратуры, защит и кабелей в сетях 0,4 кВ. Учебное пособие. Энергоатомиздат. 1988 г.

пример расчета в сетях 0,4 кВ

Ни один проект по электрике не обходится без расчетов. Одним из них является расчет токов короткого замыкания. В статье рассмотрим пример расчета в сетях 0,4кВ. Файл с примером расчета в Word вы сможете скачать ближе к концу статьи, а также выполнить расчет самостоятельно не покидая сайта (в конце статьи есть онлайн-калькулятор).

Исходные данные: ГРЩ здания запитан от трансформаторной подстанции с двумя трансформаторами по 630кВА.
где:
Е_C – ЭДС сети;
R_т, X_т, Z_т – активное, реактивное и полное сопротивления трансформатора;
R_к, X_к, Z_к – активное, реактивное и полное сопротивления кабеля;
Z_ц – сопротивление петли фаза-нуль для кабеля;
Z_ш – сопротивление присоединения шин;
K1 – точка короткого замыкания на шинах ГРЩ.

Параметры трансформатора:
Номинальная мощность трансформатора S_н = 630 кВА,
Напряжение короткого замыкания трансформатора U_к% = 5,5%,
Потери короткого замыкания трансформатора P_к = 7,6 кВт.

Параметры питающей линии:
Тип, число (N_к) и сечение (S) кабелей АВВГнг 2x (4×185),
Длина линии L = 208 м

Реактивное сопротивление трансформатора:

X_т = 13,628 мОм

Активное сопротивление трансформатора:

R_т = 3,064 мОм

Активное сопротивление кабеля:

R_к = 20,80 мОм

Реактивное сопротивление кабеля:

X_к = 5,82 мОм

Сопротивление энергосистемы:
X_c = 1,00 мОм

Суммарное реактивное сопротивление участка:
X_Σ=X_c+X_т+X_к=20,448 мОм

Суммарное активное сопротивление участка:
R_Σ=R_т+R_к=23,864 мОм

Полное суммарное сопротивление:

R_Σ=31,426 мОм

Ток трехфазного короткого замыкания:

I_K3=7,35 кА (Icn)

Ударный ток трехфазного короткого замыкания:

i_У=10,39 кА (Icu)

Ток однофазного короткого замыкания:

I_K1=4,09 кА

Чтобы не считать каждый раз вручную на калькуляторе и переносить цифры в Microsoft Word, я реализовал эти расчет прямо в Word. Теперь надо только ответить на вопросы, которые он задаёт. Вот так это выглядит:

Весь расчет занял меньше минуты.

Чтобы скачать пример расчета ТКЗ в Word (без автоматизации), нажмите на кнопку:

Онлайн-калькулятор для расчет токов короткого замыкания

Для тех, кому нужно быстро рассчитать токи короткого замыкания, сделал калькулятор прямо на сайте. Теперь можете посчитать токи КЗ онлайн. Щелкайте переключателям, двигайте ползунки, выбирайте значения из списка — всё моментально автоматически пересчитается.

Удельные сопротивления меди и алюминия в онлайн-калькуляторе приняты в соответствии с рекомендациями ГОСТ Р 50571.5.52-2011, Часть 5-52 (1,25 удельного сопротивления при 20°С):

• удельное сопротивление меди — 0,0225 Ом·мм/м
• удельное сопротивление алюминия — 0,036 Ом·мм/м.

Если возможностей калькулятора вам недостаточно (нужно несколько участков кабелей разного сечения, у вас другие трансформаторы или просто расчет должен быть оформлен в Word), то смело нажимайте кнопку и заказывайте.

Получите оформленный расчёт в Word (файл docx без автоматизации) в соответствии с вашими исходными данными.

Подпишитесь и получайте уведомления о новых статьях на e-mail

Читайте также:

Расчет токов короткого замыкания (КЗ), пример, методические пособия

В этой статье мы ниже рассмотривает пример расчет из курсового проекта тока КЗ. Скажем сразу, расчетов токов КЗ целое исскуство, и если Вам необходимо рассчитать токи КЗ для реальных электроустановок, то лучше скачать следующие методические пособия разработанные Петербурским энергетическим университетом повышения квалификации и всё сделать по ним.

И так:

1. И.Л. Небрат. Расчеты токов короткого замыкания в сетях 0,4 кв — скачать;

2.И.Л.Небрат, Полесицкая Т.П. Расчет ТКЗ для РЗ, часть 1 — скачать;

3.И.Л.Небрат, Полесицкая Т.П. Расчет ТКЗ для РЗ, часть 2 — скачать.

Так же полезно будет иметь под рукой программы, которые помогут Вам точно расчитать токи КЗ. Данных программ в настоящее время много и Вы можете найти большое количество различного софта в интернете, на который Вы можете потратить от часа до нескольких дней, чтобы разобраться как в нём работать. Ниже я выложу перечень программ в файле ворд, в котором указаны производители программ и как и где их можно получить (ссылок на скачивание в файле нет). А также выложу одну программу для расчета токов КЗ в сетях 0.4кВ. Данная программа очень древняя, но и такая же надежная как весь совеский аэрофлот. Работает из под DOSa. Эмулятор в файле скачивания. И так:

1. Переченьпрограмм расчетов ТКЗ и уставок РЗ (если Вы знаете какие-то другие программы, то пишите на pue8(г а в)mail.ru). Мы их включим в перечень.;

2. Программа для расчета токов КЗ в сетях 0.4 кВ.

Если Вам необходим расчет для курсового проекта или учебного задания, то ниже приведен не большой расчет, который в этом Вам поможет.

