kategorier: Utvalda artiklar » Nybörjare elektriker
Antal visningar: 128717
Kommentarer till artikeln: 4

Beräkning av kortslutningsströmmar för nybörjare

 

Vid utformning av något energisystem utför specialutbildade elektrotekniker som använder tekniska manualer, tabeller, grafer och datorprogram sin analys av kretsens drift i olika lägen, inklusive:

1. tomgång;

2. nominell belastning;

3. nödsituationer.

En speciell fara är det tredje fallet när nätverksfel uppstår som kan skada utrustningen. Oftast är de förknippade med "metallisk" kortslutning av matningskretsen, när elektriska motstånd med en dimension av en bråkdel av Ohm slumpmässigt är anslutna mellan olika potential i ingångsspänningen.

Sådana lägen kallas kortslutningsströmmar eller förkortas som "kortslutning". De uppstår när:

  • brister i driften av automatisering och skydd;

  • personalfel;

  • skador på utrustning på grund av teknisk åldrande;

  • naturliga effekter av naturfenomen;

  • sabotage eller vandalåtgärder.

Kortslutningsströmmar är betydligt större i storlek än de nominella belastningarna under vilka en elektrisk krets skapas. Därför bränner de helt enkelt ut svaga platser i utrustningen, förstör den, orsakar bränder.

Vågform av växelströmmar
DC vågform

Förutom termisk förstörelse har de fortfarande en dynamisk effekt. Dess manifestation visar videon bra:

För att utesluta utvecklingen av sådana olyckor under drift börjar de kämpa med dem även i stadiet för att skapa projektet för elektrisk utrustning. För att göra detta, beräknar teoretiskt möjligheten att förekomst av kortslutningsströmmar och deras storlek.

Dessa data används för att ytterligare skapa projektet och välja kretsens elelement och skyddsanordningar. De fortsätter att arbeta med dem ständigt under drift av utrustningen.

Strömmarna för möjliga kortslutningar beräknas med teoretiska metoder med varierande grad av noggrannhet som är acceptabla för tillförlitlig skapande av skydd.


Vilka elektriska processer ligger till grund för beräkning av kortslutningsströmmar

Till en början kommer vi att fokusera på det faktum att alla typer av applicerad spänning, inklusive direkt, alternerande sinusformad, pulserad eller någon annan slumpmässig, skapar olyckströmmar som upprepar bilden på denna form eller ändrar den beroende på den applicerade motståndet och effekten av sidofaktorer. Allt detta måste tillhandahållas till designers och beaktas i deras beräkningar.

Bedömning av förekomsten av m-verkan av kortslutningsströmmar gör att du kan utföra:

  • Ohms lag;

  • storleken på kraften som är karakteristisk för kraften som appliceras från spänningskällan;

  • strukturen för den elektriska kretsen som används;

  • värdet på det totala applicerade motståndet mot källan.



Ohms lag

Grunden för att beräkna kortslutningar är principen som bestämmer att strömstyrkan kan beräknas med värdet på den pålagda spänningen, om du delar den med värdet på det anslutna motståndet.

Den fungerar också vid beräkningen av nominella belastningar. Den enda skillnaden är att:

  • under optimal drift av den elektriska kretsen är spänningen och motståndet praktiskt taget stabiliserade och varierar något inom gränserna för de tekniska arbetsstandarderna;

  • vid olyckor sker processen spontant slumpmässigt. Men det kan förutses, beräknat med de utvecklade metoderna.


Strömförsörjningsspänning

Med sin hjälp utvärderas möjligheten för energi att utföra destruktivt arbete med kortslutningsströmmar, varaktigheten av deras kurs och värdet analyseras.

AC elkraft

Låt oss titta på ett exempel när en och samma bit koppartråd med ett tvärsnitt på en och en halv kvadrat mm och en längd på en halv meter först anslutdes direkt till Krona-batteriets terminaler, och efter en stund satte de in ett hushållsuttag i fas- och nollkontakterna.

I det första fallet kommer en kortslutningsström att strömma genom ledningen och spänningskällan, vilket värmer batteriet till ett tillstånd som skadar dess prestanda. Källans kraft räcker inte för att bränna den anslutna bygeln och bryta kretsen.

I det andra fallet fungerar det automatiska skyddet. Anta att alla är felaktiga och fastnat. Sedan kommer kortslutningsströmmen att passera genom hemledningarna, kommer att nå ingångsskölden till lägenheten, ingången, byggnaden och genom kabeln eller kraftledningen kommer att nå transformatorns transformatorstation.

