для чего нужен расчет токов короткого замыкания

Расчет токов короткого замыкания для начинающих электриков

При проектировании любой энергетической системы специально подготовленные инженеры электрики с помощью технических справочников, таблиц, графиков и компьютерных программ выполняют ее анализ на работу схемы в различных режимах, включая:

2. номинальную нагрузку;

3. аварийные ситуации.

Особую опасность представляет третий случай, когда в сети возникают неисправности, способные повредить оборудование. Чаще всего они связаны с «металлическим» закорачиванием питающей цепи, когда между разными потенциалами подводимого напряжения подключаются случайным образом электрические сопротивления размерностью в доли Ома.

Такие режимы называют токами коротких замыканий или сокращенно «КЗ». Они возникают при:

сбоях в работе автоматики и защит;

ошибках обслуживающего персонала;

повреждениях оборудования из-за технического старения;

стихийных воздействиях природных явлений;

диверсиях или действиях вандалов.

Токи коротких замыканий по своей величине значительно превышают номинальные нагрузки, под которые создается электрическая схема. Поэтому они просто выжигают слабые места в оборудовании, разрушают его, вызывают пожары.

для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть картинку для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Картинка про для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания

для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть картинку для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Картинка про для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания

Кроме термического разрушения они еще обладают динамическим действием. Его проявление хорошо показывает видеоролик:

Чтобы при эксплуатации исключить развитие подобных аварий с ними начинают бороться еще на стадии создания проекта электрического оборудования. Для этого теоретически вычисляют возможности возникновения токов коротких замыканий и их величины.

Эти данные используются для дальнейшего создания проекта и выбора силовых элементов и защитных устройств схемы. С ними же продолжают постоянно работать и при эксплуатации оборудования.

Токи возможных коротких замыканий рассчитывают теоретическими методами с разной степенью точности, допустимой для надежного создания защит.

Какие электрические процессы заложены в основу расчета токов короткого замыкания

Первоначально заострим внимание на том, что любой вид приложенного напряжения, включая постоянное, переменное синусоидальное, импульсное или любое другое случайное создает токи аварий, которые повторяют образ этой формы или изменяют ее в зависимости от приложенного сопротивления и действия побочных факторов. Все это приходится предусматривать проектировщикам и учитывать в своих расчетах.

Оценку возникновения м действия токов коротких замыканий позволяют выполнить:

величина силовой характеристики мощности, приложенной от источника напряжения;

структура используемой электрической схемы электроустановки;

значение полного приложенного сопротивления к источнику.

Действие закона Ома

За основу расчета коротких замыканий взят принцип, определяющий, что силу тока можно вычислить по величине приложенного напряжения, если поделить ее на значение подключенного сопротивления.

Он же действует и при расчете номинальных нагрузок. Разница лишь в том, что:

во время оптимальной работы электрической схемы напряжение и сопротивление практически стабилизированы и изменяются незначительно в пределах рабочих технических нормативов;

при авариях процесс происходит стихийно случайным образом. Но его можно предусмотреть, просчитать разработанными методиками.

Мощность источника напряжения

С ее помощью оценивают силовую энергетическую возможность совершения разрушительной работы токами коротких замыканий, анализируют длительность их протекания, величину.

для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть картинку для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Картинка про для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания

Рассмотрим пример, когда один и тот же кусок медного провода сечением полтора квадратных мм и длиной в полметра вначале подключили напрямую на клеммы батарейки «Крона», а через некоторое время вставили в контакты фазы и нуля бытовой розетки.

В первом случае через провод и источник напряжения потечет ток короткого замыкания, который разогреет батарейку до такого состояния, что повредит ее работоспособность. Мощности источника не хватит на то, чтобы сжечь подключенную перемычку и разорвать цепь.

Во втором случае сработают автоматические защиты. Допустим, что они все неисправны и заклинили. Тогда ток короткого замыкания пройдет через домашнюю проводку, достигнет вводного щитка в квартиру, подъезд, здание и по кабельной или воздушной линии электропередач дойдет до питающей трансформаторной подстанции.

