Формула за двуфазен ток на късо съединение. Векторни диаграми на токове и напрежения при късо съединение в мрежата. Динамично съпротивление на устройствата

Трифазен ток на късо съединениеот захранващата мрежа се определя в килоампери по формулата:

където U N NN е средното номинално междуфазово напрежение, взето за базово напрежение; за мрежи от 0,4 kV базовото напрежение се приема за 400 V;

Общото общо съпротивление на веригата до точката на трифазно късо съединение, което е съпротивлението на положителна последователност и се определя по формулата в милиоми:

Твърде трудно е да ви кажа какво да правите, без да знаете повече за енергийната система както на първичната, така и на вторичната страна на трансформатора. Намерете добра препратка към това, като използвате мерни единици. Текущ късо съединениеследното устройство за прекъсване и фиксиране на шина трябва да бъде минимум. За двупосочна подстанция, където трансформаторите могат да работят паралелно, удвоете го. Предполагаемият първичен страничен ток за това изчисление се приема за безкраен. За верижни прекъсвачиИзползвайте номиналната мощност на производителя на прекъсвача за каскадно последователно свързване.

където R 1∑ - общо активно съпротивлениевериги до точката на късо съединение, mOhm;

X 1∑ - общо индуктивно съпротивление до точката на късо съединение, mOhm.

Общото активно съпротивление включва съпротивлението на следните елементи:

Общото индуктивно съпротивление съдържа съпротивленията на следните елементи:

Двуфазен ток К3се определя в километри по следната формула:

Суичовете нямат повече от един производител просто решение. Изходните захранващи устройства или захранващите устройства за високо напрежение трябва да бъдат оразмерени така, че да изискват номиналната мощност на превключвателите или предпазителите на изходното захранващо устройство, които го защитават, и допустимия спад на напрежението на товарите, което от двете е по-голямо.

Неспазването на тези изисквания може да доведе до катастрофа, ако има късо съединение от страната на товара на прекъсвача. Цяло съоръжение може да бъде загубено при такъв инцидент и всеки, който е близо до експлозивния превключвател, може да бъде сериозно наранен или смъртен. Според моя опит обаче това е изненадващо често срещана грешка.

където е номиналната средна стойност между фазово напрежение, взето като основно, B;

и са общите общи съпротивления на правата и отрицателната последователности, и и е равно на mOhm.

Израз (19) може да се запише по следния начин

Забележете, имат много по-ниски импеданси от 75%. Трансформатори с масивна или лята сърцевина и трансформатори с с въздушно охлажданеможе да бъде значително по-ниска, около 2%. Токът на повреда от страната на захранването на вашия трансформатор се определя от вашия източник на захранване. Сега трябва да изчислите тока на повреда при вторичен трансформатор. Моля, имайте предвид, че това трифазен токток на повреда представлява максималния теоретичен ток на повреда. Ако вземете предвид импеданса на повредата от страната на захранването на вашия трансформатор и го добавите към импеданса на трансформатора, действителният максимален наличен ток на повреда ще бъде по-малък от 3.

където е общото съпротивление на веригата до точка K3 с двуфазно късо съединение, mOhm.

Токът на еднофазно късо съединение се определя по формулата:

Общо активно и индуктивно съпротивление с нулева последователност съответно до местоположение K3, mOhm.

Токът, който е вероятно да тече във верига, ако кабелите са съединени накъсо и нулевият кабел е съединен накъсо, се нарича очакван ток на късо съединение. Това е най-големият ток, който може да тече в системата. и устройствата за сигурност трябва да могат безопасно да го разбият. Изключвателната способност на предпазител или прекъсвач е един от факторите, които трябва да се имат предвид при избора им.

Ефективната изключвателна способност на устройствата за свръхток зависи силно от техния дизайн. На практика това може да бъде трудно, тъй като до известна степен зависи от импеданса, който не само се простира отвъд настройката на енергийната система, но и в реално време. Ако може да се намери импедансът на захранващата система, може да се използва просто изчисление с помощта на формулата (Фигура 21), но това рядко е така. Алтернатива е да попитате местната електрическа компания.

36. Топлинна устойчивост на устройства.

Термична устойчивост електрически апаратисе нарича способността да ги издържате без предотвратяване на щети по-нататъшна работа, топлинният ефект на токове, протичащи през живи части с определена продължителност. Количествена характеристика на топлинното съпротивление е токът на топлинно съпротивление, протичащ за определен период от време. Най-интензивен е режимът на късо съединение, при който токовете могат да се увеличат десетки пъти в сравнение с номиналните, а мощността на източниците на топлина може да се увеличи стотици пъти.