В задании к курсовому проекту приводятся данные об эквивалентных параметрах сети со стороны высшего напряжения рабочих трансформаторов СН (ТСН) и со стороны высшего напряжения резервных трансформаторов СН (РТСН). В соответствии с рис.2.1, приводятся: ток КЗ на ответвлении к ТСН (3) по I , кА при номинальном напряжении генератора Uгн, кВ или эквивалентное сопротивление сети со стороны ВН ТСН ТСН э X , Ом. Имеет место следующая зависимость:

Рис.2.1. Расчетная схема для определения токов КЗ при расположении точек КЗ на секциях СН 6(10) кВ и 0,4(0,69) кВ.
Для резервных трансформаторов СН задается ток к.з. на шинах ОРУ в точке включения РТСН (3) по I , кА при среднеэксплуатационном напряжении ОРУ ср U , кВ или эквивалентное сопротивление системы в точке включения РТСН РТСН э Х , Ом:

Учитывается возможность секционирования с помощью токоограничивающих реакторов секций РУСН-6 кВ. Это дает возможность применить на секциях за реактором более дешевые ячейки КРУ с меньшими токами термической и электродинамической стойкости и меньшим номинальным током отключения, чем на секциях до реактора, и кабели с меньшим сечением токопроводящих жил.

 Расчет ведется по среднеэксплуатационным напряжениям, равным в зависимости от номинального напряжения 1150; 750; 515; 340; 230; 154; 115; 37; 24; 20; 18; 15,75; 13,8; 10,5; 6,3; 3,15; 0,66; 0,525; 0,4; 0,23, и среднеэксплуатационным коэффициентам трансформации. В учебном пособии расчеты по определению токов КЗ в относительных (базисных) единицах применительно к схеме Ленинградской АЭС с тремя системами напряжения (750, 330, 110 кВ) и напряжением 6,3 кВ проводились с учетом как действительных, так и среднеэксплуатационных коэффициентов трансформации трансформаторов и автотрансформаторов.

Показано, что расчет по среднеэксплуатационным напряжениям не вносит существенных корректировок в уровни токов КЗ. В то же время требуется серьезная вычислительная работа методом последовательных приближений, чтобы связать уровни напряжения генераторов, значения их реактивных мощностей с учетом коэффициента трансформации АТ связи, рабочих и резервных ТСН и напряжений на приёмных концах линий. При сокращении числа переключений трансформаторов и АТ связи с РПН из соображений надежности работы блоков задача выбора отпаек РПН становится менее актуальной.

Схемы замещения для точек КЗ на напряжениях 6,3 и 0,4 кВ приведены на рис.2.2.
Все сопротивления приводятся к базисным условиям и выражаются либо в относительных единицах (о.е.) либо в именованных (Ом). В начале расчета необходимо определиться, в каких единицах будут производиться вычисления, и сохранять данную систему единиц до конца расчетов. Методики определения токов КЗ с использованием относительных и именованных единиц равноправны.

В работе приводятся методики расчетов в относительных и в именованных единицах, как с учетом действительных коэффициентов трансформации, так и по среднеэксплуатационным напряжениям.

В работе приводятся расчеты как в относительных, так и в именованных единицах для простейших схем 0,4 кВ, где нужно учесть не только индуктивное, но и активное сопротивления.

Рис.2.2. Схема замещения в случае наличия реактора при питании секций 6(10) кВ СН: а – от рабочего ТСН; б – от резервного ТСН Для расчета в относительных единицах задают базисную мощность Sбаз, базисное напряжение Uбаз и вычисляют базисные токи Iбаз. В качестве базисной целесообразно принять номинальную мощность трансформатора СН: Sбаз = SТСН, МВА. Базисное напряжение принимают, как правило, равным для точек К1, К2 Uбаз1,2 = 6,3 кВ; для точек К3, К4 Uбаз3,4 = 0,4 кВ. Заметим, что при расчете в относительных единицах можно выбрать любые другие значения Sбаз, Uбаз.

Базисные токи в точках короткого замыкания К1 – К4, кА:

При расчетах в именованных единицах задают только базисное напряжение Uбаз – напряжение той точки, для которой рассчитываются токи КЗ: для точек К1, К2 Uбаз1,2 = 6,3 кВ; для точек К3, К4 Uбаз3,4 = 0,4 кВ.
Сопротивления сети в точках включения рабочего хсист1 и резервного хсист2 трансформаторов СН приводятся к базисным условиям по формулам:
в относительных единицах:
где uкв-н – напряжение короткого замыкания ТСН между обмоткой ВН и обмотками НН, включенными параллельно, о.е.;
uкн-н – напряжение короткого замыкания ТСН между обмотками НН, приведенное к половинной мощности ТСН, о.е.;
SТСН – номинальная мощность ТСН, МВА.

При использовании справочников для определения напряжения короткого замыкания uкн-н следует обращать внимание на указанный в примечаниях смысл каталожных обозначений. Если напряжение короткого замыкания uк НН1-НН2 отнесено в каталоге к номинальной мощности трансформатора, то данное uк НН1-НН2 необходимо пересчитать для половинной мощности, разделив на 2. В случае неверной подстановки в формулы (2.5), (2.5′) зачастую сопротивление хв получается отрицательным. Например, для ТСН марки ТРДНС-63000/35 в табл.3.5 справочника uкв-н = 12,7% и uкн-н = 40% отнесены к полной мощности трансформатора – см. примечание к таблице.

В этом случае в скобках формул (2.5), (2.5′) должно стоять выражение (0,127 – 20,2 ). Например, для РТСН марки ТРДН-32000/150 в табл.3.7 справочника uкв-н = 10,5% и uкн-н = 16,5% отнесены к половинной мощности трансформатора. При этом в скобках формул (2.5), (2.5′) должно быть (0,105 – 20,165 ). На блоках мощностью до 120 МВт используются двухобмоточные трансформаторы собственных нужд без расщепления. В этом случае сопротивление ТСН или РТСН вычисляется по формулам:

в относительных единицах:
где uкв-н – напряжение короткого замыкания трансформатора между обмотками высшего и низшего напряжений, о.е.;
Sбаз, SТСН, SРТСН имеют тот же смысл, что и в формулах (2.5), (2.5′), (2.6),(2.6′).

