Мощность короткого замыкания: Ерошенко_Расчет токов.indd

мощность короткого замыкания - это... Что такое мощность короткого замыкания?

мощность короткого замыкания

мощность короткого замыкания: Условная величина, равная увеличенному в  раз произведению тока трехфазного короткого замыкания на номинальное напряжение соответствующей электрической сети.

[ГОСТ 26522-85, статья 68]

Содержание

Смотри также родственные термины:

3.9 мощность короткого замыкания Ssc: Величина мощности короткого замыкания трехфазной системы, рассчитываемая с учетом величин номинального напряжения системы Un и ее полного сопротивления Z в точке общего присоединения:

                                                                (3)

Определения термина из разных документов: мощность короткого замыкания Ssc

34. Мощность короткого замыкания контактной машины

Мощность короткого замыкания

Произведение номинального напряжения питающей сети и потребляемого тока контактной машины при коротком замыкании вторичного контура

Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации. academic.ru. 2015.

  • Мощность контактной машины при сварке
  • мощность короткого замыкания Ssc

Смотреть что такое "мощность короткого замыкания" в других словарях:

  • мощность короткого замыкания — Условная величина, равна произведению √3IкU, где Iк значение тока короткого замыкания, U значение номинального междуфазного напряжения сети …   Политехнический терминологический толковый словарь

  • Мощность короткого замыкания контактной машины — 34. Мощность короткого замыкания контактной машины Мощность короткого замыкания Произведение номинального напряжения питающей сети и потребляемого тока контактной машины при коротком замыкании вторичного контура Источник: ГОСТ 22990 78: Машины… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • мощность короткого замыкания Ssc — 3.9 мощность короткого замыкания Ssc: Величина мощности короткого замыкания трехфазной системы, рассчитываемая с учетом величин номинального напряжения системы Un и ее полного сопротивления Z в точке общего присоединения:… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • потери короткого замыкания — Активная мощность, потребляемая трансформатором при номинальной частоте и расчетной температуре, устанавливающихся при протекании номинального тока (тока ответвления) через линейные выводы одной из обмоток при замкнутых накоротко выводах другой… …   Справочник технического переводчика

  • Потери короткого замыкания — 9.1.28. Потери короткого замыкания Потери к. з. Потери короткого замыкания пары обмоток для двухобмоточного и три значения потерь короткого замыкания для трех пар обмоток: высшего и низшего, высшего и среднего, среднего и низшего напряжений для… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • НАПРЯЖЕНИЕ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ — характеристич. величина трансформатора, представляющая собой напряжение, к рое нужно приложить к первичной обмотке, при условии, что вторичная обмотка замкнута накоротко и в ней протекает номин. ток. Н. к. з. составляет 5 12% от номин. напряжения …   Большой энциклопедический политехнический словарь

  • полное сопротивление короткого замыкания пары обмоток — Сопротивление, равное Z = R + jХ, Ом, определяемое при номинальной частоте и расчетной температуре между выводами одной из обмоток пары, при замкнутой накоротко другой обмотке этой пары и разомкнутых остальных обмотках при их наличии. Для… …   Справочник технического переводчика

  • Устройства защиты от сверхтоков (токов короткого замыкания) — 7.2.9. Устройства защиты от сверхтоков (токов короткого замыкания) Отключающая способность устройства (разрывная мощность) должна быть равна, по меньшей мере, току короткого замыкания, предполагаемому в месте установки устройства защиты. Там, где …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • мощность — 3.6 мощность (power): Мощность может быть выражена терминами «механическая мощность на валу у соединительной муфты турбины» (mechanical shaft power at the turbine coupling), «электрическая мощность турбогенератора» (electrical power of the… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • ГОСТ Р 52735-2007: Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением свыше 1 кВ — Терминология ГОСТ Р 52735 2007: Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением свыше 1 кВ оригинал документа: апериодическая составляющая тока короткого замыкания в электроустановке:… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

1.5. Мощность короткого замыкания

При выборе выключателей его номинальный ток отключения сопоставляют с величиной тока КЗ, которая имеет место в расчётный момент отключения повреждения. Соответственно, если этот выбор производится по номинальной мощности отключения, то она должна быть сопоставлена с так называемой мощностью КЗ

,

где – ток КЗ в расчётный момент времени,– среднее номинальное напряжение той ступени, где установлен выключатель.