Проблемът е, че те вероятно ще се защитят, като цитират цифра, която обикновено е с поне 16 kA над истинската стойност. Ориз. 21 Очакван ток на късо съединение. Таблицата не е приложима в Лондон, където плътността на разпределителната система означава, че могат да се прилагат по-високи стойности.

Дотогава предпазителите и прекъсвачите вече ще бъдат монтирани. Първият метод е да се измери импедансът на захранването чрез определяне на неговото регулиране на напрежението, тоест количеството, с което напрежението пада с увеличаване на тока. Ако, когато тече 40 A ток, напрежението падне до 238 V, спадът на напрежението ще се дължи на захранващия импеданс. Токът на повреда е непреднамерен, неконтролиран, голям ток през електрическа система. Токовете на повреда се причиняват от контакти на късо с много нисък импеданс.

37.Динамично съпротивление на устройства

Електродинамично съпротивление устройство се нарича способността му да издържа електродинамични сили(EDF), възникнали по време на преминаването на токове на късо съединение. Това количество може да бъде изразено или директно амплитудна стойносттекущ i звън, при които механичните напрежения в частите на устройството не надвишават допустимите стойности, или кратното на този ток спрямо амплитудата номинален ток. Понякога се оценява електродинамичното съпротивление ефективни стойноститок за един период (T = 0,02 s, f = 50 Hz) след началото на късото съединение.

Те могат да бъдат късо към земята или през фази. Полученият поток с висок токможе да доведе до прегряване на оборудването и проводниците, излишни сили и понякога дори сериозни дъги, експлозии и експлозии. Причините за грешки включват неща като удари от мълния, животни, мръсотия и отломки, изпуснати инструменти, корозия и човешка грешка.

Процедура за изчисляване на токове на късо съединение

Изчисленията с грешки се основават на закона на Ом, в който токът равен на напрежението, разделено на съпротивление. Когато има късо съединение, съпротивлението става много малко, което означава, че токът става много голям. Ако съпротивлението е нула, тогава изчисленият ток на повреда ще достигне безкрайност. Въпреки това дори Меден проводникима известно съпротивление; това не е перфектно ръководство. Определянето на тока на повреда включва разбиране на импеданса на захранването на мястото на повреда.

38. Процедура за изчисляване на токове на късо съединение.

Късо съединение (SC) е свързването на части под напрежение различни фазиили потенциали помежду си или с корпуса на оборудването, свързано към земята, в електрозахранващи мрежи или в приемници на енергия. Късо съединение може да възникне по различни причини, например влошаване на изолационното съпротивление: във влажна или химически активна среда; при недопустимо нагряване или охлаждане на изолацията; механична повреда на изолацията. Късо съединение може да възникне и в резултат на погрешни действия на персонала по време на работа, поддръжка или ремонт и др.

Необходими са изчисления с грешки

Познаването на наличния ток на повреда е важно при избора на защитни устройства, но също така се изисква от кода. Национален електрически кодекс 24 казва. Сервизното оборудване в помещения, различни от жилищни, трябва да бъде четливо обозначено в поле с максимум допустим токщета. Маркировката на полето трябва да включва датата, на която е извършено изчисляването на тока на повреда, и да бъде достатъчно издръжлива, за да издържи на околната среда.

Това означава, че на електрическо оборудванеТрябва да се монтират полеви стикери, като оборудване за пускане в експлоатация, което дава наличния ток на късо съединение. Това улеснява сравняването на тока на късо съединение в оборудването с максимално допустимия ток на повреда.

По време на късо съединение пътят на тока се „скъсява“, докато преминава през веригата, заобикаляйки съпротивлението на натоварване. Следователно токът се увеличава до неприемливи нива, освен ако захранването на веригата не бъде изключено от защитното устройство. Напрежението може да не се изключи дори със защитно устройство, ако късото съединение се случи в отдалечена точка и следователно съпротивлението електрическа веригаще бъде твърде висока и стойността на тока поради тази причина ще бъде недостатъчна, за да задейства защитното устройство. Но ток с такъв магнитуд може да е достатъчен, за да причини опасна ситуация, като например пожар на проводник. Токът на късо съединение също предизвиква електродинамичен ефект върху електрическите устройства - проводниците и техните части могат да се деформират под въздействието механични сили, възникващи при големи токове.