Сопротивление участка магистрали резервного питания:

в относительных единицах:

где Худ – удельное сопротивление МРП, Ом/км;
МРП – длина МРП, км;
Uср – среднеэксплуатационное напряжение на первой ступени трансформации, кВ.

Сопротивление трансформатора собственных нужд 6/0,4 кВ:

в относительных единицах:
где SТ 6/0,4 – номинальная мощность трансформатора, МВА.
Аналогично рассчитывается сопротивление трансформатора 10,5/0,69 кВ.

Сопротивление одинарных токоограничивающих реакторов Хр задается в Омах и для приведения к базисным условиям используют формулы:

в относительных единицах:
В некоторых каталогах сопротивление токоограничивающих реакторов Хр приводится в процентах и для приведения к базисным условиям используют формулы:

в относительных единицах:

где Iрн – номинальный ток реактора, кА, определяемый по мощности тех электродвигателей, которые предполагается включить за реактором.

Индуктивное сопротивление реактора Хр определяют по допустимому току КЗ за реактором Iп0доп. Значение Iп0доп связано с номинальным током отключения предполагаемых к установке за реактором выключателей (Iп0доп — Iоткл.н). 

Одновременно происходит и снижение теплового импульса тока КЗ за реактором Вдоп, что благоприятно для выбора сечения кабелей по условиям термической стойкости и невозгорания. При определении Iп0доп и Вдоп следует учитывать, что реактор не в состоянии ограничить подпитку точки КЗ от двигателей за реактором Iпд0 и ухудшает условия их пуска и самозапуска, т.е.

где Iпс – периодическая составляющая тока подпитки точки КЗ от ветви, в которую предполагается включить реактор;

Iпд0 – ток подпитки от двигателей за реактором.
Потеря напряжения U в одинарном реакторе при протекании токов рабочего режима I:

Сопротивление эквивалентного двигателя на каждой секции определяется через его мощность или через коэффициент загрузки Кзгр и номинальную мощность трансформатора СН. При отсутствии токоограничивающего секционного реактора и использовании на первой ступени трансформатора с расщепленными обмотками имеем: 

В случае различия расчетных мощностей двигательной нагрузки Sд1, Sд2, в дальнейшем расчете сопротивления эквивалентного двигателя будет участвовать максимальная из них, вне зависимости от способа питания секций 6,3 кВ (от рабочего и резервного ТСН).

При использовании секционного токоограничивающего реактора определяется его проходная мощность Sр по формуле (2.12) и далее – мощности двигателей:

при использовании РТСН для замены рабочего ТСН энергоблока, работающего на мощности. Наличие предварительной нагрузки РТСН характерно для блоков генератор-трансформатор без генераторных выключателей. При наличии выключателя в цепи генераторного токопровода, что предусмотрено действующими нормами технологического проектирования, пуск и останов энергоблока обычно осуществляется от рабочего ТСН и надобности в использовании РТСН в этих режимах не возникает. Поэтому для схем с генераторными выключателями можно принимать ТСН згр к = РТСН згр к = 0,7. При отсутствии выключателей в цепи генераторного токопровода РТСН згр к возрастает.

Наличие секционного токоограничивающего реактора приводит к изменению распределения двигателей по сравнению с вариантом без реактора и к изменению доли подпитки ими точек КЗ до и после реактора. При КЗ в точке К2 не следует учитывать подпитку от двигателей, включенных до реактора, а при КЗ в точке К1 не следует учитывать подпитку от двигателей, включенных за реактором.

По вычисленным мощностям двигателей Sд определяют приведенные сопротивления двигательной нагрузки в вариантах при отсутствии реактора и при его наличии:

в относительных единицах:

Ток КЗ. От чего зависит величина тока короткого замыкания?

Ток КЗ (короткого замыкания)

Здравствуйте, уважаемые читатели и гости сайта Power Coup Electric. В сегодняшней статье мы хотим рассказать вам про ток КЗ (короткого замыкания) в электрических сетях. Мы рассмотрим типичные примеры коротких замыканий, способы расчетов токов короткого замыкания, обратим внимание на связь индуктивного сопротивления и номинальной мощности трансформаторов при расчете токов короткого замыкания, а также приведем конкретные несложные формулы для этих вычислений.

При проектировании электроустановок необходимо знать значения симметричных токов короткого замыкания для различных точек трехфазной цепи. Величины этих критических симметричных токов позволяют проводить расчеты параметров кабелей, распределительных устройств, устройств селективной защиты и т. п.

Далее рассмотрим ток КЗ для трехфазной цепи при нулевом сопротивлении, который подается через типичный распределительный понижающий трансформатор. В обычных условиях данный тип повреждений (короткое замыкание болтового соединения) оказывается наиболее опасным, при этом расчет очень прост. Простые расчеты позволяют, придерживаясь определенных правил, получить достаточно точные результаты, приемлемые для проектирования электроустановок.

Ток КЗ во вторичной обмотке одного понижающего распределительного трансформатора. В первом приближении сопротивление высоковольтной цепи принимается очень малым, и им можно пренебречь, поэтому:

   Расчёт тока КЗ

Здесь P – номинальная мощность в вольт-амперах, U2 – напряжение между фазами вторичной обмотки на холостом ходу, Iн — номинальный ток в амперах, Iкз — ток КЗ в амперах, Uкз — напряжение при коротком замыкании в процентах.

В таблице ниже приведены типичные значения напряжений короткого замыкания для трехфазных трансформаторов на напряжение высоковольтной обмотки в 20 кВ.

   Типичные значения напряжений короткого замыкания

Если для примера рассмотреть случай, когда несколько трансформаторов питают параллельно шину, то величину тока короткого замыкания в начале линии, присоединенной к шине, можно принять равной сумме токов короткого замыкания, которые предварительно вычисляются по отдельности для каждого из трансформаторов.