В итоге к обмотке трансформатора подключается довольно протяженная цепь с большим количеством проводов, кабелей и мест их соединения. Они значительно увеличат электрическое сопротивление нашей закоротки. Но даже в этом случае высока вероятность того, что она не выдержит приложенной мощности и просто сгорит.

Конфигурация электрической схемы

При питании потребителей к ним подводится напряжение разными способами, например:

через потенциалы плюсового и минусового выводов источника постоянного напряжения;

фазой и нулем однофазной бытовой сети 220 вольт;

трехфазной схемой 0,4 кВ.

В каждом из этих случаев могут произойти нарушения изоляции в различных местах, что приведет к протеканию через них токов короткого замыкания. Только для трехфазной цепи переменного тока возможны короткие замыкания между:

всеми тремя фазами одновременно — называется трехфазным;

двумя любыми фазами между собой — междуфазное;

любой фазой и нулем — однофазное;

фазой и землей — однофазное на землю;

двумя фазами и землей — двухфазное на землю;

тремя фазами и землей — трехфазное на землю.

для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть картинку для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Картинка про для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания

При создании проекта электроснабжения оборудования все эти режимы требуется просчитать и учесть.

Влияние электрического сопротивления цепи

Протяженность магистрали от источника напряжения до места образования короткого замыкания имеет определенное электрическое сопротивление. Его величина ограничивает токи короткого замыкания. Наличие обмоток трансформаторов, дросселей, катушек, обкладок конденсаторов добавляют индуктивные и емкостные сопротивления, формирующие апериодические составляющие, искажающие симметричную форму основных гармоник.

Существующие методики расчета токов короткого замыкания позволяют их вычислить с достаточной для практики точностью по заранее подготовленной информации. Реальное электрическое сопротивление уже собранной схемы можно измерить по методике петли «фаза-ноль». Оно позволяет уточнить расчет, внести коррективы в выбор защит.

для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть картинку для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Картинка про для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания

Основные документы по расчету токов коротких замыканий

1. Методика выполнения расчета токов КЗ

Она хорошо изложена в книге А. В. Беляева “Выбор аппаратуры, защит и кабелей в сетях 0,4 кВ”, выпущенной Энергоатомиздат в 1988 году. Информация занимает 171 страницу.

последовательность расчета токов КЗ;

учет токоограничивающего действия электрической дуги на месте образования повреждения;

принципы выбора защитной аппаратуры по значениям рассчитанных токов.

В книге публикуется справочная информация по:

автоматическим выключателям и предохранителям с анализом характеристик их защитных свойств;

выбору кабелей и аппаратуры, включая установки защиты электродвигателей, силовых сборок, вводных устройств генераторов и трансформаторов;

недостаткам защит отдельных видов автоматических выключателей;

особенностям применения выносных релейных защит;

примерам решения проектных задач.

2. Руководящие указания РД 153—34.0—20.527—98

Этот документ определяет:

методики расчетов токов КЗ симметричных и несимметричных режимов в электроустановках с напряжением до и выше 1 кВ;

способы проверок электрических аппаратов и проводников на термическую и электродинамическую стойкость;

методы испытания коммутационной способности электрических аппаратов.

Указания не охватывают вопросы расчета токов КЗ применительно к устройствам РЗА со специфическими условиями эксплуатации.

3. ГОСТ 28249-93

Документ описывает короткие замыкания, возникающие в электроустановках переменного тока и методику их расчета для систем с напряжением до 1 кВ. Он действует с 1 января 1995 года на территориях Беларуси, Кыргызстана. Молдовы, России, Таджикистана, Туркменистана и Украины.

Государственный стандарт определяет общие методы расчетов токов КЗ в начальный и любой произвольный временной момент для электроустановок с синхронными и асинхронными машинами, реакторами и трансформаторами, воздушными и кабельными ЛЭП, шинопроводами, узлами сложной комплексной нагрузки.

Технические нормативы проектирования электроустановок определены действующими государственными стандартами и согласованы Межгосударственным Советом по вопросам стандартизации, метрологии, сертификации.

