Rumus arus hubung singkat dua fasa. Diagram vektor arus dan tegangan selama hubungan pendek dalam jaringan. Resistensi dinamis perangkat

Arus hubung singkat tiga fasa dari jaringan suplai ditentukan dalam kiloamper sesuai rumus:

di mana U N NN adalah tegangan pengenal rata-rata fasa-ke-fasa, diambil sebagai tegangan dasar; untuk jaringan 0,4 kV, tegangan basis diambil 400 V;

Resistansi total total rangkaian sampai dengan titik hubung singkat tiga fasa, yang merupakan resistansi urutan positif dan ditentukan oleh rumus dalam miliom:

Terlalu sulit untuk memberi tahu Anda apa yang harus dilakukan tanpa mengetahui lebih banyak tentang sistem tenaga pada sisi primer dan sekunder transformator. Temukan referensi yang bagus untuk ini menggunakan satuan pengukuran. Saat ini hubungan pendek perangkat pemutus arus dan pemasangan bus berikut harus minimal. Untuk gardu induk dua arah dimana trafo dapat berjalan secara paralel, gandakan. Asumsi arus sisi primer untuk perhitungan ini diasumsikan tak terhingga. Untuk pemutus sirkuit Gunakan nilai watt pabrikan pemutus untuk mengalir secara seri.

dimana R 1∑ - total resistensi aktif rangkaian hingga titik hubung singkat, mOhm;

X 1∑ - reaktansi induktif total hingga titik hubung singkat, mOhm.

Resistansi aktif total mencakup resistansi elemen-elemen berikut:

Reaktansi induktif total mengandung resistansi unsur-unsur berikut:

K3 arus dua fasa ditentukan dalam kilometer dengan menggunakan rumus berikut:

Sakelar tidak memiliki lebih dari satu pabrikan solusi sederhana. Pengumpan keluaran atau pengumpan tegangan tinggi harus berukuran sesuai dengan daya pengenal sakelar atau sekering pengumpan keluaran yang melindunginya dan penurunan tegangan yang diizinkan pada beban, mana saja yang lebih besar.

Kegagalan untuk memenuhi persyaratan ini dapat mengakibatkan bencana jika terjadi korsleting pada sisi beban pemutus. Seluruh fasilitas dapat hilang dalam kecelakaan seperti itu, dan siapa pun yang berada di dekat saklar peledak dapat mengalami cedera serius atau kematian. Namun, menurut pengalaman saya, ini adalah kesalahan umum yang mengejutkan.

dimana adalah rata-rata nominal antara tegangan fasa, diambil sebagai dasar, B;

dan adalah resistansi total dari rangkaian langsung dan negatif, dan dan sama dengan mOhm.

Ekspresi (19) dapat ditulis sebagai berikut

Catatan, impedansinya jauh lebih rendah dari 75%. Trafo dengan inti padat atau cor dan trafo dengan berpendingin udara mungkin jauh lebih rendah, sekitar 2%. Arus gangguan pada sisi suplai trafo Anda ditentukan oleh sumber listrik Anda. Sekarang Anda perlu menghitung arus gangguan di transformator sekunder. Harap dicatat bahwa ini arus tiga fasa arus gangguan mewakili arus gangguan teoritis maksimum. Jika Anda mempertimbangkan impedansi gangguan pada sisi suplai trafo Anda dan menambahkannya ke impedansi trafo, arus gangguan maksimum aktual yang tersedia akan kurang dari 3.

dimana adalah hambatan total rangkaian ke titik K3 dengan hubung singkat dua fasa, mOhm.

Arus hubung singkat satu fasa ditentukan dengan rumus:

Total resistensi urutan nol aktif dan induktif terhadap lokasi K3, masing-masing, mOhm.

Arus yang mungkin mengalir dalam suatu rangkaian jika kabel dihubung pendek dan kabel netral dihubung pendek disebut arus hubung singkat prospektif. Ini adalah arus tertinggi yang dapat mengalir dalam sistem. dan perangkat keamanan harus mampu membobolnya dengan aman. Kapasitas putusnya sekring atau pemutus arus merupakan salah satu faktor yang harus diperhatikan saat memilihnya.