Когда все трансформаторы получают питание от одной и той же сети высокого напряжения, значения токов короткого замыкания при суммировании дадут несколько большее значение, чем окажется в реальности. Сопротивлением шин и выключателей пренебрегают.

Пусть трансформатор обладает номинальной мощностью 400 кВА, напряжение вторичной обмотки 420 В, тогда если принять Uкз = 4%, то:

   Пример расчёта тока КЗ

На рисунке ниже приведено пояснение для данного примера.

   Рисунок для расчета тока КЗ

Точности полученного значения будет достаточно для расчета электроустановки.

Ток короткого трехфазного замыкания в произвольной точке установки на стороне низкого напряжения:

   Расчёт тока короткого трехфазного замыкания

Здесь: U2 — напряжение на холостом ходу между фазами на вторичных обмотках трансформатора. Zт — полное сопротивление цепи, расположенной выше точки повреждения. Далее рассмотрим, как найти Zт.

Каждая часть установки, будь то сеть, силовой кабель, непосредственно трансформатор, автоматический выключатель или шина, — имеют свое полное сопротивление Z, состоящее их активного R и реактивного X.

Емкостное сопротивление здесь роли не играет. Z, R и X выражаются в омах, и при расчетах представляются как стороны прямоугольного треугольника, что показано на рисунке ниже. По правилу прямоугольного треугольника вычисляется полное сопротивление.

   Треугольник сопротивления

Сеть разделяют на отдельные участки для нахождения X и R для каждого из них, чтобы вычисление было удобным. Для последовательной цепи значения сопротивлений просто складываются, и получаются в итоге Xт и Rт. Полное сопротивление Zт определяется из теоремы Пифагора для прямоугольного треугольника по формуле:

   Расчёт полного сопротивления Zт

При параллельном соединении участков расчет ведется как для параллельно соединенных резисторов, если объединенные параллельные участки обладают реактивным или активным сопротивлениями, получится эквивалентное общее сопротивление:

   Вычисление Xз

Xт не учитывает влияние индуктивностей, и если расположенные рядом индуктивности влияют друг на друга, то реальное индуктивное сопротивление окажется выше. Необходимо отметить, что вычисление Xз связано только к отдельной независимой цепью, то есть так же без влияния взаимной индуктивности. Если же параллельные цепи расположены близко к друг другу, то сопротивление Хз окажется заметно выше.

Рассмотрим теперь сеть, присоединенную к входу понижающего трансформатора. Трехфазный ток короткого замыкания Iкз или мощность короткого замыкания Pкз определяет поставщик электроэнергии, однако можно исходя из этих данных найти полное эквивалентное сопротивление. Полное эквивалентное сопротивление, одновременно приводящее к эквиваленту для низковольтной стороны:

   Расчёт полного эквивалентного сопротивления Zкз

Pкз — мощность трехфазного короткого замыкания, U2 – напряжение на холостом ходу низковольтной цепи.

Как правило, активная составляющая сопротивления высоковольтной сети — Rа — очень мала, и сравнительно с индуктивным сопротивлением — ничтожно мало. Традиционно принимают Xa равным 99,5% от Zа, и Ra равным 10% от Xа. В таблице ниже приведены приблизительные данные относительно этих величин для трансформаторов на 500 МВА и 250 МВА.

   Характеристики масляных трансформаторов

   Характеристики сухих трансформаторов

Полное Zтр — сопротивление трансформатора на стороне низкого напряжения:

   Расчёт полного сопротивления трансформатора Zтр

Pн — номинальная мощность трансформатора в киловольт-амперах. Активное сопротивление обмоток находится исходя из мощности потерь. Когда ведут приблизительные расчеты, то пренебрегают Rтр, и принимают Zтр = Xтр.

Если требуется принять в расчет выключатель низковольтной цепи, то берется полное сопротивление выключателя, расположенного выше точки короткого замыкания. Индуктивное сопротивление принимают равным 0,00015 Ом на выключатель, а активной составляющей пренебрегают.

Что касается сборных шин, то их активное сопротивление ничтожно мало, реактивная же составляющая распределяется примерно по 0,00015 Ом на метр их длины, причем при увеличении расстояния между шинами вдвое, их реактивное сопротивление возрастает лишь на 10%. Параметры кабелей указывают их производители.

Что касается трехфазного двигателя, то в момент короткого замыкания он переходит в режим генератора, и ток КЗ в обмотках оценивается как Iкз = 3,5*Iн. Для однофазных двигателей увеличением тока в момент короткого замыкания можно пренебречь.

Дуга, сопровождающая обычно короткое замыкание, обладает сопротивлением, которое отнюдь не постоянно, но среднее его значение крайне низко, однако и падение напряжения на дуге невелико, поэтому практически ток снижается примерно на 20%, что облегчает режим срабатывания автоматического выключателя, не нарушая его работу, не влияя особо на ток отключения.

Ток КЗ на приемном конце линии связан с током короткого замыкания на подающем ее конце, но учитывается еще сечение и материал передающих проводов, а также их длина. Имея представление об удельном сопротивлении, каждый сможет произвести этот несложный расчет. Надеемся, что наша статья была для вас полезной.

Смотрите также по теме:

   Расчет токов короткого замыкания в сети до 1кВ.

 

Будем рады, если подпишетесь на наш Блог!

[wysija_form id=»1″]

Пример приближенного расчета токов короткого замыкания в сети 0,4 кв

Часто инженерам для проверки отключающей способности защитных аппаратов (автоматические выключатели, предохранители и т.д.), нужно знать значения токов короткого замыкания (ТКЗ). Но на практике не всегда есть возможность быстро выполнить расчет ТКЗ по ГОСТ 28249-93, из-за отсутствия данных по различным сопротивлениям, особенно это актуально при расчете однофазного тока короткого замыкания на землю.

