Ток на късо съединение, който определя величината на тока на късо съединение

Тази статия ще се фокусира върху късо съединение в електрическите мрежи. Ще разгледаме типични примери за къси съединения, методи за изчисляване на токове на късо съединение, ще обърнем внимание на връзката между индуктивното съпротивление и номиналната мощност на трансформаторите при изчисляване на токовете на късо съединение, а също така ще дадем конкретни прости формули за тези изчисления.

При проектирането на електрически инсталации е необходимо да се знаят стойностите на симетричните токове на късо съединение за различни точки на трифазна верига. Стойностите на тези критични симетрични токове правят възможно изчисляването на параметрите на кабелите, разпределителните устройства, устройства за селективна защита и т.н.

След това разгледайте трифазен ток на късо съединение с нулево съпротивление, подаван чрез типичен разпределителен понижаващ трансформатор. При нормални условия този вид повреди (късо съединение на болтовата връзка) са най -опасните и изчислението е много просто. Простите изчисления позволяват, при спазване на определени правила, да се получат достатъчно точни резултати, които са приемливи за проектирането на електрически инсталации.

Ток на късо съединение във вторичната намотка на един понижаващ разпределителен трансформатор. Като първо приближение се приема, че съпротивлението на веригата за високо напрежение е много малко и следователно може да се пренебрегне:

Тук P е номиналната мощност във волт-ампери, U2 е напрежението между фазите на вторичната намотка без товар, Iн е номиналният ток в ампери, Isc е токът на късо съединение в ампери, Usc е късото съединение напрежение в проценти.

Таблицата по-долу показва типични напрежения на късо съединение за трифазни трансформатори за 20 kV HV намотка.

Ако, например, разгледаме случая, когато няколко трансформатора се захранват успоредно на шината, тогава стойността на тока на късо съединение в началото на линията, свързана към шината, може да се приеме равна на сумата от късо съединение токове, които предварително се изчисляват отделно за всеки от трансформаторите.

Когато всички трансформатори се захранват от една и съща мрежа с високо напрежение, стойностите на токовете на късо съединение, когато се сумират, ще дадат малко по-висока стойност, отколкото изглеждат в действителност. Съпротивлението на шините и превключвателите се пренебрегва.

Нека трансформаторът има номинална мощност 400 kVA, напрежението на вторичната намотка е 420 V, тогава ако вземем Usc = 4%, тогава:

Фигурата по -долу дава обяснение за този пример.

Точността на получената стойност ще бъде достатъчна за изчисляване на електрическата инсталация.

Трифазен ток на късо съединение в произволна инсталационна точка от страната на ниското напрежение:

Тук: U2 е напрежението на празен ход между фазите на вторичните намотки на трансформатора. Zт — импеданс на веригата, разположен над точката на повреда. След това помислете как да намерите Zt.

Всяка част от инсталацията, било то мрежа, захранващ кабел, самият трансформатор, прекъсвач или шина, има свой собствен импеданс Z, състоящ се от активен R и реактивен X.

Капацитивното съпротивление не играе роля тук. Z, R и X се изразяват в ома и се изчисляват като страни на правоъгълен триъгълник, както е показано на фигурата по -долу. Импедансът се изчислява според правилото на правоъгълен триъгълник.

Мрежата е разделена на отделни секции, за да се намерят X и R за всеки от тях, така че изчислението да е удобно. За последователна верига стойностите на съпротивлението просто се добавят и резултатът е Xt и RT. Общото съпротивление Zт се определя от питагорейската теорема за правоъгълен триъгълник по формулата:

Когато секциите са свързани паралелно, изчислението се извършва както при паралелно свързани резистори, ако комбинираните паралелни секции имат реактивно съпротивление или активно съпротивление, ще се получи еквивалентно общо съпротивление:

Xt не отчита влиянието на индуктивностите и ако съседните индуктивности си влияят взаимно, тогава реалното индуктивно съпротивление ще бъде по -високо. Трябва да се отбележи, че изчислението на Xz е свързано само с отделна независима верига, тоест също без влиянието на взаимната индуктивност. Ако паралелните вериги са разположени близо една до друга, тогава съпротивлението Xs ще бъде забележимо по -високо.

Помислете сега за мрежата, свързана към входа на понижаващия трансформатор. Трифазният ток на късо съединение Isc или мощността на късо съединение Psc се определя от доставчика на електроенергия, но въз основа на тези данни може да се намери общото еквивалентно съпротивление. Еквивалентен импеданс, което едновременно води до еквивалент за страната с ниско напрежение:

Psc-трифазно захранване на късо съединение, U2-напрежение на празен ход на веригата за ниско напрежение.

По правило активният компонент на съпротивлението на мрежа с високо напрежение — Ra — е много малък и в сравнение с индуктивното съпротивление е незначителен. Традиционно Xa се приема равен на 99,5% от Za, а Ra е равен на 10% от Xa. Таблицата по -долу показва приблизителни цифри за тези стойности за трансформатори 500 MVA и 250 MVA.

Пълен Ztr — съпротивление на трансформатора от страната на ниското напрежение:

Pн — номинална мощност на трансформатора в киловолта -ампера.

Активното съпротивление на намотките се основава на загуби на мощност.

Когато се извършват приблизителни изчисления, Rtr се пренебрегва и Ztr = Xtr.

Ако трябва да се вземе предвид прекъсвач с ниско напрежение, се взема предвид импедансът на прекъсвача над точката на късо съединение. Индуктивното съпротивление се приема равно на 0,00015 Ohm на превключвател и активният компонент се пренебрегва.

Що се отнася до шините, тяхното активно съпротивление е пренебрежимо малко, докато реактивният компонент се разпределя приблизително при 0,00015 Ohm на метър от дължината им, а когато разстоянието между шините се удвои, тяхното реактивно съпротивление се увеличава само с 10%. Параметрите на кабелите са посочени от техните производители.

Що се отнася до трифазен двигател, в момента на късо съединение той преминава в режим на генератор, а токът на късо съединение в намотките се оценява като Isc = 3,5 * In. При еднофазни двигатели увеличаването на тока в момента на късо съединение е незначително.

Дъгата, която обикновено придружава късо съединение, има съпротивление, което в никакъв случай не е постоянно, но средната му стойност е изключително ниска, но спадът на напрежението върху дъгата е малък, следователно токът на практика намалява с около 20%, което улеснява работата на прекъсвача, без да нарушава работата му, без да влияе особено на тока на изключване.

Токът на късо съединение в приемния край на линията е свързан с тока на късо съединение в края на захранването на линията, но сечението и материалът на предаващите проводници, както и тяхната дължина, също се вземат предвид сметка. Имайки представа за съпротивление, всеки може да направи това просто изчисление. Надяваме се, че нашата статия е била полезна за вас.