Скачать ГОСТ 28249-93 (2003). Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением до 1 кВ можно здесь: ГОСТ по расчету токов КЗ

Очередность действий проектировщика для расчета токов короткого замыкания

Первоначально следует подготовить необходимые для анализа сведения, а затем провести из расчет. После монтажа оборудования к процессе ввода его в работу и при эксплуатации проверяется правильность выбора и работоспособность защит.

Сбор исходных данных

Любую схему можно привести к упрощенному виду, когда она состоит из двух частей:

1. источника напряжения. Для сети 0,4 кВ его роль исполняет вторичная обмотка силового трансформатора;

2. питающей линии электропередачи.

Под них собираются необходимые характеристики.

Данные трансформатора для расчета токов КЗ

величину напряжения короткого замыкания (%) — Uкз;

потери короткого замыкания (кВт) — Рк;

номинальные напряжения на обмотках высокой и низкой стороны (кВ. В) — Uвн, Uнн;

фазное напряжение на обмотке низкой стороны (В) — Еф;

номинальную мощность (кВА) — Sнт;

полное сопротивление током однофазного КЗ (мОм) — Zт.

Данные питающей линии для расчета токов КЗ

марки и количество кабелей с указанием материала и сечения жил;

общая протяженность трассы (м) — L;

индуктивное сопротивление (мОм/м) — X0;

полное сопротивление для петли фаза-ноль (мОм/м) — Zпт.

Эти сведения для трансформатора и линии сосредоточены в справочниках. Там же берут ударный коэффициент Куд.

Последовательность расчета

По найденным характеристикам вычисляют для:

трансформатора — активное и индуктивное сопротивление (мОм) — Rт, Хт;

линии — активное, индуктивное и полное сопротивление (мОм).

Эти данные позволяют рассчитать общее активное и индуктивное сопротивление (мОм). А на их основе можно определить полное сопротивление схемы (мОм) и токи:

трехфазного замыкания и ударный (кА);

По величинам последних вычисленных токов и подбирают автоматические выключатели и другие защитные устройства для потребителей.

Расчет токов короткого замыкания проектировщики могут выполнять вручную по формулам, справочным таблицам и графикам или с помощью специальных компьютерных программ.

для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть картинку для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Картинка про для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания

На реальном энергетическом оборудовании, введенном в эксплуатацию, все токи, включая номинальные и коротких замыканий, записываются автоматическими осциллографами.

для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть картинку для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Картинка про для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания

Такие осциллограммы позволяют анализировать ход протекания аварийных режимов, правильность работы силового оборудования и защитных устройств. По ним принимают действенные меры для повышения надежности работы потребителей электрической схемы.

Источник

Короткое замыкание сети или других источников питания

Под коротким замыканием (КЗ) понимают особый случай, когда соединены 2 проводника электрического тока разных потенциалов или фаз электрического прибора между собой или землей. В месте соединения проводников происходит резкое увеличение значения силы электрического тока с превышением максимально допустимого параметра. Это приводит к остановке нормального функционирование прибора и смежных элементов.

для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть картинку для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Картинка про для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания

По упрощенной формулировке представленный тип замыкания является любым нештатным и незапланированным соединением проводников электричества, имеющих разное значение потенциала. Это могут быть, к примеру, фаза и ноль, что приводит к образованию токов разрушительного действия.

Явление опасно для здоровья человека и его имущества. КЗ вызывает не только сбой оборудования, остановку работы электроприборов. Если пренебрегать правилами безопасности, то это потенциально может обернуться полным выходом из строя аппаратов или их отдельных частей с невозможностью восстановления. Также может возникнуть возгорание, приводящее к пагубным последствиям для жизни людей, их имущества и окружающей среды.

Расчет тока короткого замыкания

для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть картинку для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Картинка про для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания

Чтобы понимать, почему возникает этот процесс, необходимо провести расчет значений токов короткого замыкания. Для этого надо знать закон Ома: «Значение силы тока в некотором промежутке электрической цепи является прямо пропорциональным значению напряжения и обратно пропорциональным сопротивлению тока на этом промежутке». Это основополагающий закон электрики, который изучается даже в школьной программе. Для большей наглядности, следует обозначить его формулой: I=U/R, где:

Любое электрооборудование, подключенное к бытовой или промышленной электрической цепи, является активным сопротивлением. Параметр напряжения сети бытового назначения — 220 В (в некоторых случаях 230 В). Представленное значение неизменно. Чем выше значение сопротивления прибора (проводника или некоторого материала), подключенного к электропитанию, тем меньшей будет величина электрического тока.