Kapasitas pemutusan efektif gawai arus lebih sangat bergantung pada desainnya. Dalam praktiknya hal ini mungkin sulit karena sampai batas tertentu hal ini bergantung pada impedansi, yang tidak hanya melampaui pengaturan sistem tenaga tetapi juga secara real-time. Jika impedansi sistem suplai dapat ditemukan, perhitungan sederhana menggunakan rumus (Gambar 21) dapat digunakan, namun hal ini jarang terjadi. Alternatifnya adalah bertanya kepada Perusahaan Listrik setempat.

36. Ketahanan termal perangkat.

Resistensi termal peralatan listrik disebut kemampuan untuk menahannya tanpa mencegah kerusakan pekerjaan selanjutnya, efek termal dari arus yang mengalir melalui bagian aktif dengan durasi tertentu. Karakteristik kuantitatif dari resistansi termal adalah arus resistansi termal yang mengalir selama periode waktu tertentu. Yang paling intens adalah mode hubung singkat, di mana arus dapat meningkat puluhan kali lipat dibandingkan dengan arus pengenal, dan kekuatan sumber panas dapat meningkat ratusan kali lipat.

Masalahnya adalah mereka kemungkinan besar akan membela diri dengan mengutip angka yang biasanya minimal 16 kA di atas nilai sebenarnya. Beras. 21 Perkiraan arus hubung singkat. Tabel ini tidak berlaku di London, karena kepadatan sistem distribusi berarti nilai yang lebih tinggi mungkin berlaku.

Pada saat itu sekring dan pemutus arus sudah terpasang. Metode pertama adalah mengukur impedansi suplai dengan menentukan pengaturan tegangannya, yaitu besarnya penurunan tegangan seiring dengan meningkatnya arus. Jika pada saat arus 40 A mengalir, tegangan turun menjadi 238 V, maka penurunan tegangan tersebut disebabkan oleh impedansi suplai. Arus gangguan adalah arus besar yang tidak disengaja, tidak terkendali, melalui sistem kelistrikan. Arus gangguan disebabkan oleh kontak pendek dengan impedansi yang sangat rendah.

37. Resistensi dinamis perangkat

Resistensi elektrodinamik perangkat disebut kemampuannya untuk bertahan gaya elektrodinamik(EDF), yang timbul ketika arus hubung singkat lewat. Besaran ini dapat dinyatakan secara langsung nilai amplitudo saat ini Saya ding, di mana tekanan mekanis pada bagian-bagian perangkat tidak melebihi nilai yang diizinkan, atau kelipatan arus ini relatif terhadap amplitudo nilai arus. Terkadang resistensi elektrodinamik dinilai nilai-nilai yang efektif arus selama satu periode (T = 0,02 s, f = 50 Hz) setelah timbulnya hubung singkat.

Ini bisa berupa short to ground atau melalui fase. Aliran yang dihasilkan dengan arus tinggi dapat menyebabkan panas berlebih pada peralatan dan konduktor, gaya berlebih, dan terkadang bahkan busur api, ledakan, dan ledakan yang serius. Penyebab kesalahan mencakup hal-hal seperti sambaran petir, hewan, kotoran dan serpihan, peralatan terjatuh, korosi, dan kesalahan manusia.

Tata cara penghitungan arus hubung singkat

Perhitungan dengan kesalahan didasarkan pada hukum Ohm, dimana arusnya sama dengan tegangan, dibagi dengan perlawanan. Apabila terjadi hubungan pendek maka hambatannya menjadi sangat kecil yang berarti arusnya menjadi sangat besar. Jika resistansinya nol, maka arus gangguan yang dihitung akan mencapai tak terhingga. Namun, bahkan kawat tembaga memiliki beberapa perlawanan; ini bukanlah panduan yang sempurna. Menentukan arus gangguan melibatkan pemahaman impedansi catu daya di lokasi gangguan.