Для решения этой задачи, можно использовать приближенный метод расчета токов короткого замыкания на напряжение до 1000 В, представленный в книге: «Е.Н. Зимин. Защита асинхронных двигателей до 500 В. 1967 г.».

Рассмотрим на примере расчет ТКЗ в сети 0,4 кВ для небольшого распределительного пункта, чтобы проверить отключающую способность предохранителей, используя приближенный метод расчета ТКЗ представленный в книге Е.Н. Зимина.

Обращаю Ваше внимание, что в данном примере будет рассматриваться, только расчет ТКЗ для предохранителей FU1-FU6 из условия обеспечения необходимой кратности тока короткого замыкания.

Расчет

Известно, что двигатели получают питание от трансформатора мощность 320 кВА. Кабель от трансформатора до РЩ1 проложен в земле, марки АСБГ 3х120+1х70, длина линии составляет 250 м. На участке от распределительного щита ЩР1 до распределительного пункта РП, проложен кабель марки АВВГ 3х25+1х16, длина линии составляет 50 м. Однолинейная электрическая схема представлена на рис.1.

Рис.1 – Однолинейная электрическая схема 380 В

Расчет токов к.з. для точки К1

Для проверки на отключающую способность предохранителя FU1, нужно определить в месте его установки ток трехфазного короткого замыкания.

1. Определяем активное и индуктивное сопротивление фазы трансформатора:

где:

• Sт – мощность трансформатора, кВА;
• с – коэффициент, равный: 4 – для трансформаторов до 60 кВА; 3,5 – до 180 кВА; 2,5 – до 1000 кВА; 2,2 – до 1800 кВА;
• d – коэффициент, равный: 2 – для трансформаторов до 180 кВА; 3 – до 1000 кВА; 4 – до 1800 кВА;
• k = Uн/380, Uн — номинальное напряжение на шинах распределительного пункта.

2. Определяем активное и индуктивное сопротивление кабеля марки АСБГ 3х120+1х70:

где:

• L – длина участка, км;
• Sф и S0 – сечение проводника фазы и соответственно нулевого провода, мм2;
• а – коэффициент, равный: 0,07 – для кабелей; 0,09 – для проводов, проложенных в трубе; 0,25 – для изолированных проводов, проложенных открыто;
• b – коэффициент, равный: 19 – для медных проводов и кабелей; 32 – для алюминиевых проводов и кабелей;

3. Определяем полное сопротивление фазы:

4. Определяем ток трехфазного короткого замыкания:

Для проверки на отключающую способность предохранителей FU2 – FU6, нужно определить однофазный ток короткого замыкания на землю в конце защищаемой линии.

Расчет токов к.з. для точки К2

5. Определяем суммарные активные и индуктивные сопротивления кабелей цепи короткого замыкания:

6. Определяем полное сопротивление петли фаза-нуль:

где:
Zт(1) = 22/Sт*k² – расчетное полное сопротивление трансформатора току короткого замыкания на землю, k=Uн/380.

7. Определяем ток однофазного короткого замыкания на землю:

Аналогично выполняем расчет ТКЗ для точек К3-К6, результаты расчетов заносим в таблицу 1. Зная токи к.з., можно теперь выбрать плавкие вставки для предохранителей FU1 – FU6, исходя из условия обеспечения необходимой кратности тока короткого замыкания.

Таблица 1 – Расчет токов к.з.

Поделиться в социальных сетях

Токи короткого замыкания и симметричные компоненты

Токи короткого замыкания и симметричные компоненты

(Мануэль Болотинья)

Короткие замыкания и токи

Могут произойти короткие замыкания между фазами и фаза-земля , в основном из-за:

• Пробой диэлектрика изоляционных материалов (старение, сильный перегрев и перенапряжения, механическое напряжение и химическая коррозия являются основными факторами пробоя диэлектрика)
• Уменьшение пути утечки (кратчайший путь между двумя проводящими частями — или между проводящей частью и ограничивающей поверхностью оборудования — измеряется по поверхности изоляции)
• Уменьшение безопасного расстояния
• Неконтролируемые частичные разряды (корона)

Когда одна или несколько из этих ситуаций возникают: « solid » или « incipien t ”[1] контакт между проводниками различных фаз или между проводником и металлической токоведущей частью может быть установлен, вызывая короткое замыкание , что диаграммы показаны на рисунке 1.

Рисунок 1 — Схемы короткого замыкания

Междуфазное короткое замыкание и короткое замыкание между фазой и землей может развиться до трехфазного короткого замыкания (наихудшая ситуация ) из-за пробой диэлектрика , вызванный большой силой тока .

Короткие замыкания вызывают тепловую и электродинамическую нагрузку на оборудование и проводники.

Термическое напряжение возникает из-за перегрева проводников (закон Джоуля ) и может вызывать пробой диэлектрика и плавление металлических материалов .

Электродинамическое напряжение вызывается электромагнитной силой , которая является одним из четырех фундаментальных взаимодействий в природе и описывается электромагнитными полями , которые определяются законом Лоренца .

Величина этой силы прямо пропорциональна величине электрического тока .

Расчет токов короткого замыкания используется для проектирования установки и для определения характеристик оборудования т, а именно отключающей способности автоматических выключателей и уставки реле защиты .

Согласно стандарту МЭК 60865-1 e 2 для расчета токов короткого замыкания используются следующие уравнения:

I ” _k3 = 1,1xUn / (√3xZ _d ) — максимум

I ” _k3 = 0,95xUn / (√3xZ _d ) — минимум

I” _k2 = 1,1xUn / (2xZ _d ) 0 9 — максимум

I ” _k2 = 0,95xUn / (2xZ _d ) — минимум

I” _k1 = 1.1xUn / (2xZ _{d +} Z ₀ ) — максимум

I ” _k1 = 0,95xUn / (2xZ _d + Z ₀ ) — минимум

Симметричные компоненты

Все сети и оборудование имеют внутренний импеданс, который можно разделить на три симметричных компонента , связанных с вращением электромагнитного поля.