Для расчёта тока короткого замыкания лучше воспользоваться более «продвинутой» формой закона Ома, называемой законом Ома для полной цепи.

для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть картинку для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Картинка про для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания

Эта форма закона Ома также изучается в школьной программе, однако мало кто о ней помнит. А ведь именно она применяется для расчёта тока КЗ. Дело в том, что если сопротивление внешних элементов цепи равно 0, то странного деления на ноль не появится, а вместо этого ток будет вполне конкретно и точно вычисляем как результат деления ЭДС источника на внутреннее сопротивление источника напряжения:

Iкз=ε / r

Конечно в случае, если КЗ возникает в доме или квартире — от места замыкания до точки возникновения ЭДС ток проходит через проводку. И неважно, медные это провода или изготовленные из алюминия — они обладают сопротивлением. И в таком случае R не равно нулю. Чему же оно равно — читаем дальше.

Пример 1. Сеть с напряжением 220–230В

Давайте возьмем для конкретного примера: длину проводки 100 м и площадь сечения проводов 2,5 мм² и затем посмотрим каково же будет их сопротивление в случае, если они сделаны из меди.

Формула, также известная из учебника физики любой самой средней школы, гласит:

R=ρ·L/S,

ρ — удельное сопротивление меди, равное приблизительно 0,017–0,018 Ом·мм²/м;

L — длина проводника, выраженная в метрах;

S — площадь проводника, выраженная в мм².

Учтем, что подводящих электроэнергию провода не один, а два (ток приходит по одному проводу и уходит по второму), поэтому длина провода L при расчёте удваивается:

R=0.018·2·100/2,5=1,44 Ом

Итак, теперь видно, что провода имеют достаточно большое сопротивление. Чтобы теперь прикинуть ток КЗ можно воспользоваться законом Ома. Внутреннее сопротивление источника питания нам не известно, но как видно из формулы закона Ома для полной цепи, что чем оно больше, тем меньше будет ток КЗ. Следовательно, приняв r=0 мы найдем максимально возможный ток КЗ при вычисленном R=1,44 Ом.

Также примем, что напряжение питания в сети также максимально возможное, и составляет 230+10%=253 В. В таком случае ток короткого замыкания будет равен:

Iкз=253/1,44 = 175,7 А

Итак, мы провели расчет для конкретного питающего проводника. Для проводки с другими параметрами вычисление может быть произведено аналогичным образом.

Пример 2. Аккумуляторная батарея

Если КЗ возникает непосредственно у источника ЭДС (с таким явлением мы можем встретиться в случае «коротыша» бытового или автомобильного аккумулятора или батареи питания), то в таком случае внешнее сопротивление R≈0. Следовательно, для расчета понадобится знать внутреннее сопротивление r максимально точно (иначе опять возникнет деление на ноль и ничего стоящего мы не насчитаем). Вычислить его не составит труда, если у вас имеется сопротивление (резистор) и мультиметр.

Теперь давайте рассмотрим конкретный пример. Допустим, имеется автомобильный аккумулятор на 12В. Как необходимо действовать, чтобы определить его ток КЗ.

Нам понадобится резистор номиналом 10 Ом на 15Вт, который поможет выполнить необходимый эксперимент:

Если вы ещё не догадались что за формулы были применены, то вот подсказки:

r=Uхх–Iн·Uн,

Iкз=Uхх/r,

Uхх — напряжение холостого хода источника питания;

— ток, отдаваемый источником питания под нагрузкой;

— напряжение источника питания под нагрузкой.

Как видно из формул, само значение нагрузки знать не нужно, тем не менее оно подбирается таким образом, чтобы погрешность измерения прибора не давала слишком большой разброс результата (если нагрузка будет незначительно «просаживать» напряжение источника питания, то есть Uхх, то точность результата будет крайне низкой).