38. Tata cara penghitungan arus hubung singkat.

Hubungan pendek (SC) adalah sambungan bagian aktif fase yang berbeda atau potensial antara satu sama lain atau dengan wadah peralatan yang terhubung ke tanah, dalam jaringan catu daya atau pada penerima daya. Korsleting dapat terjadi karena berbagai alasan, misalnya penurunan resistansi isolasi: di lingkungan yang lembab atau aktif secara kimia; jika terjadi pemanasan atau pendinginan insulasi yang tidak dapat diterima; kegagalan mekanis isolasi. Korsleting juga dapat terjadi akibat tindakan personel yang salah selama pengoperasian, pemeliharaan atau perbaikan, dll.

Perhitungan dengan kesalahan diperlukan

Mengetahui arus gangguan yang tersedia penting ketika memilih perangkat proteksi, tetapi hal ini juga diwajibkan oleh kode. Kode Kelistrikan Nasional 24 mengatakan. Peralatan servis di tempat selain tempat tinggal harus ditandai dengan jelas di lapangan dengan batas maksimum arus yang diizinkan kerusakan. Penandaan lapangan harus mencantumkan tanggal perhitungan arus gangguan dilakukan dan cukup tahan lama untuk tahan terhadap lingkungan.

Artinya aktif peralatan listrik Stiker lapangan harus dipasang, seperti peralatan commissioning yang memberikan arus hubung singkat yang tersedia. Hal ini memudahkan untuk membandingkan arus hubung singkat pada peralatan dengan arus gangguan maksimum yang diijinkan.

Selama hubungan pendek, jalur arus “dipendekkan” saat mengalir melalui rangkaian melewati hambatan beban. Oleh karena itu, arus meningkat ke tingkat yang tidak dapat diterima kecuali daya ke rangkaian dimatikan oleh perangkat proteksi. Tegangan mungkin tidak padam bahkan dengan perangkat proteksi jika korsleting terjadi pada titik yang jauh dan juga resistansi rangkaian listrik akan terlalu tinggi, dan karena alasan ini, nilai saat ini tidak akan cukup untuk memicu perangkat proteksi. Namun arus sebesar ini mungkin cukup untuk menyebabkan situasi berbahaya, seperti kebakaran kawat. Arus hubung singkat juga menghasilkan efek elektrodinamik pada perangkat listrik - konduktor dan bagian-bagiannya dapat berubah bentuk karena pengaruh tersebut kekuatan mekanis, timbul pada arus tinggi.

Setiap kali terjadi pergantian peralatan maka perhitungan arus gangguan harus dilakukan kembali. Apabila terjadi perubahan pada instalasi listrik yang mempengaruhi arus hubung singkat maksimum yang tersedia untuk pelayanan, arus hubung singkat maksimum yang tersedia harus diperiksa atau dihitung ulang seperlunya untuk memastikan bahwa ratingnya mencukupi. peralatan servis untuk arus gangguan maksimum yang mungkin terjadi pada terminal saluran peralatan. Penandaan medan yang diperlukan pada (24) harus disesuaikan untuk memperhitungkan tingkat baru dari arus gangguan maksimum yang mungkin terjadi.

Berdasarkan hal tersebut di atas, perangkat proteksi harus dipilih sesuai dengan kondisi nilai arus hubung singkat (kekuatan elektrodinamik, ditunjukkan dalam kA) di lokasi pemasangannya. Dalam hal ini, ketika memilih perangkat proteksi, perlu untuk menghitung arus hubung singkat (SCC) dari rangkaian listrik. Arus hubung singkat pada rangkaian satu fasa dapat dihitung dengan menggunakan rumus:

DI DALAM sistem listrik ada beberapa jenis kemungkinan malfungsi. Hubungan pendek yang menyebabkan arus melewati beban normal. Sebuah "kesalahan tanah" di mana arus mengalir ke dalam tanah. Dalam sistem tiga fasa mungkin ada jarak pendek antara satu atau lebih fasa. Jenis gangguan ini biasanya menghasilkan arus gangguan tertinggi. . Jenis gangguan keempat, gangguan hubung terbuka, tidak menghasilkan arus hubung singkat. Gangguan terbuka terjadi karena gangguan arus yang tidak disengaja.