Система разбаланса разделена на три отдельных симметричных системы :

• Положительная или синхронная последовательность ( X _d / Z _d ) — , где три поля вращаются по часовой стрелке , с фазовым сдвигом 120 °
• Обратная последовательность ( X _i / Z _i ) — , где три поля вращаются против часовой стрелки , со сдвигом фазы 120 °
• Нулевая последовательность ( X ₀ / Z ₀ ) — одно поле, которое не вращается , с каждой фазой вместе ( 0 ° друг от друга

Рисунок 2 — Симметричные компоненты (токи)

Как только цепи последовательности известны, определение величины повреждения становится относительно простым.

ac Система разбита на симметричных компонентов , как показано выше.

Каждая симметричная система затем решается индивидуально, и окончательное решение получается путем их наложения.

Данные об импедансе прямой, обратной и нулевой последовательности часто можно получить у производителей.

Распространенным предположением является то, что для невращающегося оборудования значения обратной последовательности принимаются равными , такими же , что и положительным ( X _d = X _i / Z _d = Z _i )

Значения полного сопротивления нулевой последовательности тесно связаны с типом устройств заземления и меняются в зависимости от типа оборудования.

Хотя всегда лучше использовать фактические данные, если они недоступны (или на предварительных этапах), можно использовать следующие приближения, показанные в таблице 1.

Таблица 1 — Приближение полного сопротивления нулевой последовательности

Эквивалентное сопротивление оборудования и сети Эквивалент

Эквивалентные импедансы оборудования и вышестоящей сети составляют:

Генераторы

• Z _N = R _N + jX _N
• IZ _N I = 1.1xU _n / √3xI ”k ₃ или IZ _N I = 1.1xS” _k3 / √3xU _n ²
• R _N = 0,1xX N

  эмпирический )

Трансформаторы и реакторы

• Z _T = R _T + jX _T
• IZ _T I = u _{k 9011 n ² / 100xS n}
• R _T = P _cu / 3xI _n ²

03

3 _M = jX _M
• X _M = U _n / ((I _start / I _n ) x√3xIn
• I ” _kM = 1.1xU _n / √3xX _M

Кабели

• Z _C = ρ _{20 ° C} xl / s + j2πfxL
• 6

  R 20 ° C xl / s

• X _C = 2πfxL
  

Воздушные линии

В целях расчета воздушная линия 9 может быть представлена ​​символом «a». диаграмма ”, как показано на Рисунке 3.

Рисунок 3 — π-схема воздушной линии

В сверхвысокого напряжения ( EHV ) и высокого напряжения ( HV ) воздушных линий сопротивление линии обычно составляет пренебрежимо мало по сравнению с индуктивным реактивным сопротивлением , но в низкого напряжения ( LV ) и среднего напряжения ( MV ) воздушных линий это сопротивление необходимо учитывать для расчета полного сопротивления линии .

Для расчета токов короткого замыкания , который не вызывает замыкания на землю -й емкостное реактивное сопротивление не учитывается .

Эквивалент положительного (и отрицательного) импеданса линии рассчитывается следующим образом:

• R _OL = ρ _{20 ° C} xl / s
• X _OL = 2 π fxl ₁ x ( μ ₀ /2 π ) x (ln (d / r _e ) + (1 / 4n)) — одиночный- линия цепи
• X _OL = 2 π fxl ₁ x ( μ ₀ /2 π ) x (ln (d e xd ”) + (1 / 4n)) — двухконтурная линия

Общий эквивалентный импеданс

03

39 Обозначение S ” _k3 : Мощность короткого замыкания

I” k ₃ : Sh тока цепи

Z _d : Синхронный импеданс

Z ₀ : Импеданс нулевой последовательности

S _n : Номинальная мощность

U _n : Номинальное напряжение

I _n : Номинальный ток

Z: Импеданс

ӀZI: Модуль Z

X: Индуктивность

X ”: Вспомогательное переходное реактивное сопротивление

R: Сопротивление

ρ: Удельное сопротивление

s: Сечение проводника

l: Длина кабеля

l ₁ : Длина воздушной линии

d, d ‘, d ”: Среднее геометрическое расстояние между тремя фазными проводниками линии (ей).

d _12, d ‘ ₁₂ : расстояние между проводниками фаз 1 и 2 (линия 1 и линия 2)

d ₂₃ , d’ ₂₃ : расстояние между проводниками фаз 2 и 3 ( линия 1 и линия 2)

d ₃₁ , d ‘ ₃₁ : расстояние между проводниками фаз 3 и 1 (линия 1 и линия 2)

d ” ₁₁ , d” ₂₂ , d ” ₃₃ : расстояние между проводниками фазы 1 (2 и 3) линии 1 и линии 2

r _e : Эквивалентный радиус для жгутов проводов

n: Количество жил в жгуте проводов

μ ₀ : Пространственная проницаемость — 4πx10 ^-4 H / км

ln: натуральный логарифм

L: Индуктивность

u _k : Падение напряжения в импедансе трансформатора

P _cu : резистивные потери трансформатора

f: Частота

[1] Непрерывная неисправность происходит, когда en существует прямой контакт между токоведущими проводниками или между токоведущими проводниками и землей .

Когда этот контакт не прямой , неисправность обозначается как зарождающийся . Начальные неисправности , если не очищено будет развиваться до твердых неисправностей .

Об авторе: Мануэль Болотинья

— Диплом в области электротехники — Энергетические и энергетические системы (1974 — Instituto Superior Técnico / Лиссабонский университет)
— Магистр электротехники и вычислительной техники (2017 — Faculdade de Ciências e Tecnologia / Nova University of Lisbon)
— старший консультант по подстанциям и энергосистемам; Профессиональный инструктор

Вы также можете прочитать:

.