Всеки път, когато има промяна в оборудването, изчислението на тока на повреда трябва да се направи отново. Когато настъпят промени в електрическата инсталация, които засягат максималния наличен ток на късо съединение за обслужване, максималният наличен ток на късо съединение трябва да се провери или преизчисли, ако е необходимо, за да се гарантира, че номиналните стойности са достатъчни. сервизно оборудванеза максималния възможен ток на повреда на линейните клеми на оборудването. Необходимите полеви маркировки в 24 трябва да бъдат коригирани, за да се вземе предвид новото ниво на максималния възможен ток на повреда.

Въз основа на горното, защитните устройства трябва да бъдат избрани според условията на стойността на тока на късо съединение (електродинамична якост, посочена в kA) на мястото на тяхното инсталиране. В тази връзка при избора на защитно устройство става необходимо да се изчисли токът на късо съединение (SCC) на електрическата верига. Токът на късо съединение за еднофазна верига може да се изчисли по формулата:

IN електрическа системаима няколко вида възможни неизправности. Късо съединение, което кара тока да заобикаля нормалното натоварване. „Земно съединение“, при което токът тече в земята. В трифазните системи може да има малко разстояние между една или повече фази. Този тип повреда обикновено произвежда най-високите токове на повреда. . Четвъртият тип повреда, повреда при отворена верига, не произвежда ток на късо съединение. Отворена повреда възниква поради неволно прекъсване на тока.

Защитните системи трябва да предотвратяват повреда на оборудването и да защитават хората във всички горепосочени ситуации. Това означава, че изчисленията на тока на утечка трябва да се извършват по такъв начин, че да могат да бъдат избрани подходящи защитни устройства. Електрическа повредаможе да е повреда на болт или дъга.

където Is е токът на късо съединение, Uph е фазовото напрежение на мрежата, Zp е съпротивлението на веригата (контур) фаза-нула, Zt е общото съпротивление на фазовата намотка на трансформатора от страна на ниското напрежение .

където Rп е активното съпротивление на един проводник на веригата на късо съединение.

Болтова връзка осигурява здрава връзка. Това позволява на протектора да тече през проводника. Този тип повреда може да възникне, когато инсталаторът свърже захранването към земята, а не към точката, където трябва да бъде свързан. Когато захранването се включи, незабавно ще има грешка на болта, която се изключва защитно устройство. Тъй като потокът е ограничен, щетите обикновено са ограничени. Повредата на болта обаче предизвиква най-високи токове на повреда.

Повреда на дъгата възниква, когато няма стабилна връзка, но проводниците се приближат достатъчно, така че токът да прескочи през празнината, създавайки дъга. Първоначалната дъга йонизира въздуха, създавайки плазма, която позволява токът да бъде бързо увеличен и поддържан, което води до светкавица или дъгова струя.

където ро - съпротивлениепроводник, L е дължината на проводника, S е площта на напречното сечение на проводника.

Xn е индуктивното съпротивление на един проводник на верига на късо съединение (обикновено се взема със скорост 0,6 Ohm/km).

Напрежение на късо съединение на трансформатора (% от Un):

Повредата в трифазна система може да бъде симетрична или асиметрична. При симетрична повреда и трите фази са еднакво засегнати. Повечето трифазни повреди са асиметрични, което прави изчисленията на тока на повреда трудни. Преди да се извърши изчисляването на токова повреда, трябва да се идентифицират всички възможни източници на ток. Това може да включва някои текущи източници, които може да не са били взети под внимание. Има четири възможни източника на ток на късо съединение.

Когато захранването отпадне, както се случва при късо съединение, инерцията на механичния товар върху двигателя ще продължи да върти двигателя. Тогава моторът ще действа като захранващ ток на генератора и това ще допринесе за общия поток на тока на повреда. Индукционни двигатели: Този тип двигател също ще стане генератор, ако има повреда в късо съединение в системата. Въпреки това генерираният ток щети асинхронен двигател, ще продължи само няколко цикъла. Електрическа система: повечето отТокът на повреда обикновено идва от електрическата мрежа. Нивото на тока на късо съединение ще зависи от: вторичното напрежение на трансформатора и импеданса на импеданса на генераторите на веригата от трансформатора до късо съединение. Токът ще бъде приблизително равен на стартовия ток на блокирания ротор на двигателя. . За да се опрости изчисляването на тока на повреда, се приема, че всички електрически генераторив системата са във фаза и че работят при номиналното системно напрежение.