Sistem pelindung harus mencegah kerusakan pada peralatan dan melindungi orang-orang dalam semua situasi di atas. Artinya perhitungan arus bocor harus dilakukan sedemikian rupa sehingga alat proteksi yang sesuai dapat dipilih. Kesalahan listrik bisa berupa kesalahan baut atau busur.

dimana Is adalah arus hubung singkat, Uph adalah tegangan fasa jaringan, Zp adalah hambatan rangkaian (loop) fasa-nol, Zt adalah hambatan total belitan fasa transformator pada sisi tegangan rendah.

dimana Rп adalah resistansi aktif salah satu kabel hubung singkat.

Sambungan yang dibaut memberikan sambungan yang kuat. Hal ini memungkinkan pelindung mengalir melalui konduktor. Jenis kegagalan ini dapat terjadi ketika penginstal menyambungkan catu daya ke ground, bukan ke titik yang seharusnya disambungkan. Saat listrik dinyalakan, akan langsung terjadi kesalahan baut yang mati perangkat pelindung. Karena alirannya tertahan, kerusakan biasanya terbatas. Namun, gangguan baut menghasilkan arus gangguan tertinggi.

Gangguan busur terjadi ketika tidak ada sambungan yang solid, namun konduktor berada cukup dekat sehingga arus melonjak melewati celah tersebut, sehingga menciptakan busur. Busur awal mengionisasi udara, menciptakan plasma yang memungkinkan arus ditingkatkan dan dipertahankan dengan cepat, menghasilkan kilatan busur atau pancaran busur.

dimana ro - resistivitas konduktor, L adalah panjang konduktor, S adalah luas penampang konduktor.

Xn adalah reaktansi induktif dari satu kawat pada rangkaian hubung singkat (biasanya diambil pada laju 0,6 Ohm/km).

Tegangan hubung singkat transformator (% Un):

Gangguan pada sistem tiga fasa dapat bersifat simetris atau asimetris. Pada gangguan simetris, ketiga fasa sama-sama terpengaruh. Kebanyakan gangguan tiga fasa bersifat asimetris, sehingga menyulitkan penghitungan arus gangguan. Sebelum melakukan perhitungan gangguan arus, semua kemungkinan sumber arus harus diidentifikasi. Ini mungkin mencakup beberapa sumber terkini yang mungkin belum dipertimbangkan. Ada empat kemungkinan sumber arus hubung singkat.

Ketika listrik padam, seperti yang terjadi pada korsleting, inersia beban mekanis pada motor akan terus memutar motor. Motor kemudian akan bertindak sebagai arus umpan generator dan ini akan berkontribusi pada aliran arus gangguan secara keseluruhan. Motor Induksi : Motor jenis ini juga akan menjadi generator jika terjadi gangguan hubung singkat pada sistem. Namun, kerusakan yang dihasilkan saat ini motor asinkron, hanya akan bertahan beberapa siklus. Sistem utilitas listrik: kebanyakan Arus gangguan biasanya berasal dari utilitas listrik. Besar kecilnya arus hubung singkat akan bergantung pada: tegangan sekunder trafo dan impedansi impedansi generator rangkaian dari trafo ke hubung singkat. Arusnya kira-kira sama dengan arus awal rotor motor yang terkunci. . Untuk menyederhanakan penghitungan arus gangguan, diasumsikan bahwa semua generator listrik dalam sistem berada dalam fase dan beroperasi pada tegangan sistem pengenal.

Oleh karena itu hambatan total belitan fasa transformator (Ohm):

dimana Us - tegangan hubung singkat transformator (dalam % Un) diberikan dalam buku referensi; Tidak - Tegangan terukur transformator, arus pengenal transformator - juga diambil dari buku referensi.

Kondisi tiga fasa dibaut

Investigasi hubung singkat dilakukan agar arus gangguan dapat dihitung. Hal ini biasanya mengacu pada skenario terburuk, yaitu kondisi gangguan tiga fasa dengan sambungan baut. Berdasarkan situasi ini, kondisi kesalahan lain dapat diperkirakan.

Yang penting adalah kontribusi arus gangguan dari motor pada sistem. Dalam banyak kasus, mesin dapat berkontribusi empat hingga enam kali lipat arus biasa penuh. Sekalipun durasi arusnya sangat singkat, sangat penting untuk memasukkannya dalam perhitungan arus gangguan.

Perhitungan di atas dilakukan pada tahap desain. Dalam praktiknya, hal ini sulit dilakukan di fasilitas yang ada karena kurangnya data awal. Oleh karena itu, ketika menghitung arus hubung singkat, dalam banyak kasus dimungkinkan untuk mengambil resistansi belitan fasa transformator Zt sama dengan 0 (nilai sebenarnya 1∙10-2 Ohm), maka:

Rumus yang diberikan sesuai untuk kondisi ideal. Sayangnya, mereka tidak memperhitungkan faktor-faktor seperti tikungan, dll., yang meningkatkan komponen aktif rantai Rп. Oleh karena itu, gambaran yang akurat hanya dapat diberikan dengan pengukuran langsung resistansi loop fase-nol.

39.Lepaskan arus, pengaturan arus, arus pemutus arus.

Melepaskan

Arus yang mengalir melalui pelepasan elektromagnetik dari pemutus sirkuit menyebabkan pemutus sirkuit mati ketika secara cepat dan signifikan melebihi arus pengenal pemutus sirkuit, yang biasanya terjadi ketika ada hubungan pendek pada kabel yang dilindungi. Hubungan pendek berhubungan dengan arus tinggi yang meningkat sangat cepat, yang diperhitungkan oleh perangkat pelepasan elektromagnetik, yang memungkinkan Anda untuk secara instan mempengaruhi mekanisme trip pemutus sirkuit dengan peningkatan cepat arus yang mengalir melalui koil solenoid pelepas. Kecepatan respons pelepasan elektromagnetik kurang dari 0,05 detik.

Set point arus pada skala ditandai oleh pabrik; dalam tabel di mana pun, kecuali ditentukan lain, ini ditunjukkan sebagai persentase dari arus pengenal pelepasan. Antara batas bawah dan atas yang ditunjukkan pada skala, pengaturannya disesuaikan dengan lancar.

Pemotongan e yaitu nilai arus minimum yang menyebabkan pengoperasian mesin seketika).

Untuk hubung singkat satu fasa, simetri arus dan tegangan sistem tiga fase dilanggar. Berdasarkan metode komponen simetris, hubung singkat satu fasa asimetris digantikan oleh tiga hubung singkat simetris bersyarat tiga fasa untuk komponen simetris dengan urutan berbeda. Arus hubung singkat satu fasa terdiri dari tiga komponen - rangkaian maju (I 1), mundur (I 2) dan nol (I 0). Resistansi elemen juga terdiri dari resistansi langsung (R 1, X 1, Z 1), resistansi terbalik (R 2, X 2, Z 2) dan resistansi urutan nol (R 0, X 0, Z 0). Kecuali mesin listrik Resistansi urutan positif dan negatif untuk elemen-elemen tersebut sama satu sama lain (R 1 = R 2, X 1 = X 2) dan sama dengan nilainya untuk hubung singkat tiga fasa. Resistansi urutan nol biasanya jauh lebih besar daripada resistansi urutan positif dan negatif. Dalam perhitungan praktis, hal berikut ini diterima untuk kabel tiga inti: ; untuk busbar: [L.7]; untuk saluran udara: ; [L.4].

Untuk transformator daya mempunyai rangkaian sambungan belitan D ¤ Y n, resistansi urutan nol sama dengan resistansi urutan positif. Untuk transformator dengan rangkaian sambungan belitan Y ¤ Y n, resistansi urutan nol secara signifikan melebihi resistansi urutan positif.

Arus hubung singkat satu fasa akan ditentukan:

Di sini: – tegangan pengenal rata-rata jaringan tempat terjadinya hubung singkat (400 V); – total resistansi urutan nol yang dihasilkan relatif terhadap titik hubung singkat, mOhm.

Resistansi yang dihasilkan dari rangkaian hubung singkat ditentukan, mOhm:

Di sini: – reaktansi induktif setara sistem eksternal ke transformator suplai 6-10 / 0,4 kV, direduksi menjadi tahap LV, mOhm;

– resistansi urutan positif transformator step-down, mOhm;

– resistensi reaktor, mOhm;

– hambatan busbar, mOhm;

- perlawanan jalur kabel, mOhm;

– hambatan saluran udara, mOhm;

– resistansi kumparan arus pemutus arus otomatis, mOhm;

– resistansi transformator arus, mOhm;

– resistansi transisi sambungan kontak tetap dan kontak bergerak, resistansi transisi busur pada titik hubung singkat, mOhm;

– resistansi urutan nol dari transformator step-down, mOhm;

– resistansi busbar urutan nol, mOhm;

– resistansi kabel urutan nol aktif dan induktif, mOhm;

– resistansi urutan nol saluran udara, Bu.

Untuk sistem catu daya tertentu (Gbr. 4), perlu untuk menentukan nilai arus periodik untuk titik-titik tertentu dengan hubung singkat tiga fasa dan satu fasa (dengan metode komponen simetris).

Gambar.4. Diagram desain dan rangkaian ekivalen

1. Dengan menggunakan diagram desain, kita membuat rangkaian ekivalen (Gbr. 4).

2. Temukan resistansi elemen hubung singkat dalam satuan bernama (mOhm).

2.1. Reaktansi induktif sistem luar terhadap trafo suplai adalah 10 / 0,4 kV (rangkaian tegangan tinggi) (jika daya hubung singkat pada sisi tinggi trafo tidak diketahui, maka dapat diterima).

; mOhm

2.2. Resistansi aktif dan induktif dari transformator suplai (resistansi urutan positif dan negatif: , ; resistensi nol setelah-

urutan: , ) [L. 7]:

2.3. Resistansi busbar adalah 0,4 kV.

Untuk busbar tembaga datar dengan dimensi 80 x 10 mm (dengan jarak rata-rata geometrik antar fase 15 cm), resistansi aktif dan induktif spesifik pada arus bolak-balik untuk barisan maju dan mundur adalah sama, [L.6]. Untuk barisan nol [L.7]:

Resistansi aktif dan induktif dari tiga busbar 0,4 kV langsung, urutan negatif dan nol:

Hambatan total ketiga busbar:

2.4. Resistansi kabel aktif dan induktif.

Resistansi aktif dan induktif spesifik dari masing-masing kabel urutan langsung, negatif dan nol ( pedoman):

Nilai resistansi aktif dan induktif kabel:

2.5. Resistansi aktif dan induktif dari pemutus sirkuit otomatis (termasuk resistansi kumparan pelepas arus dan resistansi transisi kontak) [L.7].

Resistansi total semua mesin:

3. Arus hubung singkat satu fasa untuk titik “K 1”.

Resistansi aktif dan induktif yang dihasilkan dari hubung singkat untuk hubung singkat satu fasa di titik “K 1”:

Arus hubung singkat satu fasa pada titik “K 1”:

4. Arus hubung singkat tiga fasa untuk titik “K 1”.

Resistansi aktif dan induktif yang dihasilkan dari hubung singkat selama hubung singkat tiga fasa di titik “K 1”:

Arus hubung singkat tiga fasa pada titik “K 1”:

4. Pedoman penghitungan arus hubung singkat dan pemilihan peralatan listrik. / Ed. B.N. Neklepaeva. – M.: Penerbitan. NC ENAS, 2001. – 152 hal.

5. Kulikov Yu.A. Sementara dalam sistem kelistrikan./Yu.A.Kulikov.– Novosibirsk: NSTU Publishing House, 2002.–283 hal.

6. Buku Pegangan untuk perancangan catu daya, saluran listrik dan jaringan. / Ed. Ubi. Bolshama, V.I. Krupovich, M.L. Samovera. Ed. 2, Revisi dan tambahan – M.: Energi, 1974. – 696 hal.

7. Buku Pegangan untuk desain catu daya. / Ed. SELATAN. Barybina dan lain-lain - M.: Energoatomizdat, 1990. - 576 hal.

8. Panduan penyediaan listrik perusahaan industri. / Di bawah umum ed. A A. Fedorov dan G.V. Serbinovsky. Dalam 2 buku. Buku 1. Informasi desain dan perhitungan. – M.: Energi, 1973. – 520 hal.

9. Aturan instalasi listrik. – edisi ke-6. – St.Petersburg: Dekan, 1999. – 924 hal.

LAMPIRAN A