Причины возникновения КЗ

Теперь кратко пробежимся по возможным причинам возникновения КЗ.

для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть картинку для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Картинка про для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания

Распространенные причины появления КЗ следующие:

Отрицательное воздействие КЗ для человека и его имущества

КЗ, в зависимости от места возникновения, приводит к пагубным последствиям для имущества и безопасности жизни человека. К таковым относят:

для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть картинку для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Картинка про для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания

Виды КЗ

Электричество используется повсеместно и бытовой и промышленной сфере. Чтобы свести риск появления короткого замыкания к минимуму, разработан ряд мероприятий и устройств по обеспечению защиты от КЗ. Однако, чтобы точно понимать в каком случае и какой прибор использовать, нужно знать виды замыкания. Основными из них являются:

Доля однофазных КЗ составляет 65% повреждений, 2 фазы с землей — 20%, двухфазных — 10%, трехфазных — 5%. Часто случаются сложные виды повреждений, сопровождающиеся многократной несимметрией. Это означает тип замыкания различных фаз, происходящего в нескольких точках единовременно.

Методы поиска короткого замыкания

Заранее найти место возникновения этого явления довольно сложно. В большинстве случаев до него нет дела ни специалистам, ни обычным пользователям. Однако это поможет вовремя нейтрализовать его, что приведет к невозможности появления пагубных последствий. Благодаря своевременному реагированию, экономятся финансовые средства и время. Методов как определить короткое замыкание существует несколько:

для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть картинку для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Картинка про для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания

Провода, являющиеся составной частью токоведущего кабеля, могут соприкасаться между собой. Если они оголены, то именно это и является явной причиной КЗ. Подобные повреждения, как правило, находятся в распределительных коробках и других узлах электроснабжения (розетки, выключателях и так далее). Подгорелая изоляция кабеля — явное место, где потенциально может образоваться КЗ.

Применение специальных приборов помогает измерить значение сопротивления цепи. В их составе имеется 2 провода: один из них подключается к фазе, а другой — к нолю (далее к заземлению). Если на дисплее прибора отображается 0, значит целостность проводки в норме, если какое-либо другое значение — контакты соприкасаются. Обратите внимание, что напряжение мультиметра довольно маленькое. Им можно измерять цепи, протяженностью не более 3 метров.

Поиск места возникновения короткого замыкания по звуку — народный метод определения этого явления. Для этого необходимо тщательно прислушиваться у всех соединений. В месте контакта будет слышно характерное потрескивание. Иногда возникает запах горелой пластмассы и изоляции. Пользоваться таким способом нахождения КЗ следует пользоваться только в крайнем случае при недоступности других методов.

Очень часто бывает, что виновником является подключенный электроприбор. Его включение сразу приведет к срабатыванию предохранителя. Это приведет к моментальному отключению электроснабжения участка. Найти такой прибор можно методом исключения, поочередно включая все устройства.

Специалисты настоятельно рекомендуют не применять устаревшие способы поиска КЗ. В большинстве случаев они не показывают должной точности и эффективности. Если возникла необходимость найти место КЗ, необходимо пригласить профессионалов, которые будут использовать качественное и точное оборудование.

Защита от КЗ

Для защиты от КЗ существуют различные устройства:

В представленной схеме участвуют стабилитрон и диоды, защищающие светодиоды от воздействия обратных токов. За ограничение тока в системе защиты отвечают 2 резистора. Предохранитель должен быть самовосстанавливающегося типа, номиналы элементов должны подбираться индивидуально в зависимости от условий.

Эффективный способ защиты от представленного явления — применение реактора, ограничивающего ток. Он применяется в системе защиты электрических цепей, где величина КЗ может быть такой силы, с которой обычное оборудование не справится.

Ректор имеет вид катушки с сопротивлением индуктивного типа, подключенной к сети по последовательной схеме. Приемлемое функционирование цепи позволяет соблюдать уровень падения напряжения реактора около 4%. При образовании КЗ основная часть напряжения поступает на это устройство. Такое оборудование бывает масляного и бетонного типов. Каждый из них применяется в зависимости от типа электропроводки и питаемого ею оборудования.

