Formel für den Zweiphasen-Kurzschlussstrom. Vektordiagramme von Strömen und Spannungen bei einem Kurzschluss im Netzwerk. Dynamischer Widerstand von Geräten

Dreiphasiger Kurzschlussstrom aus dem Versorgungsnetz wird in Kiloampere nach der Formel ermittelt:

wobei U N NN die durchschnittliche verkettete Nennspannung ist, die als Basisspannung verwendet wird; für 0,4-kV-Netze wird die Basisspannung mit 400 V angenommen;

Der gesamte Gesamtwiderstand des Stromkreises bis zum Punkt eines dreiphasigen Kurzschlusses, der der Mitsystemwiderstand ist und durch die Formel in Milliom bestimmt wird:

wo R 1∑ - insgesamt aktiver Widerstand Stromkreise bis zum Kurzschlusspunkt, mOhm;

X 1∑ – gesamte induktive Reaktanz bis zum Kurzschlusspunkt, mOhm.

Der gesamte aktive Widerstand umfasst den Widerstand der folgenden Elemente:

Die gesamte induktive Reaktanz enthält die Widerstände der folgenden Elemente:

Zweiphasenstrom K3 wird in Kilometern nach folgender Formel ermittelt:

,

Wo liegt der nominale Durchschnitt dazwischen? Phasenspannung, als Basis genommen, B;

und sind die gesamten Gesamtwiderstände der direkten und negativen Sequenzen und und sind gleich mOhm.

Ausdruck (19) kann wie folgt geschrieben werden

=,

wo ist der Gesamtwiderstand des Stromkreises zum Punkt K3 bei einem zweiphasigen Kurzschluss, mOhm.

,

Der einphasige Kurzschlussstrom wird durch die Formel bestimmt:

Gesamter aktiver und induktiver Nullwiderstand zum Standort K3, jeweils mOhm.

36. Wärmewiderstand von Geräten.

Wärmewiderstand elektrische Geräte nennt man die Fähigkeit, ihnen standzuhalten, ohne Schäden zu verhindern weitere Arbeit, die thermische Wirkung von Strömen, die durch spannungsführende Teile einer bestimmten Dauer fließen. Ein quantitatives Merkmal des thermischen Widerstands ist der über einen bestimmten Zeitraum fließende thermische Widerstandsstrom. Am intensivsten ist der Kurzschlussmodus, bei dem die Ströme im Vergleich zu den Nennströmen um das Zehnfache ansteigen und die Leistung von Wärmequellen um das Hundertfache ansteigen kann.

37.Dynamischer Widerstand von Geräten

Elektrodynamischer Widerstand Gerät nennt man seine Widerstandsfähigkeit Elektrodynamische Kräfte(EDF), die beim Durchgang von Kurzschlussströmen entstanden sind. Diese Menge kann entweder direkt ausgedrückt werden Amplitudenwert aktuell ich ding, bei dem die mechanischen Beanspruchungen in den Teilen des Gerätes die zulässigen Werte bzw. das Vielfache dieses Stromes bezogen auf die Amplitude nicht überschreiten Nennstrom. Manchmal wird der elektrodynamische Widerstand beurteilt effektive Werte Strom für eine Periode (T = 0,02 s, f = 50 Hz) nach Beginn des Kurzschlusses.

38. Verfahren zur Berechnung von Kurzschlussströmen.

Ein Kurzschluss (SC) ist die Verbindung spannungsführender Teile verschiedene Phasen oder Potentiale untereinander oder mit dem Gehäuse von geerdeten Geräten, in Stromversorgungsnetzen oder in Leistungsempfängern. Ein Kurzschluss kann aus verschiedenen Gründen auftreten, beispielsweise durch Verschlechterung des Isolationswiderstands: in einer feuchten oder chemisch aktiven Umgebung; bei unzulässiger Erwärmung oder Abkühlung der Isolierung; mechanisches Versagen der Isolierung. Ein Kurzschluss kann auch durch Fehlhandlungen des Personals bei Betrieb, Wartung oder Reparatur etc. entstehen.