Som ett resultat är en ganska lång krets med ett stort antal ledningar, kablar och platser för deras anslutning ansluten till transformatorns lindning. De kommer att öka det elektriska motståndet i vår kortslutning avsevärt. Men även i det här fallet är det mycket troligt att den inte tål den applicerade kraften och helt enkelt bränner ut.


Kretskonfiguration

När konsumenterna matas tillförs spänning till dem på olika sätt, till exempel:

  • genom potentialen för de positiva och negativa terminalerna på DC-spänningskällan;

  • fas och noll för ett enfas hushållsnätverk 220 volt;

  • en trefas krets på 0,4 kV.

I vart och ett av dessa fall kan isoleringsfel på olika platser uppstå, vilket kommer att leda till flödet av kortslutningsströmmar genom dem. Endast för en trefas växelströmskrets, kortslutningar mellan:

  • alla tre faserna samtidigt - kallas trefas;

  • alla två faser mellan varandra - gränssnitt;

  • vilken fas och noll som helst - enfas;

  • fas och mark - enfas till mark;

  • två faser och mark - två fas till mark;

  • tre faser och mark - tre fas till mark.

Kortslutningstyper i ett trefas nätverk

När du skapar ett projekt för strömförsörjning av utrustning måste alla dessa lägen beräknas och beaktas.


Effekten av en elektrisk motstånd hos en krets

Längden på linjen från spänningskällan till kortslutningens plats har ett visst elektriskt motstånd. Dess värde begränsar kortslutningsströmmar. Närvaron av transformatorlindningar, induktorer, spolar, kondensatorplattor lägger till induktiv och kapacitiv motstånd, vilket bildar aperiodiska komponenter som förvränger den symmetriska formen på de grundläggande harmonikema.

Befintliga metoder för att beräkna kortslutningsströmmar gör det möjligt att beräkna dem med tillräcklig noggrannhet för övning enligt tidigare förberedd information. Det faktiska elektriska motståndet i en redan monterad krets kan mätas med metoden fas nollöglor. Det låter dig klargöra beräkningen, göra justeringar av valet av försvar.

Mätning av motstånd hos en slingfas noll

Grundläggande dokument för beräkning av kortslutningsströmmar


1. Metoden för beräkning av kortslutningsströmmar

Det står väl i A. V. Belyaevs bok "Valet av utrustning, skydd och kablar i 0,4 kV-nät", släppt av Energoatomizdat 1988. Information upptar 171 sidor.

Boken innehåller:

  • beräkningssekvens för kortslutningsströmmar;

  • med beaktande av den strömbegränsande effekten av den elektriska bågen på skadestedet;

  • principer för val av skyddsutrustning enligt värdena på de beräknade strömmarna.

Boken publicerar referensinformation om:

  • brytare och säkringar med analys av egenskaperna för deras skyddsegenskaper;

  • urval av kablar och utrustning, inklusive installationer för att skydda elmotorer, kraftaggregat, ingångsenheter för generatorer och transformatorer;

  • nackdelar med skydd för vissa typer av brytare;

  • funktioner för användning av fjärrreläskydd;

  • exempel på lösning av designproblem.

Du kan ladda ner den här boken här: Val av utrustning, skärmar och kablar i 0,4 kV nätverk


2. Riktlinjer RD 153—34.0—20.527—98

Detta dokument definierar:

  • metoder för att beräkna kortslutningsströmmar för symmetriska och asymmetriska lägen i elektriska installationer med spänningar upp till och över 1 kV;

  • metoder för att kontrollera elektriska apparater och ledare för termisk och elektrodynamisk motstånd;

  • testmetoder för omkopplingsförmåga för elektriska apparater.

Instruktionerna täcker inte beräkningen av kortslutningsströmmar med avseende på reläskyddsanordningar med specifika driftsförhållanden.

Du kan ladda ner dem här: Riktlinjer för beräkning av kortslutningsströmmar


3. GOST 28249-93

Dokumentet beskriver kortslutningar som förekommer i elektriska installationer med växelström och proceduren för deras beräkning för system med spänningar upp till 1 kV. Det har varit effektivt sedan 1 januari 1995 på Vitrysslands och Kirgizistans territorier. Moldavien, Ryssland, Tadzjikistan, Turkmenistan och Ukraina.

Tillståndsstandarden definierar allmänna metoder för att beräkna kortslutningsströmmar vid det första och godtyckliga tidsmomentet för elektriska installationer med synkrona och asynkrona maskiner, reaktorer och transformatorer, kraftledningar och kablar, skenor, noder med komplex komplex belastning.

Tekniska standarder för konstruktion av elektriska installationer fastställs av gällande tillståndsstandarder och överenskommits av Interstate Council for Standardization, Metrology and Certification.