Полезное КЗ

Ток, возникающий по причине подобного явления, может принести не только разрушение, но и пользу. Существует ряд оборудования, функционирующего в условиях повышенного значения тока. Классическим примером таких устройств является электродуговая сварка. Ее работа обусловлена соединением сварочного электрода и контура заземления.

для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть картинку для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Картинка про для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания

При существенных перегрузках функционирование таких аппаратов кратковременно. Его обеспечивает сварочный трансформатор большой мощности. В месте, где происходит соприкосновение 2 электродов происходит выработка тока довольно значительной силы. Это приводит к выделению большого количества тепловой энергии, которой достаточно для плавления металла в области соприкосновения. Таким процессом обеспечена работа сварки. Шов получается аккуратным, долговечным и прочным.

Видео по теме

Источник

Расчет токов короткого замыкания

для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть картинку для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Картинка про для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть картинку для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Картинка про для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть картинку для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Картинка про для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть картинку для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Картинка про для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания

для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть картинку для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Картинка про для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания

для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть картинку для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Картинка про для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания

Расчет токов короткого замыкания (КЗ) необходим для выбора аппаратуры и проверки элементов электроустановок (шин, изоляторов, кабелей и т. д.) на электродинамическую и термическую устойчивость, а также уставок срабатывания защит и проверки их на чувствительность срабатывания. Расчетным видом КЗ для выбора или проверки параметров электрооборудования обычно считают трехфазное КЗ. Однако для выбора и проверки уставок релейной защиты и автоматики требуется определение и несимметричных токов КЗ.

Расчет токов КЗ с учетом действительных характеристик и действительных режимов работы всех элементов системы электроснабжения сложен.

Поэтому для решения большинства практических задач вводят допущения, которые не дают существенных погрешностей:

— трехфазная сеть принимается симметричной;

— не учитываются токи нагрузки;

— не учитываются емкости, а следовательно, и емкостные токи в воздушной и кабельной сетях;

— не учитывается насыщение магнитных систем, что позволяет считать постоянными и не зависящими от тока индуктивные сопротивления всех элементов короткозамкнутой цепи;

— не учитываются токи намагничивания трансформаторов.

В зависимости от назначения расчета токов КЗ выбирают расчетную схему сети, определяют вид КЗ, местоположение точек КЗ на схеме и сопротивления элементов схемы замещения. Расчет токов КЗ в сетях напряжением до 1000 В и выше имеет ряд особенностей, которые рассматриваются ниже.

При определении токов КЗ используют, как правило, один из двух методов:

— метод именованных единиц – в этом случае параметры схемы выражают в именованных единицах (омах, амперах, вольтах и т. д.);

— метод относительных единиц – в этом случае параметры схемы выражают
в долях или процентах от величины, принятой в качестве основной (базисной).

Метод именованных единиц применяют при расчетах токов КЗ сравнительно простых электрических схем с небольшим числом ступеней трансформации.

Метод относительных единиц используют при расчете токов КЗ
в сложных электрических сетях с несколькими ступенями трансформации, присоединенных к районным энергосистемам.

Если расчет выполняют в именованных единицах, то для определения токов КЗ необходимо привести все электрические величины к напряжению ступени, на которой имеет место КЗ.

При расчете в относительных единицах все величины сравнивают с базисными, в качестве которых принимают базисную мощность одного трансформатора ГПП или условную единицу мощности, например 100 или 1000 МВА.

В качестве базисного напряжения принимают среднее напряжение той ступени, на которой произошло КЗ (Uср = 6,3; 10,5; 21; 37; 115; 230 кВ). Сопротивления элементов системы электроснабжения приводят к базисным условиям в соответствии с табл. 3.1.