Следователно общото съпротивление на фазовата намотка на трансформатора (Ohm):

където Us - напрежението на късо съединение на трансформатора (в % от Un) е дадено в справочници; Un - Номинално напрежениетрансформатор, In - номинален ток на трансформатора - също са взети от справочници.

Болтово трифазно състояние

Изследването на късо съединение се извършва, за да може да се изчисли токът на повреда. Това обикновено се отнася до най-лошия сценарий, който е състояние на трифазна повреда с болтова връзка. Въз основа на тази ситуация може да се определи приблизително друго състояние на повреда.

Това, което е важно, е приносът на тока на повреда от двигателите в системата. В много случаи двигателите могат да допринесат четири до шест пъти нормален токпълно натоварване. Дори ако токът е с много кратка продължителност, много е важно той да бъде включен в изчислението на тока на повреда.

Горните изчисления се извършват на етапа на проектиране. На практика това е трудно да се направи при съществуващи съоръжения поради липсата на изходни данни. Следователно, когато се изчислява токът на късо съединение, в повечето случаи е възможно да се вземе съпротивлението на фазовата намотка на трансформатора Zt равно на 0 (реална стойност ≈ 1∙10-2 Ohm), тогава:

Дадените формули са подходящи за идеални условия. За съжаление, те не вземат предвид такива фактори като обрати и др., Които увеличават активния компонент на веригата Rп. Следователно точна картина може да се даде само чрез директно измерване на съпротивлението на веригата фаза-нула.

39. Ток на освобождаване, настройка на тока, ток на прекъсване на прекъсвача.

Освобождаване

Токът, протичащ през електромагнитното освобождаване на прекъсвача, кара прекъсвача да се изключи, когато бързо и значително надвиши номиналния ток на прекъсвача, което обикновено се случва, когато има късо съединение в защитеното окабеляване. Късо съединение съответства на много бързо нарастващ висок ток, който устройството отчита електромагнитно освобождаване, което ви позволява почти незабавно да повлияете на изключващия механизъм на прекъсвача с бързо увеличаване на тока, протичащ през освобождаващата соленоидна бобина. Скоростта на реакция на електромагнитното освобождаване е по-малко от 0,05 секунди.

Зададена точкатокът на скалата е маркиран от фабриката; В таблицата навсякъде, освен където е посочено друго, се посочва като процент от номиналния ток на освобождаването. Между долната и горната граница, посочени на скалата, настройките се регулират плавно.

Прекъсване eтова е минималната стойност на тока, която предизвиква моментална работа на машината).

За еднофазни къси съединения, симетрията на токове и напрежения трифазна системае нарушено. Въз основа на метода на симетричните компоненти, асиметричното еднофазно късо съединение се заменя с три трифазни условно симетрични къси съединения за симетрични компоненти от различни последователности. Токът на еднофазно късо съединение се състои от три компонента - права (I 1), обратна (I 2) и нулева (I 0) последователности. Съпротивленията на елементите също се състоят от директни (R 1, X 1, Z 1), обратни (R 2, X 2, Z 2) и съпротивления с нулева последователност (R 0, X 0, Z 0). С изключение електрически машиниСъпротивленията на положителната и отрицателната последователност на елементите са равни една на друга (R 1 = R 2, X 1 = X 2) и са равни на техните стойности за трифазно късо съединение. Съпротивленията на нулева последователност обикновено са много по-големи от съпротивленията на положителна и отрицателна последователност. При практически изчисления за трижилни кабели се приема: ; за шини: [L.7]; за въздушни линии: ; [L.4].

За силови трансформаторис верига за свързване на намотката D ¤ Y n, съпротивлението на нулевата последователност е равно на съпротивлението на положителната последователност. За трансформатори с верига за свързване на намотките Y ¤ Y n, съпротивлението на нулевата последователност значително надвишава съпротивлението на положителната последователност.

Токът на еднофазно късо съединение ще се определи:

Тук: – средното номинално напрежение на мрежата, в която е възникнало късото съединение (400 V); – общо резултантно съпротивление на нулева последователност спрямо точката на късо съединение, mOhm.

