Tok kratkega stika, ki določa velikost toka kratkega stika

Ta članek se bo osredotočil na kratke stike v električnih omrežjih. Upoštevali bomo tipične primere kratkih stikov, metode izračuna tokov kratkega stika, pozorni na razmerje med induktivnim uporom in nazivno močjo transformatorjev pri izračunu tokov kratkega stika ter dali posebne preproste formule za te izračune.

Pri načrtovanju električnih instalacij je potrebno poznati vrednosti simetričnih tokov kratkega stika za različne točke trifaznega tokokroga. Vrednosti teh kritičnih simetričnih tokov omogočajo izračun parametrov kablov, stikalnih naprav, naprave za selektivno zaščito itd.

Nato razmislite o trifaznem kratkostičnem toku brez upora, ki se napaja skozi tipičen razdelilni padajoči transformator. V normalnih pogojih je tovrstna poškodba (kratek stik vijačne povezave) najbolj nevarna in je izračun zelo enostaven.Preprosti izračuni omogočajo, ob upoštevanju določenih pravil, pridobitev dovolj natančnih rezultatov, ki so sprejemljivi za načrtovanje električnih instalacij.

Tok kratkega stika v sekundarnem navitju padajočega razdelilnega transformatorja. Kot prvi približek se domneva, da je upor visokonapetostnega tokokroga zelo majhen in ga je zato mogoče zanemariti:

Tukaj je P nazivna moč v volt-amperih, U2 je medfazna napetost sekundarnega navitja brez obremenitve, In je nazivni tok v amperih, Isc je tok kratkega stika v amperih, Usc je kratkostični tok v amperih. napetost vezja v odstotkih.

Spodnja tabela prikazuje tipične napetosti kratkega stika za trifazne transformatorje za 20 kV HV navitje.

Če na primer upoštevamo primer, ko je več transformatorjev napajanih vzporedno z vodilom, potem lahko vrednost toka kratkega stika na začetku voda, priključenega na vodilo, vzamemo enako vsoti kratkega stika tokov, ki se predhodno izračunajo za vsakega od transformatorjev posebej.

Ko se vsi transformatorji napajajo iz istega visokonapetostnega omrežja, bodo vrednosti tokov kratkega stika, če seštejejo, dale nekoliko višjo vrednost, kot se dejansko zdi. Upor zbiralk in stikal zanemarimo.

Naj ima transformator nazivno moč 400 kVA, napetost sekundarnega navitja je 420 V, potem, če vzamemo Usc = 4%, potem:

Spodnja slika ponuja razlago tega primera.

Natančnost dobljene vrednosti bo zadostovala za izračun električne napeljave.

Trifazni tok kratkega stika na kateri koli instalacijski točki na strani nizke napetosti:

Tukaj: U2 je napetost v prostem teku med fazami sekundarnih navitij transformatorja. Zt - impedanca vezja, ki se nahaja nad točko okvare. Nato razmislite, kako najti Zt.

Vsak del napeljave, naj bo to omrežje, napajalni kabel, sam transformator, odklopnik ali zbiralka, ima lastno impedanco Z, ki jo sestavljata aktivni R in reaktivni X.

Kapacitivni upor tukaj ne igra vloge. Z, R in X so izraženi v ohmih in izračunani kot stranice pravokotnega trikotnika, kot je prikazano na spodnji sliki. Impedanca se izračuna po pravilu pravokotnega trikotnika.

Mreža je razdeljena na ločene odseke, da najdete X in R za vsak odsek, tako da je izračun udoben. Za serijsko vezje se vrednosti upora preprosto seštejejo in rezultat je Xt in RT. Skupni upor Zt je določen s Pitagorovim izrekom za pravokotni trikotnik po formuli:

Ko so odseki povezani vzporedno, se izračun izvede kot za upore, povezane vzporedno, če imajo kombinirani vzporedni odseki reaktanco ali aktivni upor, dobimo enakovreden skupni upor:

Xt ne upošteva vpliva induktivnosti in če sosednje induktivnosti vplivajo druga na drugo, bo dejanska induktivnost večja. Upoštevati je treba, da je izračun Xz vezan samo na ločeno neodvisno vezje, torej tudi brez vpliva medsebojne induktivnosti. Če se vzporedna vezja nahajajo blizu drug drugega, bo upor Xs opazno višji.

Razmislite zdaj o omrežju, ki je povezano z vhodom padajočega transformatorja. Trifazni kratkostični tok Isc oziroma kratkostično moč Psc določi dobavitelj električne energije, vendar se na podlagi teh podatkov lahko ugotovi skupni ekvivalentni upor. Ekvivalentna impedanca, ki istočasno povzroči ekvivalent za nizkonapetostno stran:

Psc-trifazno kratkostično napajanje, U2-napetost praznega teka nizkonapetostnega tokokroga.

Praviloma je aktivna komponenta upora visokonapetostnega omrežja - Ra - zelo majhna in v primerjavi z induktivnim uporom nepomembna. Običajno je Xa enak 99,5 % Za, Ra pa enak 10 % Xa. Spodnja tabela prikazuje približne številke za te vrednosti za transformatorje 500 MVA in 250 MVA.

Polni Ztr — nizkonapetostni stranski upor transformatorja:

Pn - nazivna moč transformatorja v kilovolt-amperih.

Aktivni upor navitij temelji na izgube moči.

Pri približnih izračunih se Rtr zanemari in Ztr = Xtr.

Če je treba upoštevati nizkonapetostni odklopnik, se upošteva impedanca odklopnika nad točko kratkega stika. Induktivni upor je enak 0,00015 Ohm na stikalo, aktivna komponenta pa je zanemarjena.

Kar zadeva zbiralke, je njihov aktivni upor zanemarljivo majhen, medtem ko je reaktivna komponenta porazdeljena približno 0,00015 Ohm na meter njihove dolžine, in ko se razdalja med zbiralkami podvoji, se njihova reaktanca poveča le za 10%. Parametre kablov določi njihov proizvajalec.

Kar zadeva trifazni motor, v trenutku kratkega stika preide v generatorski način, tok kratkega stika v navitjih pa je ocenjen kot Isc = 3,5 * In. Pri enofaznih motorjih je povečanje toka v trenutku kratkega stika zanemarljivo.

Oblok, ki običajno spremlja kratek stik, ima upor, ki nikakor ni konstanten, ampak je njegova povprečna vrednost izredno nizka, vendar je padec napetosti na obloku majhen, zato se tok praktično zmanjša za približno 20%, kar olajša delovanje odklopnika brez motenj v njegovem delovanju brez posebnega vpliva na izklopni tok.

Tok kratkega stika na sprejemnem koncu voda je povezan s tokom kratkega stika na napajalnem koncu voda, upoštevajo pa se tudi presek in material oddajnih žic ter njihova dolžina. račun. Če imate predstavo o odpornosti, lahko vsak naredi ta preprost izračun. Upamo, da je bil naš članek koristen za vas.