Kortslutningsstrøm, som bestemmer størrelsen af ​​kortslutningsstrømmen

Denne artikel vil fokusere på kortslutninger i elektriske netværk. Vi vil overveje typiske eksempler på kortslutninger, metoder til beregning af kortslutningsstrømme, være opmærksomme på forholdet mellem induktiv modstand og transformatorernes nominelle effekt ved beregning af kortslutningsstrømme og også give specifikke enkle formler for disse beregninger.

Ved design af elektriske installationer er det nødvendigt at kende værdierne af symmetriske kortslutningsstrømme for forskellige punkter i et trefaset kredsløb. Værdierne af disse kritiske symmetriske strømme gør det muligt at beregne parametrene for kabler, koblingsudstyr, selektive beskyttelsesanordninger etc.

Dernæst skal du overveje en trefaset nul-modstand kortslutningsstrøm, der føres gennem en typisk distributionstransformer. Under normale forhold er denne type skade (kortslutning af boltforbindelsen) den farligste, og beregningen er meget enkel.Simple beregninger gør det muligt, med forbehold af visse regler, at opnå tilstrækkeligt nøjagtige resultater, der er acceptable for design af elektriske installationer.

Kortslutningsstrøm i sekundærviklingen af ​​en nedtrappende distributionstransformator. Som en første tilnærmelse antages højspændingskredsløbets modstand at være meget lille og kan derfor negligeres:

Her er P den nominelle effekt i volt-ampere, U2 er fase-til-fase spændingen af ​​sekundærviklingen uden belastning, In er mærkestrømmen i ampere, Isc er kortslutningsstrømmen i ampere, Usc er kortslutningsstrømmen i ampere. kredsløbsspænding i procent.

Tabellen nedenfor viser typiske kortslutningsspændinger for trefasede transformere for en 20 kV HV-vikling.

Hvis vi for eksempel betragter tilfældet, når flere transformere føres parallelt til bussen, så kan værdien af ​​kortslutningsstrømmen i begyndelsen af ​​linjen forbundet til bussen tages lig med summen af ​​kortslutning strømme, som tidligere er beregnet separat for hver af transformatorerne.

Når alle transformatorer fødes fra det samme højspændingsnetværk, vil værdierne af kortslutningsstrømmene, når de summeres, give en lidt højere værdi, end de faktisk ser ud. Modstanden i samleskinner og afbrydere negligeres.

Lad transformeren have en nominel effekt på 400 kVA, spændingen af ​​sekundærviklingen er 420 V, så hvis vi tager Usc = 4%, så:

Nedenstående figur giver en forklaring på dette eksempel.

Nøjagtigheden af ​​den opnåede værdi vil være tilstrækkelig til at beregne den elektriske installation.

Trefaset kortslutningsstrøm på ethvert installationspunkt på lavspændingssiden:

Her: U2 er tomgangsspændingen mellem faserne af transformatorens sekundære viklinger. Zt — impedans af kredsløbet placeret over fejlpunktet. Overvej derefter, hvordan du finder Zt.

Hver del af installationen, det være sig et netværk, et strømkabel, selve transformeren, en afbryder eller en samleskinne, har sin egen impedans Z bestående af aktiv R og reaktiv X.

Kapacitiv modstand spiller ikke en rolle her. Z, R og X er udtrykt i ohm og beregnet som siderne af en retvinklet trekant som vist i figuren nedenfor. Impedans beregnes efter den retvinklede trekant-regel.

Gitteret er opdelt i separate sektioner for at finde X og R for hver sektion, så beregningen er praktisk. For et seriekredsløb tilføjes modstandsværdierne simpelthen, og resultatet er Xt og RT. Den samlede modstand Zt bestemmes af Pythagoras sætning for en retvinklet trekant med formlen:

Når sektionerne er parallelforbundne, udføres beregningen som for modstande forbundet parallelt, hvis de kombinerede parallelle sektioner har reaktans eller aktiv modstand, opnås den ækvivalente totale modstand:

Xt tager ikke højde for indflydelsen af ​​induktanser, og hvis tilstødende induktanser påvirker hinanden, så vil den faktiske induktans være højere. Det skal bemærkes, at beregningen af ​​Xz kun er relateret til et separat uafhængigt kredsløb, det vil sige også uden indflydelse af gensidig induktans. Hvis de parallelle kredsløb er placeret tæt på hinanden, vil modstanden Xs være mærkbart højere.

Overvej nu netværket, der er forbundet til indgangen på nedtrapningstransformatoren. Den trefasede kortslutningsstrøm Isc eller kortslutningseffekt Psc bestemmes af elleverandøren, men ud fra disse data kan den samlede ækvivalente modstand findes. Ækvivalent impedans, som samtidig resulterer i ækvivalenten for lavspændingssiden:

Psc-trefaset kortslutningsforsyning, U2-no-load spænding af lavspændingskredsløbet.

Som regel er den aktive komponent af modstanden i et højspændingsnetværk - Ra - meget lille og, sammenlignet med den induktive modstand, ubetydelig. Konventionelt tages Xa lig med 99,5% af Za, og Ra er lig med 10% af Xa. Tabellen nedenfor viser omtrentlige tal for disse værdier for 500 MVA og 250 MVA transformere.

Fuld Ztr — lavspændingssidetransformermodstand:

Pn — transformatorens nominelle effekt i kilovolt-ampere.

Vindingernes aktive modstand er baseret på strømtab.

Når der udføres omtrentlige beregninger, negligeres Rtr, og Ztr = Xtr.

Hvis en lavspændingsafbryder skal overvejes, tages der hensyn til afbryderens impedans over kortslutningspunktet. Den induktive modstand tages lig med 0,00015 Ohm pr. switch, og den aktive komponent ignoreres.

Hvad angår skinnerne, er deres aktive modstand ubetydeligt lille, mens den reaktive komponent er fordelt med cirka 0,00015 Ohm pr. meter af deres længde, og når afstanden mellem skinnerne fordobles, øges deres reaktans med kun 10%. Kabelparametre er specificeret af deres producenter.

Hvad angår en trefaset motor, går den i kortslutningsøjeblikket i generatortilstand, og kortslutningsstrømmen i viklingerne estimeres til Isc = 3,5 * In. I enfasede motorer er stigningen i strømmen i kortslutningsøjeblikket ubetydelig.

Den bue, der normalt ledsager en kortslutning, har en modstand, der på ingen måde er konstant, men dens gennemsnitlige værdi er ekstremt lav, men spændingsfaldet over lysbuen er lille, derfor falder strømmen praktisk talt med omkring 20%, hvilket letter driften af afbryderen uden at forstyrre dens funktion uden at påvirke udløsningsstrømmen i særlig grad.

Kortslutningsstrømmen i ledningens modtageende ende er relateret til kortslutningsstrømmen i forsyningsenden af ​​ledningen, men transmitterende ledningers tværsnit og materiale samt deres længde tages også i betragtning. konto. Med en idé om modstand kan enhver udføre denne enkle beregning. Vi håber, at vores artikel var nyttig for dig.