формул мощности в однофазных и трехфазных цепях постоянного, переменного тока.

Формулы мощности в однофазных цепях постоянного, переменного тока и трехфазных цепях переменного тока

Возвращаясь к основам, ниже приведены простые формулы мощности для однофазных цепей переменного тока, трехфазных цепей переменного тока и цепей постоянного тока. Вы можете легко найти электрическую мощность в ваттах , используя следующие формулы мощности в электрических цепях .

Формулы мощности в цепях постоянного тока

• P = V x I
• P = I ² x R
• P = V ² / R

Где:

P = Мощность дюймов Вт

В = Напряжение дюймов В

I = Ток дюймов Ампер

R = Ом Сопротивление Ом)

Формулы мощности в однофазных цепях переменного тока

• P = V x I x Cos Ф
• P = I ² x R x Cos Ф
• P = V ² / R (Cos Ф)

Где:

P = Мощность в Вт

В = Напряжение в В

I = Ток дюймов Ампер

R = Сопротивление дюймов Ом (Ом)

Cos Ф = Коэффициент мощности

Формулы мощности в трехфазных цепях переменного тока

Где:

P = Мощность дюймов Вт

В = Напряжение дюймов Вольт

I = Ток дюймов Ампер

R = Сопротивление дюймов Ом (Ом)

Cos Ф image = Коэффициент мощности

900для увеличения

Вы также можете прочитать:

• Основные формулы электрических величин с простым объяснением (в цепях постоянного тока.)
• Электрические формулы для цепей переменного и постоянного тока (одиночные φ и 3-φ)
• Формулы P, V, I, R, (очень просто)
• Формулы питания, напряжения, тока и сопротивления для цепей постоянного тока (с легкостью Пояснение)
• Основные формулы электротехники
• Формулы л.с. двигателя, входного напряжения, тока полной нагрузки, размера выключателя и размера медного провода (однофазные и трехфазные двигатели)

.

Как устранить короткое замыкание с помощью метода точка-точка

Введение

Точечный метод расчета короткого замыкания является одним из основных методов определения тока короткого замыкания. Перед тем, как инженер будет использовать компьютерное программное обеспечение для определения тока короткого замыкания, рекомендуется, чтобы он понял основной принцип и знал, как выполнить ручной расчет.

Прежде чем мы начнем анализ короткого замыкания, давайте сначала ознакомимся с важной формулой, а именно:

1.Ток короткого замыкания на выводе трансформатора.

• Ixfr-1p = S / VLL, Максимальный ток полной нагрузки однофазного трансформатора
• Ixfr-3p = S / (1,73 x VLL), Максимальный ток полной нагрузки трехфазного трансформатора
• Ixfr-sc = Ixfr /% Z

где:

• Ixfr = номинальный ток трансформатора (1 полюс для однофазного и 3 полюса для трехфазного)
• Ixfr-sc = ток короткого замыкания трансформатора на выводах
• % Z = импеданс трансформатора в процентах

2.f — коэффициент (полное сопротивление кабеля или сборной шины между двумя точками, в которых рассчитывается неисправность)

• f = 2 x L x Isc-x / (C x n x VLL), для однофазной установки
• f = 1,73 x L x Isc-x / (C x n x VLL), для трехфазной установки

где:

• f = f — коэффициент
• L = длина провода относительно ближайшей точки повреждения выше по потоку.
• Isc-x = ток повреждения в любой точке цепи.
• C = коэффициент проводимости, значения приведены в таблице ниже.
• n = количество параллельных проводов.
• VLL = линейное напряжение

3. M-фактор (множитель, который должен использоваться против значения тока повреждения в непосредственной точке повреждения)

Рассмотрите эту систему

Теперь выполним расчет двухточечного короткого замыкания на основе диаграммы ниже.

Расчет токов короткого замыкания

Ошибка в точке 1:

Короткое замыкание, которое можно рассчитать на этом этапе, исходит только от трансформатора. Ток повреждения, который мы можем получить, представляет собой симметричный трехфазный ток короткого замыкания. Представьте, что мы скрепим вместе три клеммы вторичных клемм.

• Ixfr = 500 кВА / (1,73 x 480) = 602,11 Ампер
• Isc-1 = Ixfr /% Z

МСК-1 = 602.11 / (0,04 x 0,9) = 16. 7 кА

• 0,9 присутствует в уравнении, поскольку трансформатор имеет допуск +/- 10%, и мы берем отрицательное значение, чтобы получить максимальный ток повреждения. Обратите внимание: чем меньше импеданс, тем выше ток повреждения.
• Если допуск составляет +/- 5%, то коэффициент, который появится в нашем уравнении, будет 0,95.

Ошибка в точке 2:

Точка 2 имеет провод длиной 400 футов с двумя проводниками на фазу.В этой точке мы можем применить формулы номер 3 и 4, таким образом:

f = 1,73 x L x Isc-x / (C xnx VLL), для трехфазной установки
В этом случае мы можем использовать коэффициент проводимости C = 22, 965 на основе по следующим данным

• размер проводника составляет 600 тыс. мил
• Работает при 480 В, что ниже категории 600 В
• EMT — это своего рода стальной трубопровод
• Жила из меди

(см. Таблицу ниже)

Следовательно,

• f = (1,73 x 400 футов x 16,7 кА) / (22, 965 x 2 x 480) = 0,524
• M = 1 + (1 + f) = 1 / 1,524 = 0,66
• Isc-2 = M x Isc-1 = 0,66 x 16,7 кА

Isc-2 = 11 кА

Ошибка в точке 3:

Мы снова воспользуемся тем же способом и обратимся к приведенной выше таблице для определения значения коэффициента проводимости C.