Определя се полученото съпротивление на веригата на късо съединение, mOhm:

Тук: – еквивалентно индуктивно съпротивление на външната система към захранващ трансформатор 6-10 / 0,4 kV, приведено към степен НН, mOhm;

– последователно съпротивление на понижаващия трансформатор, mOhm;

– съпротивление на реактора, mOhm;

– съпротивление на шина, mOhm;

– съпротива кабелни линии, mOhm;

– съпротивление на въздушната линия, mOhm;

– съпротивление на токови намотки на автоматични прекъсвачи, mOhm;

– съпротивление на токови трансформатори, mOhm;

– преходно съпротивление на неподвижни контактни съединения и подвижни контакти, преходно съпротивление на дъгата в точката на късо съединение, mOhm;

– съпротивление на нулевата последователност на понижаващия трансформатор, mOhm;

– съпротивление на нулевата последователност на шините, mOhm;

– активно и индуктивно нулево съпротивление на кабела, mOhm;

– съпротивление с нулева последователност въздушна линия, mOhm.

За дадена система за захранване (фиг. 4) е необходимо да се определят периодичните стойности на тока за дадени точки с трифазно и еднофазно късо съединение (по метода на симетричните компоненти).

Фиг.4. Проектна схема и еквивалентна схема

1. Използвайки схемата за проектиране, съставяме еквивалентна схема (фиг. 4).

2. Намерете съпротивлението на елементите на късо съединение в наименувани единици (mOhm).

2.1. Индуктивното съпротивление на външната система към захранващия трансформатор е 10 / 0,4 kV (верига с високо напрежение) (ако мощността на късо съединение на високата страна на трансформатора е неизвестна, тогава може да се приеме).

; mOhm

2.2. Активно и индуктивно съпротивление на захранващия трансформатор (съпротивление в положителна и отрицателна последователност: , ; съпротивление нула след-

последователност: , ) [L. 7]:

2.3. Съпротивлението на шините е 0,4 kV.

За плоски медни шини с размери 80 x 10 mm (със средно геометрично разстояние между фазите 15 cm), специфични активни и индуктивни съпротивления при променлив токза директните и обратните последователности са равни, [L.6]. За нулевата последователност [L.7]:

Активно и индуктивно съпротивление на три шини 0,4 kV права, отрицателна и нулева последователност:

Общо съпротивление на трите шини:

2.4. Активно и индуктивно съпротивление на кабели.

Специфични активни и индуктивни съпротивления на отделни кабели с права, отрицателна и нулева последователност ( насоки):

Стойности на активното и индуктивното съпротивление на кабелите:

2.5. Активно и индуктивно съпротивление на автоматични прекъсвачи (включително съпротивление на токови намотки на освобождавания и преходно съпротивление на контакти) [L.7].

Общо съпротивление на всички машини:

3. Ток на монофазно късо съединение за точка “K 1”.

Полученото активно и индуктивно съпротивление на веригата на късо съединение за еднофазно късо съединение в точка "K 1":

Еднофазен ток на късо съединение в точка “K 1”:

4. Трифазен ток на късо съединение за точка “K 1”.

Полученото активно и индуктивно съпротивление на веригата на късо съединение по време на трифазно късо съединение в точка "K 1":

Трифазен ток на късо съединение в точка "K 1":

4. Указания за изчисляване на токове на късо съединение и избор на електрическо оборудване. / Ед. Б.Н. Неклепаева. – М.: Издателство. НЦ ENAS, 2001. – 152 с.

5. Куликов Ю.А. Преходни процесив електрическите системи./Ю.А.Куликов – Новосибирск: Издателство на NSTU, 2002.–283 с.

6. Наръчник за проектиране на електроснабдяване, електропроводи и мрежи. / Ед. Я.М. Болшама, В.И. Крупович, М.Л. Самовера. Изд. 2-ро, преработено и допълнителни – М.: Енергия, 1974. – 696 с.

7. Ръководство за проектиране на захранване. / Ед. ЮГ. Барибина и др. - М.: Енергоатомиздат, 1990. - 576 с.

8. Ръководство за електрозахранване индустриални предприятия. / Под общ изд. А.А. Федоров и Г.В. Сербиновски. В 2 книги. книга 1. Информация за проектиране и изчисление. – М.: Енергия, 1973. – 520 с.

9. Правила за електрическите инсталации. – 6-то изд. – Санкт Петербург: Декан, 1999. – 924 с.

ПРИЛОЖЕНИЕ А