Средние удельные значения индуктивных сопротивлений воздушных и кабельных линий электропередачи

Линия электропередачиxуд, Ом/км
Одноцепная воздушная линия, кВ:
6−2200,4
220−330 (при расщеплении на два провода в фазе)0,325
400−500 (при расщеплении на три провода в фазе)0,307
750 (при расщеплении на четыре провода в фазе)0,28
Трехжильный кабель, кВ:
6−100,08
0,12
Одножильный маслонаполненный кабель 110−220 кВ0,16

Расчет токов КЗ начинают с составления расчетной схемы электроустановки. На расчетной схеме указываются все параметры, влияющие на величину тока КЗ (мощности источников питания, средне номинальные значения ступеней напряжения, паспортные данные электрооборудования), и расчетные точки, в которых необходимо определить токи КЗ. Как правило, это сборные шины ГПП, РУ, РП или начало питающих линий. Точки КЗ нумеруют в порядке их рассмотрения начиная с высших ступеней.

По расчетной схеме составляется электрическая схема замещения. Схемой замещения называется схема, соответствующая по своим параметрам расчетной схеме, в которой все электромагнитные (трансформаторные) связи заменены электрическими. На рис. 3.1 приведен пример расчетной схемы, а на рис. 3.2 – соответствующая ему схема замещения.

При составлении схемы замещения для электроустановок выше 1000 В учитывают индуктивные сопротивления электрических машин, силовых трансформаторов и автотрансформаторов, реакторов, воздушных и кабельных линий. Средние удельные значения индуктивных сопротивлений воздушных и кабельных линий электропередачи приведены в табл. 3.2. Активные сопротивления учитывают только для воздушных линий с проводами небольшого сечения и со стальными проводами, а также для протяженных кабельных линий с небольшим сечением.

для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть картинку для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Картинка про для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания

Активное сопротивление трансформаторов учитывают в случае, когда среднее номинальное напряжение ступени, где находится точка короткого замыкания, для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть картинку для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Картинка про для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Фото для чего нужен расчет токов короткого замыканияВ и мощность трансформатора для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть картинку для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Картинка про для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Фото для чего нужен расчет токов короткого замыканиякВА или питающая и отходящая линии выполнены из стальных проводов.

для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть картинку для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Картинка про для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Фото для чего нужен расчет токов короткого замыканиядля чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть картинку для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Картинка про для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания
Рис. 3.1. Расчетная схемаРис. 3.2. Схема замещения

После составления схемы замещения необходимо определить ее параметры. Параметры схемы замещения определяются в зависимости от выбранного метода расчета токов КЗ в именованных или относительных единицах. Формулы для определения параметров схемы замещения приведены в табл. 3.2.

Далее схему замещения путем постепенного преобразования (последовательное и параллельное сложение, преобразование треугольника в звезду и др.) приводят к простейшему виду так, чтобы источник питания был связан с точкой КЗ одним результирующим сопротивлением. Преобразования схемы замещения производятся для каждой точки КЗ отдельно.