• f = (1,73 x 500 футов x 11 кА) / (16, 673 x 1 x 480) = 0,476
• M = 1 / 1.476
• Isc-3 = M x Isc-2 = 0,68 x 11 кА

Isc-3 = 7,48 кА

Точка ошибки 4:

В точке отказа 4 мы можем использовать тот же процесс, но нам нужно добавить ток заблокированного ротора (LRA) двигателя во время состояния отказа.

Зачем нужно добавлять мотор LRA?

• Во время состояния отказа двигатель, будь то синхронный или асинхронный двигатель, будет передавать электрический ток в точку отказа.
• Во время неисправности напряжение питания двигателя будет стремиться приблизиться к значению нуля, и, поскольку ротор все еще имеет инерционный эффект (не останавливается резко), он продолжит вращаться сразу после возникновения неисправности.
• Мгновенное вращение вместе с индуцированным напряжением, возникающим в роторе непосредственно перед тем, как произошла неисправность. преобразует двигатель в генератор.
• В случае асинхронных двигателей этот сценарий будет продолжаться до тех пор, пока магнитный поток в роторе не исчезнет, ​​так как в роторе асинхронного двигателя нет постоянного напряжения питания.
• Наихудший случай для части синхронного двигателя, поскольку ротор имеет отдельное и стабильное питание, поэтому эффект преобразования «двигатель в генератор» будет длиться дольше, пока ротор не перестанет вращаться.
• Значение тока, который двигатель может вносить в состояние отказа, равно току заблокированного ротора LRA этого двигателя, который составляет от 400% до 600% от ампер полной нагрузки этого двигателя.

В этом случае двигатель имеет номинальную мощность 20 л.с. при напряжении 480 В, таким образом:

• FLA = (20 л.с. x 746) / (1.73 x 480 x 0,85 x 0,8) = 26 ампер
• LRA = 26 x 600% = 158 Ампер
• Значение LRA — это вклад двигателя в ток повреждения во время состояния отказа.
• Влияние LRA во время состояния отказа основано на номинальных характеристиках двигателя, поэтому мы можем сказать, что большие двигатели оказывают значительное влияние на систему во время состояния отказа.

Вычислить ток повреждения в точке 4,

• f = (1,73 x 200 x 11 кА) / (20, 867 x 1 x 480) = 0.38
• M = 1 / 1,38 = 0,72
• I sc-4 = (M x Isc-2) + LRA = (0,72 x 11 кА) + 158 = 8,078 А или 8,1 кА

Isc-4 = 8,1 кА

Сводка результатов:

• Ток короткого замыкания в точке 1 = 16,7 кА
• Ток короткого замыкания в точке 2 = 11 кА
• Ток короткого замыкания в точке 3 = 7,48 кА
• Ток короткого замыкания в точке 4 = 8.41 кА

Эти данные представляют собой значения трехфазного симметричного тока короткого замыкания. Это значение, при котором мы предполагаем, что неисправность произошла из-за того, что все три фазы соединены или скреплены вместе.

Что делать, если неисправность не является симметричным трехфазным замыканием (межфазное замыкание)? Мы можем использовать следующее практическое правило для вычисления следующих неисправностей:

• Между фазой (две линии соединены) = использовать 87% x 3 фазы. симметричный ток короткого замыкания.
• Фаза к земле (одна линия и земля соединены) = 25% x 3 фазы. симметричный ток короткого замыкания.

Таким образом,

Значения тока межфазного замыкания:

• Ток короткого замыкания в точке 1 = 16,7 кА x 87% = 14,5 кА
• Ток короткого замыкания в точке 2 = 11 кА x 87% = 9,57 кА
• Ток короткого замыкания в точке 3 = 7,48 кА x 87% = 6,5 кА
• Ток короткого замыкания в точке 4 = 8,41 кА x 87% = 7.3 кА

Значения тока замыкания на землю:

• Ток короткого замыкания в точке 1 = 16,7 кА x 25% = 4,1 кА
• Ток короткого замыкания в точке 2 = 11 кА x 25% = 2,75 кА
• Ток короткого замыкания в точке 3 = 7,48 кА x 25% = 1,9 кА
• Ток короткого замыкания в точке 4 = 8,41 кА x 25% = 2,1 кА

Артикул:

• Schneider Electric Cahier нет.158
• General Electric
• Купер Басман

.

Что такое ток короткого замыкания? — Определение и объяснение

Когда два или более проводников разных фаз контактируют друг с другом в линии электропередачи, силовом трансформаторе или любом другом силовом элементе, тогда часть полного сопротивления шунтируется из цепи, из-за чего в ней протекает большой ток. -поврежденных фаз, такой ток называется током короткого замыкания. Ток короткого замыкания снижает влияние импеданса в цепи, в то время как ток в цепи увеличивается.

Ток короткого замыкания опасен по двум причинам

1. Подача большого тока приведет к перегреву оборудования.
2. Прохождение тока короткого замыкания в токоведущих частях создает силу электродинамического взаимодействия, которая может разрушить или повредить оборудование.

Всякий раз, когда в электросети происходит короткое замыкание, в цепи протекает сильный ток. Величина тока короткого замыкания показана на графике ниже. В первый момент тока короткого замыкания ток достигает максимального значения, а затем уменьшается до значения устойчивого состояния.

Во время короткого замыкания ток постоянно изменяется, и наблюдаемое явление называется переходным явлением. Слово «преходящий» относится к временному событию, которое длится непродолжительное время. Зона, в которой ток очень высок, но очень быстро падает, называется субпереходным током.

Постоянный ток — это ток повреждения, который будет течь в цепи, если ему позволено сохраняться после завершения переходного процесса. I _fp — это первый пиковый ток короткого замыкания.Это максимальное мгновенное значение тока, которое будет достигнуто в первый момент тока короткого замыкания. I _pc — действующее значение периодической составляющей тока короткого замыкания. В установившемся режиме действующее значение тока короткого замыкания остается почти постоянным.

.