Bei einem Kurzschluss wird der Strompfad „verkürzt“, während er unter Umgehung des Lastwiderstands durch den Stromkreis fließt. Daher steigt der Strom auf unzulässige Werte an, es sei denn, die Stromversorgung des Stromkreises wird durch die Schutzvorrichtung abgeschaltet. Tritt der Kurzschluss an einer entfernten Stelle auf, kann es sein, dass die Spannung auch mit einer Schutzeinrichtung nicht abgeschaltet wird und somit der Widerstand Stromkreis zu hoch sein und der Stromwert aus diesem Grund nicht ausreichen, um die Schutzeinrichtung auszulösen. Ein Strom dieser Stärke kann jedoch ausreichen, um eine gefährliche Situation wie einen Kabelbrand auszulösen. Kurzschlussströme erzeugen auch einen elektrodynamischen Effekt auf elektrische Geräte – Leiter und ihre Teile können sich unter dem Einfluss verformen mechanische Kräfte, entstehend bei hohen Strömen.

Auf dieser Grundlage sollten Schutzgeräte entsprechend den Bedingungen des Kurzschlussstromwerts (elektrodynamische Stärke, angegeben in kA) am Ort ihrer Installation ausgewählt werden. In diesem Zusammenhang ist es bei der Auswahl eines Schutzgeräts erforderlich, den Kurzschlussstrom (SCC) des Stromkreises zu berechnen. Der Kurzschlussstrom für einen einphasigen Stromkreis lässt sich nach folgender Formel berechnen:

Dabei ist Is der Kurzschlussstrom, Uph die Phasenspannung des Netzwerks, Zp der Widerstand des Stromkreises (Schleife) Phase-Null, Zt der Gesamtwiderstand der Phasenwicklung des Transformators auf der Niederspannungsseite .

wobei Rп der aktive Widerstand eines Drahtes des Kurzschlusskreises ist.

wo ro - Widerstand Leiter, L ist die Länge des Leiters, S ist die Querschnittsfläche des Leiters.

Xn ist die induktive Reaktanz eines Drahtes eines Kurzschlusskreises (normalerweise mit einer Rate von 0,6 Ohm/km).

Transformator-Kurzschlussspannung (% von Un):

Daraus ergibt sich der Gesamtwiderstand der Phasenwicklung des Transformators (Ohm):

wobei Us – die Kurzschlussspannung des Transformators (in % von Un) ist in Nachschlagewerken angegeben; Un - Nennspannung Transformator, In – Nennstrom des Transformators – werden ebenfalls aus Fachbüchern entnommen.

Die oben genannten Berechnungen werden in der Entwurfsphase durchgeführt. In der Praxis ist dies in bestehenden Anlagen aufgrund fehlender Ausgangsdaten nur schwer umsetzbar. Daher ist es bei der Berechnung des Kurzschlussstroms in den meisten Fällen möglich, den Widerstand der Phasenwicklung des Transformators Zt gleich 0 (realer Wert ≈ 1∙10-2 Ohm) anzunehmen, dann:

Die angegebenen Formeln sind für ideale Bedingungen geeignet. Leider berücksichtigen sie nicht Faktoren wie Drehungen usw., die die aktive Komponente der Rп-Kette erhöhen. Ein genaues Bild kann daher nur durch direkte Messung des Widerstands der Phase-Null-Schleife gewonnen werden.

39. Auslösestrom, Stromeinstellung, Abschaltstrom des Leistungsschalters.

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Der durch den elektromagnetischen Auslöser des Leistungsschalters fließende Strom bewirkt, dass der Leistungsschalter abschaltet, wenn er den Nennstrom des Leistungsschalters schnell und deutlich überschreitet, was normalerweise bei einem Kurzschluss in der geschützten Verkabelung auftritt. Ein Kurzschluss entspricht einem sehr schnell ansteigenden hohen Strom, den das Gerät berücksichtigt elektromagnetische Freisetzung Dadurch können Sie den Auslösemechanismus des Leistungsschalters nahezu augenblicklich beeinflussen, indem Sie den durch die Auslösemagnetspule fließenden Strom schnell erhöhen. Die Reaktionsgeschwindigkeit des elektromagnetischen Auslösers beträgt weniger als 0,05 Sekunden.

Sollwert Strom auf der Skala ist vom Werk markiert; In der Tabelle wird er überall, sofern nicht anders angegeben, als Prozentsatz des Nennstroms des Auslösers angegeben. Zwischen den auf der Skala angezeigten unteren und oberen Grenzen werden die Einstellungen stufenlos angepasst.

Cut-off e das ist der minimale Stromwert, der den sofortigen Betrieb der Maschine bewirkt).

Bei einphasigen Kurzschlüssen gilt die Symmetrie von Strömen und Spannungen Dreiphasensystem wird verletzt. Basierend auf der Methode der symmetrischen Komponenten wird der asymmetrische einphasige Kurzschluss durch drei dreiphasige bedingt symmetrische Kurzschlüsse für symmetrische Komponenten unterschiedlicher Reihenfolge ersetzt. Der einphasige Kurzschlussstrom besteht aus drei Komponenten – Gleichstrom (I 1), Rückstrom (I 2) und Nullstrom (I 0). Die Widerstände der Elemente bestehen ebenfalls aus Gleich- (R 1, X 1, Z 1), Rückwärts- (R 2, X 2, Z 2) und Nullfolgewiderständen (R 0, X 0, Z 0). Außer elektrische Maschinen Die Mit- und Gegensystemwiderstände der Elemente sind einander gleich (R 1 = R 2, X 1 = X 2) und entsprechen ihren Werten für einen dreiphasigen Kurzschluss. Nullsystemwiderstände sind normalerweise viel größer als Mit- und Gegensystemwiderstände. In praktischen Berechnungen wird für dreiadrige Kabel angenommen: ; für Sammelschienen: [L.7]; für Freileitungen: ; [L.4].

Für Leistungstransformatoren Bei einem Wicklungsanschlusskreis D ¤ Y n ist der Nullwiderstand gleich dem Mitwiderstand. Bei Transformatoren mit Wicklungsanschlusskreis Y ¤ Y n übersteigt der Nullwiderstand den Mitwiderstand deutlich.

Der einphasige Kurzschlussstrom wird ermittelt:

Hier: – die durchschnittliche Nennspannung des Netzes, in dem der Kurzschluss aufgetreten ist (400 V); – Gesamter resultierender Nullwiderstand relativ zum Kurzschlusspunkt, mOhm.

Der resultierende Widerstand des Kurzschlusskreises wird ermittelt, mOhm:

Hier: – äquivalente induktive Reaktanz des externen Systems zum Versorgungstransformator 6-10 / 0,4 kV, reduziert auf die Niederspannungsstufe, mOhm;

– Mitsystemwiderstand des Abwärtstransformators, mOhm;

– Drosselwiderstand, mOhm;

– Sammelschienenwiderstand, mOhm;

– Widerstand Kabelleitungen, mOhm;

– Freileitungswiderstand, mOhm;

– Widerstand der Stromspulen von Sicherungsautomaten, mOhm;

– Widerstand der Stromwandler, mOhm;

– Übergangswiderstand von festen Kontaktverbindungen und beweglichen Kontakten, Übergangswiderstand des Lichtbogens am Kurzschlusspunkt, mOhm;

– Nullwiderstand des Abwärtstransformators, mOhm;

– Nullwiderstand der Sammelschienen, mOhm;

– aktiver und induktiver Nullwiderstand des Kabels, mOhm;

– Nullwiderstand Oberleitung, mOhm.

Für ein gegebenes Stromversorgungssystem (Abb. 4) ist es notwendig, die periodischen Stromwerte für gegebene Punkte mit dreiphasigem und einphasigem Kurzschluss (nach der Methode der symmetrischen Komponenten) zu bestimmen.

Abb.4. Entwurfsdiagramm und Ersatzschaltbild

1. Anhand des Entwurfsdiagramms erstellen wir eine Ersatzschaltung (Abb. 4).

2. Ermitteln Sie den Widerstand der Kurzschlusselemente in benannten Einheiten (mOhm).

2.1. Die induktive Reaktanz des externen Systems zum Versorgungstransformator beträgt 10 / 0,4 kV (Hochspannungskreis) (wenn die Kurzschlussleistung auf der oberen Seite des Transformators unbekannt ist, kann sie akzeptiert werden).

; mOhm

2.2. Aktiver und induktiver Widerstand des Versorgungstransformators (Mit- und Gegensystemwiderstand: , ; Widerstand Null nach-

Reihenfolge: , ) [L. 7]:

2.3. Der Sammelschienenwiderstand beträgt 0,4 kV.

Für flache Kupferschienen mit den Abmessungen 80 x 10 mm (mit einem geometrischen Mittelabstand zwischen den Phasen von 15 cm) liegen die spezifischen aktiven und induktiven Widerstände bei Wechselstrom denn direkte und umgekehrte Folgen sind gleich, [L.6]. Für die Nullfolge [L.7]:

Aktiver und induktiver Widerstand von drei Sammelschienen 0,4 kV Gleich-, Gegen- und Nullsystem:

Gesamtwiderstand aller drei Sammelschienen:

2.4. Aktiver und induktiver Widerstand von Kabeln.

Spezifische aktive und induktive Widerstände einzelner Kabel mit Gleich-, Gegen- und Nullsystemen ( Richtlinien):

Werte des aktiven und induktiven Widerstands von Kabeln:

2.5. Aktiver und induktiver Widerstand von automatischen Leistungsschaltern (einschließlich Widerstand der Stromspulen von Auslösern und Übergangswiderstand von Kontakten) [L.7].

Gesamtwiderstand aller Maschinen:

3. Einphasiger Kurzschlussstrom für Punkt „K 1“.

Der resultierende aktive und induktive Widerstand des Kurzschlusskreises für einen einphasigen Kurzschluss am Punkt „K 1“:

Einphasiger Kurzschlussstrom am Punkt „K 1“:

4. Dreiphasiger Kurzschlussstrom für Punkt „K 1“.

Der resultierende aktive und induktive Widerstand des Kurzschlusskreises bei einem dreiphasigen Kurzschluss am Punkt „K 1“:

Dreiphasiger Kurzschlussstrom am Punkt „K 1“:

4. Richtlinien zur Berechnung von Kurzschlussströmen und zur Auswahl elektrischer Geräte. / Ed. B.N. Neklepaeva. – M.: Verlag. NC ENAS, 2001. – 152 S.

5. Kulikov Yu.A. Transienten in elektrischen Systemen./Yu.A.Kulikov. – Nowosibirsk: NSTU Publishing House, 2002.–283 S.

6. Handbuch zur Gestaltung von Stromversorgung, Stromleitungen und Netzen. / Ed. Süßkartoffel. Bolshama, V.I. Krupovich, M.L. Samovera. Ed. 2., überarbeitet und zusätzlich – M.: Energie, 1974. – 696 S.

7. Handbuch für den Entwurf von Stromversorgungen. / Ed. SÜD. Barybina und andere – M.: Energoatomizdat, 1990. – 576 S.

8. Leitfaden zur Stromversorgung Industrieunternehmen. / Unter allgemein Hrsg. A.A. Fedorov und G.V. Serbinowski. In 2 Büchern. Buch 1. Informationen zu Design und Berechnung. – M.: Energie, 1973. – 520 S.

9. Regeln für Elektroinstallationen. – 6. Aufl. – St. Petersburg: Dean, 1999. – 924 S.

ANHANG A