Ladda ner GOST 28249-93 (2003). Kortslutningar i elektriska installationer. Beräkningsmetoder i elektriska växelströmsinstallationer med spänning upp till 1 kV kan vara här: GOST för beräkning av kortslutningsströmmar


Konstruktionsens handlingssekvens för beräkning av kortslutningsströmmar

Inledningsvis bör den information som är nödvändig för analys beredas och sedan genomföras från beräkningen. Efter installation av utrustningen för att sätta i drift och under drift kontrolleras korrekt val och funktion av skydd.


Insamling av källdata

Alla system kan reduceras till en förenklad form när det består av två delar:

1. spänningskälla. För ett 0,4 kV-nätverk spelas dess roll av den sekundära lindningen av krafttransformatorn;

2. Elledningen.

Under dem samlas de nödvändiga egenskaperna in.


Transformatordata för beräkning av kortslutningsströmmar

Ta reda på:

  • värde på kortslutningsspänning (%) - Uкз;

  • kortslutningsförlust (kW) - Rk;

  • nominella spänningar på de höga och låga sidolindningarna (kV. V) - Uvn, Unn;

  • fasspänning på låg sidolindning (V) - Ef;

  • nominell effekt (kVA) - Snt;

  • total strömmotstånd för enfas kortslutning (mOhm) - Zt.


Leverera linjedata för beräkning av kortslutningsströmmar

Dessa inkluderar:

  • märken och mängden kablar med materialindikering och venesektion;

  • ruttens totala längd (m) - L;

  • induktiv resistans (mOhm / m) - X0;

  • impedans för fas-nollslingan (mOhm / m) - Zpt.

Denna information för transformatorn och linjen är koncentrerad i katalogerna. Kud-effektskoefficient tas också där.


Beräkningssekvens

Enligt de hittade egenskaperna beräknas de för:

  • transformator - aktiv och induktiv resistans (mOhm) - Rt, Xt;

  • linjer - aktiv, induktiv och impedans (mOhm).

Dessa data låter dig beräkna det totala aktiva och induktiva motståndet (mOhm). Och baserat på dem kan du bestämma kretsens (mOhm) totala motstånd och strömmar:

  • trefas krets och chock (kA);

  • enfas kortslutning (kA).

Enligt värdena för de senaste beräknade strömmarna väljer de effektbrytare och andra skyddsanordningar för konsumenterna.

Formgivare kan utföra beräkningen av kortslutningsströmmar manuellt enligt formler, uppslagstabeller och grafer eller med hjälp av speciella datorprogram.

Datorprogram för beräkning av kortslutningsströmmar

På verklig kraftutrustning som tas i drift registreras alla strömmar, inklusive nominella och kortslutna kretsar, med automatiska oscilloskop.

Fånga strömvågformer

Sådana oscillogram låter dig analysera förhållandena i nödsituationer, korrekt drift av elutrustning och skyddsanordningar.De vidtar effektiva åtgärder för att förbättra tillförlitligheten hos konsumenterna i den elektriska kretsen.

Se även på elektrohomepro.com:

  • Varför utförs mätningar av fas-noll slingmotstånd av proffs och inte ...
  • Hur strömmar beaktas för brytare
  • Hur man väljer en kabelsektion - designertips
  • Hur är transformatorn anordnad och fungerar, vilka egenskaper beaktas när ...
  • Hemlagad strömförsörjning med kortslutningsskydd

  •  
     
    kommentarer:

    # 1 skrev: | [Cite]

     
     

    Diagrammet för elkraft är felaktigt - med en fasförskjutning på 90 grader, reaktiv effekt, är områdena med positiva och negativa halvvågor av kraft lika.

     
    kommentarer:

    # 2 skrev: Mikhail Anatolyevich | [Cite]

     
     

    Transformatormotstånd "impedans av en ström av enfas kortslutning (mOhm) - Zt." felaktigt markerad. Zt från katalogerna måste delas med 3. Det ser ut som Zt / 3. Eftersom Zt är transformatorns totala motstånd mot strömmar i 3-fas kortslutning.

     
    kommentarer:

    # 3 skrev: Andrew | [Cite]

     
     

    En artikel från kategorin "bla bla bla"!
    Var är formlerna, beskrivningarna av deras variabler och koefficienter, typiska exempel på beräkningar?

     
    kommentarer:

    # 4 skrev: Vladimir | [Cite]

     
     

    Andrew, titta i sökningen på ämnet: kortslutningsberäkningsprogram rz04
    Kanske kommer något att fungera. Och det finns många material om denna fråga på Internet. Det viktigaste här är att rita själv det mest nödvändiga och välja det mest nödvändiga. På varje visad sida kan du hitta användbart för dig själv.