Расчетные выражения для определения приведенных значений сопротивлений

Элемент электроустановкиИсходный параметрИменованные единицы, ОмОтносительные единицы, о. е.
Генератор (G) для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть картинку для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Картинка про для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания; для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть картинку для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Картинка про для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания, МВ?Адля чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть картинку для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Картинка про для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Фото для чего нужен расчет токов короткого замыканиядля чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть картинку для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Картинка про для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания
для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть картинку для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Картинка про для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания, %; для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть картинку для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Картинка про для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания, МВ?Адля чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть картинку для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Картинка про для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Фото для чего нужен расчет токов короткого замыканиядля чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть картинку для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Картинка про для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания
Энергосистема (С)Sк, МВ?Адля чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть картинку для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Картинка про для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Фото для чего нужен расчет токов короткого замыканиядля чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть картинку для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Картинка про для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания
Iоткл.ном, кАдля чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть картинку для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Картинка про для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Фото для чего нужен расчет токов короткого замыканиядля чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть картинку для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Картинка про для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания
для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть картинку для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Картинка про для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания; для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть картинку для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Картинка про для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания, МВ?Адля чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть картинку для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Картинка про для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Фото для чего нужен расчет токов короткого замыканиядля чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть картинку для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Картинка про для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания
Трансформатор (Т)uк, % Sном. т, МВ?Адля чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть картинку для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Картинка про для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Фото для чего нужен расчет токов короткого замыканиядля чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть картинку для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Картинка про для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания
Автотрансформатор и трехобмоточный трансформатор (Т) (схема замещения – звезда)uк,В−С, %; uк,В−Н, %; uк,С−Н, %; для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть картинку для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Картинка про для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания, МВ?А для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть картинку для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Картинка про для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания; для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть картинку для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Картинка про для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания; для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть картинку для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Картинка про для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Фото для чего нужен расчет токов короткого замыканиядля чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть картинку для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Картинка про для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть картинку для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Картинка про для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания; для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть картинку для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Картинка про для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания; для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть картинку для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Картинка про для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания
2
Трансформатор с расщепленной обмоткой низшего напряжения (Т)Uк,В−Н, %; Sном. т, МВ?А для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть картинку для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Картинка про для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания; для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть картинку для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Картинка про для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть картинку для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Картинка про для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания; для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть картинку для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Картинка про для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания
Синхронные и асинхронные электродвигатели, компенсаторы (М) для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть картинку для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Картинка про для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания; Sном. М, МВ?Адля чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть картинку для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Картинка про для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Фото для чего нужен расчет токов короткого замыканиядля чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть картинку для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Картинка про для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания
Реактор (LR)xном.LR, Омдля чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть картинку для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Картинка про для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Фото для чего нужен расчет токов короткого замыканиядля чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть картинку для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Картинка про для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания
Линия электропередачи (W)xуд, Ом/км; l, кмдля чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть картинку для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Картинка про для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Фото для чего нужен расчет токов короткого замыканиядля чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть картинку для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Картинка про для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания
Примечание: Sном – номинальные мощности элементов (генератора, трансформатора, энергосистемы), МВ?А; Sб – базисная мощность, МВ?А; Sк – мощность КЗ энергосистемы, МВ?А; Iоткл. ном – номинальный ток отключения выключателя, кА; х*ном. С − относительное номинальное сопротивление энергосистемы; uк % − напряжение КЗ трансформатора; Iб – базисный ток, кА; Uср – среднее напряжение в месте установки данного элемента, кВ; xуд – индуктивное сопротивление линии на 1 км длины, Ом/км; l – длина линии, км

Зная результирующее сопротивление до точки КЗ, по закону Ома определяют токи КЗ [8].

При расчете в именованных единицах:

для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть картинку для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Картинка про для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания, (3.1)

где для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть картинку для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Картинка про для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания− ток КЗ, приведенный к базисной ступени напряжения; Uб – напряжение базисной ступени напряжения; Zрез – полное сопротивление (если учитываются индуктивные и активные сопротивления) от источника питания до точки КЗ.

Если напряжение ступени КЗ отличается от напряжения, принятого при расчете за базисное напряжение, полученный ток КЗ необходимо привести к реальному напряжению ступени КЗ по выражению:

для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть картинку для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Картинка про для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания, (3.2)

где Uсрн – напряжение ступени КЗ.

При расчете в относительных единицах:

для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть картинку для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Картинка про для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания; (3.3)

для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть картинку для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Картинка про для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания, (3.4)

где для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть картинку для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Картинка про для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания– базисный ток той ступени, на которой определяют ток КЗ; Zрез – полное приведенное сопротивление от источника питания до точки КЗ; Sб – базисная мощность.

При расчете токов КЗ в большинстве случаев требуется знать следующие значения:

для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Смотреть картинку для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Картинка про для чего нужен расчет токов короткого замыкания. Фото для чего нужен расчет токов короткого замыкания– начальное действующее значение периодической составляющей тока КЗ (сверхпереходной ток);

Iу – действующее значение полного тока КЗ за первый период;

I − ток установившегося режима;

Iпt – периодическая составляющая тока КЗ в момент времени t = τ.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *