İki fazlı kısa devre akımı formülü. Ağdaki kısa devre sırasında akım ve gerilimlerin vektör diyagramları. Cihazların dinamik direnci

Üç fazlı kısa devre akımı tedarik ağından itibaren aşağıdaki formüle göre kiloamper cinsinden belirlenir:

burada U N NN, temel gerilim olarak alınan ortalama faz-faz gerilimidir; 0,4 kV ağlar için baz voltajı 400 V olarak alınır;

Pozitif dizi direnci olan ve miliom cinsinden formülle belirlenen üç fazlı kısa devre noktasına kadar devrenin toplam toplam direnci:

Transformatörün hem birincil hem de ikincil tarafındaki güç sistemi hakkında daha fazla bilgi sahibi olmadan size ne yapmanız gerektiğini söylemek çok zordur. Ölçü birimlerini kullanarak buna iyi bir referans bulun. Akım kısa devre aşağıdaki devre kesme ve veri yolu sabitleme cihazı minimumda olmalıdır. Transformatörlerin paralel çalışabildiği iki yönlü bir trafo merkezi için bunu iki katına çıkarın. Bu hesaplama için varsayılan birincil yan akımın sonsuz olduğu varsayılır. İçin Devre kesiciler Seri olarak basamaklama için kesici üreticisinin watt değerini kullanın.

burada R 1∑ - toplam aktif direnç kısa devre noktasına kadar olan devreler, mOhm;

X 1∑ - kısa devre noktasına kadar toplam endüktif reaktans, mOhm.

Toplam aktif direnç aşağıdaki elemanların direncini içerir:

Toplam endüktif reaktans aşağıdaki elemanların dirençlerini içerir:

İki fazlı akım K3 aşağıdaki formül kullanılarak kilometre cinsinden belirlenir:

Anahtarların birden fazla üreticisi yoktur basit çözüm. Çıkış besleyicileri veya yüksek gerilim besleyicileri, çıkış besleyici anahtarlarının veya onu koruyan sigortaların nominal gücünü ve yükler arasında izin verilen voltaj düşüşünü (hangisi daha büyükse) gerektirecek şekilde boyutlandırılmalıdır.

Bu gerekliliklere uyulmaması, kesicinin yük tarafında kısa devre olması durumunda felakete yol açabilir. Böyle bir kazada tüm tesis kaybolabilir ve patlayıcı şalterin yakınındaki herkes ciddi yaralanma veya ölümle karşı karşıya kalabilir. Ancak deneyimlerime göre bu şaşırtıcı derecede yaygın bir hatadır.

arasındaki nominal ortalama nerede faz gerilimi temel olarak alınan B;

ve doğrudan ve negatif dizilerin toplam toplam dirençleridir ve mOhm'a eşittir.

İfade (19) aşağıdaki gibi yazılabilir.

Empedansın %75'ten çok daha düşük olduğunu unutmayın. Katı veya döküm çekirdekli transformatörler ve hava soğutmalı%2 civarında önemli ölçüde daha düşük olabilir. Transformatörünüzün besleme tarafındaki arıza akımı güç kaynağınız tarafından belirlenir. Şimdi arıza akımını hesaplamanız gerekiyor. ikincil transformatör. Lütfen şunu unutmayın üç fazlı akım arıza akımı maksimum teorik arıza akımını temsil eder. Transformatörünüzün besleme tarafındaki arıza empedansını dikkate alır ve bunu transformatör empedansına eklerseniz mevcut maksimum arıza akımı 3'ten az olacaktır.

iki fazlı kısa devre ile devrenin K3 noktasına kadar toplam direnci nerede, mOhm.

Tek fazlı kısa devre akımı aşağıdaki formülle belirlenir:

Sırasıyla K3 konumuna toplam aktif ve endüktif sıfır dizi direnci, mOhm.

Kabloların kısa devre yapması ve nötr kablosunun kısa devre yapması durumunda devrede akması muhtemel akıma muhtemel kısa devre akımı denir. Bu, sistemde akabilecek en yüksek akımdır. ve güvenlik cihazlarının onu güvenli bir şekilde kırabilmesi gerekir. Bir sigortanın veya devre kesicinin kesme kapasitesi, onu seçerken dikkate alınması gereken faktörlerden biridir.

Aşırı akım cihazlarının etkili kesme kapasitesi büyük ölçüde tasarımlarına bağlıdır. Uygulamada bu zor olabilir çünkü bir dereceye kadar sadece güç sistemi ayarının ötesine geçmekle kalmayıp aynı zamanda gerçek zamanlı empedansa da bağlıdır. Besleme sistemi empedansı bulunabiliyorsa formül (Şekil 21) kullanılarak yapılan basit bir hesaplama kullanılabilir, ancak bu nadiren böyledir. Alternatif olarak yerel Elektrik Şirketinize danışabilirsiniz.

36. Cihazların termal direnci.

Isıl direnç elektrikli aparat bunlara zarar vermeden dayanma yeteneği denir daha fazla çalışma, belirli bir süre boyunca canlı kısımlardan akan akımların termal etkisi. Termal direncin niceliksel bir özelliği, belirli bir süre boyunca akan termal direnç akımıdır. En yoğun olanı, akımların nominal olanlara göre onlarca kat artabileceği ve ısı kaynaklarının gücünün yüzlerce kat artabileceği kısa devre modudur.

Sorun şu ki, muhtemelen gerçek değerin en az 16 kA üzerinde olan bir rakamı öne sürerek kendilerini savunacaklar. Pirinç. 21 Tahmini kısa devre akımı. Tablo, dağıtım sisteminin yoğunluğunun daha yüksek değerlerin geçerli olabileceği anlamına geldiği Londra'da geçerli değildir.

O zamana kadar sigortalar ve devre kesiciler zaten takılmış olacaktır. İlk yöntem, voltaj regülasyonunu, yani akım arttıkça voltajın düştüğü miktarı belirleyerek kaynağın empedansını ölçmektir. 40 A akım akarken gerilim 238 V'a düşerse gerilim düşüşü besleme empedansından kaynaklanacaktır. Arıza akımı, bir elektrik sistemi üzerinden kasıtsız, kontrolsüz, büyük bir akımdır. Arıza akımları çok düşük empedanslı kısa devre kontaklarından kaynaklanır.

37.Cihazların dinamik direnci

Elektrodinamik direnç cihaza dayanma yeteneği denir elektrodinamik kuvvetler(EDF), kısa devre akımlarının geçişi sırasında ortaya çıktı. Bu miktar doğrudan ifade edilebilir genlik değeri akım Ben ding Cihazın parçalarındaki mekanik gerilimlerin izin verilen değerleri veya genliğe göre bu akımın katlarını aşmadığı Anma akımı. Bazen elektrodinamik direnç değerlendirilir etkili değerler kısa devrenin başlamasından sonra bir süre boyunca (T = 0,02 s, f = 50 Hz) akım.

Bunlar toprağa kısa devre veya fazlar arası olabilir. Sonuç akışı ile yüksek akım ekipmanın ve iletkenlerin aşırı ısınmasına, aşırı kuvvetlere ve hatta bazen ciddi arklara, patlamalara ve patlamalara yol açabilir. Hataların nedenleri arasında yıldırım çarpması, hayvanlar, kir ve kalıntılar, düşen aletler, korozyon ve insan hatası gibi şeyler yer alır.

Kısa devre akımlarını hesaplama prosedürü

Hatalı hesaplamalar Ohm kanununa dayanmaktadır. gerilime eşit, dirence bölünür. Kısa devre olduğunda direnç çok küçük olur, bu da akımın çok büyük olduğu anlamına gelir. Direnç sıfır ise hesaplanan arıza akımı sonsuza ulaşacaktır. Ancak, hatta bakır kablo bir miktar direnci var; mükemmel bir rehber değildir. Arıza akımının belirlenmesi, arıza konumundaki güç kaynağının empedansının anlaşılmasını içerir.

38. Kısa devre akımlarını hesaplama prosedürü.

Kısa devre (SC), canlı parçaların bağlantısıdır farklı aşamalar veya güç kaynağı ağlarında veya güç alıcılarında, birbirleri arasındaki veya toprağa bağlı ekipmanın mahfazası ile olan potansiyeller. Kısa devre çeşitli nedenlerle meydana gelebilir; örneğin yalıtım direncinin bozulması: nemli veya kimyasal olarak aktif bir ortamda; yalıtımın kabul edilemez şekilde ısıtılması veya soğutulması durumunda; yalıtımın mekanik arızası. İşletme, bakım veya onarım vb. sırasında personelin hatalı eylemleri sonucunda da kısa devre meydana gelebilir.

Hatalı hesaplamalar gerekli

Koruyucu cihazları seçerken mevcut arıza akımını bilmek önemlidir, ancak aynı zamanda yasa gereği de gereklidir. Ulusal Elektrik Yasası 24 diyor. Konut binaları dışındaki tesislerde bulunan servis ekipmanı, maksimum bir alanda okunaklı bir şekilde işaretlenmelidir. izin verilen akım zarar. Alan işaretlemesi, arıza akımı hesaplamasının yapıldığı tarihi içermeli ve çevreye dayanabilecek kadar dayanıklı olmalıdır.

Bu şu anlama geliyor: elektrikli ekipman Mevcut kısa devre akımını veren devreye alma ekipmanı gibi saha etiketleri takılmalıdır. Bu, ekipmandaki kısa devre akımını izin verilen maksimum arıza akımıyla karşılaştırmayı kolaylaştırır.

Kısa devre sırasında, yük direncini atlayarak devre boyunca ilerlerken akım yolu "kısalır". Bu nedenle devrenin gücü koruma cihazı tarafından kapatılmadığı sürece akım kabul edilemez seviyelere yükselir. Uzak bir noktada kısa devre meydana gelirse koruma cihazı ile bile gerilim kapanmayabilir ve dolayısıyla direnç elektrik devresiçok yüksek olacak ve bu nedenle akım değeri koruma cihazını tetiklemeye yetmeyecektir. Ancak bu büyüklükteki bir akım, tel yangını gibi tehlikeli bir duruma neden olmak için yeterli olabilir. Kısa devre akımı aynı zamanda elektrikli cihazlar üzerinde elektrodinamik bir etki yaratır; iletkenler ve bunların parçaları etki altında deforme olabilir. mekanik kuvvetler, yüksek akımlarda ortaya çıkar.

Ekipmanda herhangi bir değişiklik olduğunda arıza akımı hesaplamasının yeniden yapılması gerekir. Elektrik kurulumunda servis için mevcut maksimum kısa devre akımını etkileyen değişiklikler meydana geldiğinde, nominal değerlerin yeterli olduğundan emin olmak için mevcut maksimum kısa devre akımı kontrol edilmeli veya yeniden hesaplanmalıdır. servis ekipmanı ekipmanın hat terminallerinde mümkün olan maksimum arıza akımı için. 24'teki gerekli alan işaretleri, mümkün olan yeni maksimum arıza akımı seviyesini hesaba katacak şekilde ayarlanmalıdır.

Yukarıdakilere dayanarak, koruma cihazları kurulum yerindeki kısa devre akım değerinin (ka olarak belirtilen elektrodinamik dayanım) koşullarına göre seçilmelidir. Bu bakımdan koruma cihazı seçerken elektrik devresinin kısa devre akımını (SCC) hesaplamak gerekli hale gelir. Tek fazlı bir devre için kısa devre akımı aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanabilir:

İÇİNDE elektrik sistemi birkaç tür var olası arızalar. Akımın normal yükü atlamasına neden olan kısa devre. Akımın toprağa aktığı bir "toprak arızası". Üç fazlı sistemlerde bir veya daha fazla fazlar arasında kısa mesafe olabilir. Bu tür arıza tipik olarak en yüksek arıza akımlarını üretir. . Dördüncü arıza türü olan açık devre arızası ise kısa devre akımı üretmez. Akımın istenmeden kesilmesi nedeniyle açık arıza meydana gelir.

Koruyucu sistemler yukarıdaki durumların tümünde ekipmanın hasar görmesini önlemeli ve insanları korumalıdır. Bu, kaçak akım hesaplamalarının uygun koruyucu cihazların seçilebileceği şekilde yapılması gerektiği anlamına gelir. Elektrik arızası cıvata veya ark hatası olabilir.

burada Is kısa devre akımıdır, Uph ağın faz gerilimidir, Zp devrenin (döngü) faz-sıfır direncidir, Zt transformatörün alçak gerilim tarafındaki faz sargısının toplam direncidir .

burada Rп kısa devre devresinin bir telinin aktif direncidir.

Cıvatalı bağlantı güçlü bir bağlantı sağlar. Bu, koruyucunun iletken boyunca akmasını sağlar. Bu tür bir arıza, kurulumu yapan kişinin güç kaynağını bağlanması gereken nokta yerine toprağa bağlaması durumunda ortaya çıkabilir. Güç açıldığında anında kapanan bir cıvata hatası oluşacaktır Koruyucu cihaz. Akış kontrol altına alındığı için hasar genellikle sınırlıdır. Ancak cıvata arızası en yüksek arıza akımlarını üretir.

Sağlam bir bağlantı olmadığında bir ark hatası meydana gelir, ancak iletkenler akımın boşluktan atlayarak bir ark oluşturacak kadar yaklaşırlar. Başlangıç arkı havayı iyonize ederek akımın hızlı bir şekilde artırılmasına ve korunmasına olanak tanıyan bir plazma oluşturur, bu da bir ark parlaması veya ark jeti ile sonuçlanır.

nerede ro - direnç iletken, L iletkenin uzunluğu, S iletkenin kesit alanıdır.

Xn, kısa devre devresinin bir telinin endüktif reaktansıdır (genellikle 0,6 Ohm/km oranında alınır).

Trafo kısa devre voltajı (Un'un %'si):

Üç fazlı bir sistemdeki arıza simetrik veya asimetrik olabilir. Simetrik bir arızada her üç faz da eşit derecede etkilenir. Üç fazlı arızaların çoğu asimetriktir ve arıza akımı hesaplamalarını zorlaştırır. Akım arıza hesaplamasını yapmadan önce olası tüm akım kaynaklarının belirlenmesi gerekir. Bu, dikkate alınmamış bazı güncel kaynakları içerebilir. Kısa devre akımının dört olası kaynağı vardır.

Kısa devrede olduğu gibi güç kesildiğinde, motor üzerindeki mekanik yükün ataleti motoru döndürmeye devam edecektir. Motor daha sonra jeneratör besleme akımı olarak görev yapacak ve bu, genel arıza akımı akışına katkıda bulunacaktır. Asenkron Motorlar: Bu tip motorlar sistemde kısa devre arızası olması durumunda aynı zamanda jeneratör görevi görecektir. Ancak oluşan hasar akımı asenkron motor, yalnızca birkaç döngü sürecektir. Elektrik hizmet sistemi: çoğu Arıza akımı genellikle elektrik şebekesinden gelir. Kısa devre akımının seviyesi şunlara bağlı olacaktır: transformatörün sekonder voltajı ve transformatörden kısa devreye kadar olan devrenin empedans jeneratörlerinin empedans empedansı. Akım, motorun kilitli rotorunun başlatma akımına yaklaşık olarak eşit olacaktır. . Arıza akımının hesaplanmasını basitleştirmek için, tümünün olduğu varsayılır. elektrik jeneratörleri Sistemde fazda olduklarından ve nominal sistem geriliminde çalıştıklarından emin olun.

Dolayısıyla transformatörün faz sargısının toplam direnci (Ohm):

burada Us - transformatörün kısa devre voltajı (Un'un %'si olarak) referans kitaplarında verilmiştir; Bir - Nominal gerilim Transformatör, In - Transformatörün Anma Akımı - Ayrıca referans kitaplardan alınmıştır.

Cıvatalı üç fazlı durum

Kısa devre araştırması, arıza akımının hesaplanabilmesi için gerçekleştirilir. Bu genellikle üç fazlı bir arıza durumu olan en kötü durum senaryosunu ifade eder. cıvatalı bağlantı. Bu duruma dayanarak başka bir arıza durumuna yaklaşılabilir.

Önemli olan motorlardan gelen arıza akımının sisteme katkısıdır. Çoğu durumda motorlar dört ila altı kat katkıda bulunabilir normal akım tam dolu. Akım çok kısa süreli olsa bile arıza akımı hesabına dahil edilmesi çok önemlidir.

Yukarıdaki hesaplamalar tasarım aşamasında gerçekleştirilir. Uygulamada, başlangıç verilerinin eksikliğinden dolayı mevcut tesislerde bunu yapmak zordur. Bu nedenle, kısa devre akımını hesaplarken çoğu durumda transformatörün faz sargısının direncini Zt 0'a eşit (gerçek değer ≈ 1∙10-2 Ohm) almak mümkündür, o zaman:

Verilen formüller ideal koşullar için uygundur. Ne yazık ki Rп zincirinin aktif bileşenini arttıran bükülme vb. faktörleri hesaba katmıyorlar. Bu nedenle doğru bir resim ancak faz-sıfır döngüsünün direncinin doğrudan ölçülmesiyle verilebilir.

39. Serbest bırakma akımı, akım ayarı, devre kesici kesme akımı.

Serbest bırakmak

Devre kesicinin elektromanyetik serbest bırakılmasından akan akım, devre kesicinin nominal akımını hızlı ve önemli ölçüde aştığında devre kesicinin kapanmasına neden olur; bu genellikle korunan kablolarda bir kısa devre olduğunda meydana gelir. Kısa devre, cihazın dikkate aldığı çok hızlı artan yüksek akıma karşılık gelir elektromanyetik salınım Bu, serbest bırakma solenoidi bobininden akan akımın hızlı bir şekilde artmasıyla devre kesicinin açma mekanizmasını neredeyse anında etkilemenizi sağlar. Elektromanyetik salınımın tepki hızı 0,05 saniyeden azdır.

Ayar noktasıölçekteki akım fabrika tarafından işaretlenmiştir; Tablonun her yerinde, aksi belirtilmedikçe, bobinin nominal akımının yüzdesi olarak gösterilir. Skala üzerinde belirtilen alt ve üst limitler arasında ayarlar sorunsuz bir şekilde yapılır.

Kesme e yani makinenin anlık çalışmasına neden olan minimum akım değeridir).

Tek fazlı kısa devreler için akımların ve gerilimlerin simetrisi üç fazlı sistem ihlal edilir. Simetrik bileşenler yöntemine dayanarak, asimetrik tek fazlı kısa devre, farklı dizilerdeki simetrik bileşenler için üç fazlı koşullu simetrik kısa devre ile değiştirilir. Tek fazlı kısa devre akımı üç bileşenden oluşur - doğrudan (I 1), ters (I 2) ve sıfır (I 0) diziler. Elemanların dirençleri ayrıca doğrudan (R 1, X 1, Z 1), ters (R 2, X 2, Z 2) ve sıfır dizi dirençlerden (R 0, X 0, Z 0) oluşur. Hariç elektrikli makineler Elemanların pozitif ve negatif dizi dirençleri birbirine eşittir (R 1 = R 2, X 1 = X 2) ve üç fazlı kısa devre için değerlerine eşittir. Sıfır dizi dirençleri genellikle pozitif ve negatif dizi dirençlerinden çok daha büyüktür. Pratik hesaplamalarda üç damarlı kablolar için aşağıdakiler kabul edilir: ; baralar için: [L.7]; havai hatlar için: ; [L.4].

İçin güç transformatörleri D ¤ Y n sargı bağlantı devresine sahip olan sıfır bileşen direnci, pozitif bileşen direncine eşittir. Y ¤ Y n sargı bağlantı devresine sahip transformatörler için sıfır bileşen direnci, pozitif bileşen direncini önemli ölçüde aşar.

Tek fazlı kısa devre akımı belirlenecektir:

Burada: – kısa devrenin meydana geldiği şebekenin ortalama nominal gerilimi (400 V); – kısa devre noktasına göre ortaya çıkan toplam sıfır dizi direnci, mOhm.

Kısa devre devresinin ortaya çıkan direnci mOhm olarak belirlenir:

Burada: – harici sistemin besleme transformatörüne eşdeğer endüktif reaktansı 6-10 / 0,4 kV, AG aşamasına indirgenmiş, mOhm;

– düşürücü transformatörün pozitif dizi direnci, mOhm;

– reaktör direnci, mOhm;

– bara direnci, mOhm;

- rezistans kablo hatları, mOhm;

– havai hat direnci, mOhm;

– otomatik devre kesicilerin akım bobinlerinin direnci, mOhm;

– akım transformatörlerinin direnci, mOhm;

– sabit kontak bağlantılarının ve hareketli kontakların geçiş direnci, kısa devre noktasında arkın geçiş direnci, mOhm;

– düşürücü transformatörün sıfır bileşen direnci, mOhm;

– baraların sıfır dizi direnci, mOhm;

– kablonun aktif ve endüktif sıfır bileşen direnci, mOhm;

– sıfır dizi direnci havai hat, mOhm.

Belirli bir güç kaynağı sistemi için (Şekil 4), üç fazlı ve tek fazlı kısa devre ile (simetrik bileşenler yöntemiyle) belirli noktalar için periyodik akım değerlerini belirlemek gerekir.

Şekil 4. Tasarım şeması ve eşdeğer devre

1. Tasarım şemasını kullanarak eşdeğer bir devre çiziyoruz (Şekil 4).

2. Kısa devre devre elemanlarının direncini adlandırılmış birimler (mOhm) cinsinden bulun.

2.1. Harici sistemin besleme transformatörüne endüktif reaktansı 10 / 0,4 kV'dir (yüksek voltaj devresi) (trafonun yüksek tarafındaki kısa devre gücü bilinmiyorsa kabul edilebilir).

; mOhm

2.2. Besleme transformatörünün aktif ve endüktif direnci (pozitif ve negatif dizi direnci: , ; sıfır direnç sonrası

sıra: , ) [L. 7]:

2.3. Bara direnci 0,4 kV'dir.

80 x 10 mm boyutlarında (15 cm fazlar arası geometrik ortalama mesafeye sahip) yassı bakır baralar için, özel aktif ve endüktif dirençler alternatif akım doğrudan ve ters diziler için eşittir, [L.6]. Sıfır dizisi için [L.7]:

Üç baranın aktif ve endüktif direnci 0,4 kV doğrudan, negatif ve sıfır dizi:

Her üç baranın toplam direnci:

2.4. Kabloların aktif ve endüktif direnci.

Doğrudan, negatif ve sıfır dizili bireysel kabloların spesifik aktif ve endüktif dirençleri ( yönergeler):

Kabloların aktif ve endüktif direnç değerleri:

2.5. Otomatik devre kesicilerin aktif ve endüktif direnci (serbest bırakma bobinlerinin akım bobinlerinin direnci ve kontakların geçiş direnci dahil) [L.7].

Tüm makinelerin toplam direnci:

3. “K 1” noktası için tek fazlı kısa devre akımı.

“K 1” noktasında tek fazlı bir kısa devre için kısa devre devresinin ortaya çıkan aktif ve endüktif direnci:

“K 1” noktasında tek fazlı kısa devre akımı:

4. “K 1” noktası için üç fazlı kısa devre akımı.

“K 1” noktasında üç fazlı kısa devre sırasında kısa devre devresinin ortaya çıkan aktif ve endüktif direnci:

“K 1” noktasında üç fazlı kısa devre akımı:

4. Kısa devre akımlarının hesaplanması ve elektrikli ekipmanın seçilmesine ilişkin yönergeler. / Ed. B.N. Neklepaeva. – M.: Yayınevi. NC ENAS, 2001. – 152 s.

5. Kulikov Yu.A. Geçiciler elektrik sistemlerinde./Yu.A.Kulikov. – Novosibirsk: NSTU Yayınevi, 2002.–283 s.

6. Güç kaynağı, enerji hatları ve ağların tasarımı için el kitabı. / Ed. Tatlı patates. Bolşama, V.I. Krupovich, M.L. Samovera. Ed. 2., Revize Edilmiş ve ek – M.: Enerji, 1974. – 696 s.

7. Güç kaynağı tasarımı için el kitabı. / Ed. GÜNEY. Barybina ve diğerleri - M.: Energoatomizdat, 1990. - 576 s.

8. Elektrik temini kılavuzu endüstriyel Girişimcilik. / Genel altında ed. A.A. Fedorov ve G.V. Serbinovski. 2 kitapta. 1 kitap. Tasarım ve hesaplama bilgileri. – M.: Enerji, 1973. – 520 s.

9. Elektrik tesisatlarına ilişkin kurallar. – 6. baskı. – St. Petersburg: Dekan, 1999. – 924 s.

EK A