В относительных единицах при мощность равна току, откуда.

Поэтому расчёты можно вести непосредственно для мощностей КЗ. Мощность отключения выключателя по ГОСТу 687-70 даётся при наибольшем рабочем напряжении.

1.6. Влияние отдельных элементов энергосистемы в формировании переходного процесса

Роль отдельных элементов электрической системы в формировании переходного процесса оценивается с энергетической точки зрения, так как основа физических процессов, протекающих в электрических и магнитных цепях – электромагнитные явления, обусловленные наличием электромагнитного поля. Любой режим энергосистемы характеризуется определёнными запасами электромагнитной энергии в её элементах.

Для выражения энергии магнитного поля электрической машины можно воспользоваться уравнением Максвелла для контура

,

где – напряжение на зажимах контура,– сопротивление обмотки,– ток в обмотке,– потокосцепление.

Найдём энергию, запасённую в магнитном поле, выраженную через токи и индуктивности. Для этого предположим, что машина неподвижна, следовательно, собственные и взаимные

индуктивности постоянны. Полная мощность на зажимах равна

.

Здесь – мощность, рассеиваемая в сопротивлении, а остальные члены выражения представляют собой мощность, запасённую в магнитном поле, так как машина неподвижна.

Учитывая, что и т.д., и интегрируя по времени при нулевых начальных условиях, получаем полную энергию, запасённую в магнитном поле машины:

. (1.30)

Энергия, запасённая в электрическом поле машины, не учитывается, так как она значительно меньше по сравнению с энергией, запасённой в магнитном поле. Так как в дальнейшем рассматриваются процессы только в симметричной машине, можно принять

,. Учитывая также симметрию токов и заменяя мгновенные значения токов на действующие, получим выражение для вычисления действующего значения энергии, запасённой в магнитном поле машины:

. (1.31)

В уравнениях (1.30) и (1.31) не учитывается энергия, запасённая в магнитном поле обмотки возбуждения. Для учёта энергии обмотки возбуждения используется выражение

,

где ,– соответственно индуктивность и ток обмотки возбуждения, приведенные к статорной обмотке. Для генератора ТВВ-500-2, например, значение энергии обмотки возбуждения в режиме холостого хода составляетДж, в нормальном и послеаварийной режимах –

Дж. Поскольку параметры статорных и роторных цепей типовых машин – величины одного порядка, можно сделать вывод, что энергия, запасённая в обмотке возбуждения, соизмерима с энергией, запасённой в статорной цепи, поэтому в расчётах энергии магнитных полей генераторов её необходимо учитывать. В режиме КЗ энергия, запасаемая в обмотке машины составляет порядкаДж, таким образом, разность энергий режима КЗ и нормального режима составляетДж.

Для генератора ТВВ-500-2 в качестве блочного используется трансформатор типа ТДЦ-630000/330; его энергия, запасаемая в нормальном режиме, составляет порядка Дж, а в режиме КЗ –Дж. Таким образом, разность энергий в нормальном режиме и режиме КЗ составляет

Дж.

Для высоковольтной линии энергия электрического и магнитного полей на элементе определяется выражениями:

, , (1.32)

где и– удельные индуктивность и ёмкость линии соответственно.

Интегрируя выражение (1.32) по длине линии, получим выражение для полной энергии магнитного и электрического полей высоковольтной линии:

, .

Учитывая, что

,, и заменяя мгновенные значения токов и напряжений на действующие, получим выражения для действующих значений запасённых энергий:

, .

Предположим, что энергия, вырабатываемая генератором ТВВ-500-2, передаётся с помощью двухцепной ЛЭП, выполненной проводом АСО-600 под напряжением 330 кВ; при этом энергия, запасаемая в магнитном поле линии в нормальном режиме, составляет около Дж, а в режиме КЗ –Дж. Таким образом, разность энергий составляетДж. Следовательно, приращение энергий при возникновении КЗ в энергосистеме в генераторе, трансформаторе и линии электропередачи имеет одинаковый порядок и эти элементы должны быть учтены при анализе переходных процессов в энергосистемах.

Энергия, запасаемая в электрическом поле ЛЭП, на порядок меньше и составляет около Дж.

Аналогичные выражения можно записать для определения величины энергии, запасаемой в электромагнитном поле любого элемента электрической системы.

При быстром переходе от одного установившегося режима к другому количество энергии в полях элементов цепи от предшествующего установившегося не соответствует количеству энергии в полях, которые должны быть в новом установившемся режиме после происшедших изменений, поэтому возникает переходный процесс. Следовательно, разностью энергетических уровней предшествующего нормального режима (н.р) и послеаварийного установившегося режима (п.а.р) каждого элемента электрической системы

можно охарактеризовать роль этого элемента в формировании переходного процесса.

Очевидно, что роль элемента цепи зависит от его удалённости от точки КЗ. На разность энергетических уровней влияет и абсолютное значение запасаемой энергии.

Описанный энергетический подход может быть применён также при эквивалентировании расчётной схемы для определения тех частей схемы, где рассматриваемое КЗ несущественно изменяет предшествующий режим. Эти части схемы могут быть представлены эквивалентными сопротивлениями и ЭДС.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ К ГЛАВЕ 1

1. Короткие замыкания. Причины, виды, последствия.

2. Назначение расчётов токов КЗ. Основные требования и допущения.

3. Система относительных величин (единиц).

4. Формулы для определения сопротивлений основных элементов энергосистем в именованных единицах.

5. Формулы для определения сопротивлений основных элементов энергосистем в относительных единицах.

6. Модели синхронных генераторов, силовых трансформаторов (автотрансформаторов), линий электропередачи, кабелей, реакторов, электрических двигателей, обобщённой нагрузки, системы для расчёта токов КЗ.

7. Эквивалентные преобразования электрических схем (преобразование двух параллельно включённых источников ЭДС с различными ЭДС и внутренними сопротивлениями, преобразование звезды в треугольник и обратное преобразование).

8. Порядок расчёта тока КЗ в именованных единицах.

9. Порядок расчёта тока КЗ в относительных единицах.

10. Точное и приближённое приведение коэффициентов трансформации при выполнении расчётов токов КЗ.

11. Мощность КЗ.

12. Влияние отдельных элементов энергосистемы в формировании переходного процесса.

13. Порядки величин энергий, запасаемых в генераторах, трансформаторах и линиях электропередачи.

ЗАДАЧИ К ГЛАВЕ 1

ЗАДАЧА 1. Произвести расчёт сверхпереходного тока КЗ при трёхфазном повреждении в точке для схем участков энергосистемы, приведенных на рис.1.16, именованных и относительных базисных единицах с точным и приближённым приведением коэффициентов трансформации. Генераторы до возникновения повреждения работали в номинальном режиме.

Параметры основных элементов схем приведены таблице. Недостающие параметры элементов схемы выбираются в следующем порядке: выбирается количество (количество параллельно включённых элементов должно быть не менее двух, все параллельно работающие элементы рекомендуется выбирать однотипными) и мощность генераторов (ТГ-турбогенераторы, ГГ-гидрогенераторы) электростанции (ЭС), количество и мощность трансформаторов ЭС (суммарная мощность всех трансформаторов ЭС должна быть не менее полной мощности всех генераторов), параметры линии Л1 выбирается по напряжению и мощности ЭС (должна передать всю мощность ЭС), длина линии Л2 выбирается по напряжению обмотки среднего напряжения трёхобмоточного трансформатора или автотрансформатора подстанции (п/ст). Погонные сопротивления линий выбираются из приложения 4.

а)

б)

Рис.1.16 Схемы для контрольного задания 1

№ п.п.

Последняя цифра шифра

Схема на рис.1.11

Тип генераторов

, МВт

Мощность (авто) трансформаторов п/ст, МВА

Сопротивление системы, Ом

1

1

а)

ГГ

190-230

120-150

19

2

2

а)

ТГ

390-450

120-150

17

3

3

а)

ТГ

590-630

200-260

27

4

4

а)

ГГ

750-810

200-260

25

5

5

а)

ГГ

1150-1400

800-1000

29

6

6

а)

ТГ

1600-1800

900-1000

21

7

7

б)

ТГ

50-60

120-140

13

8

8

б)

ТГ

90-100

120-140

15

9

9

б)

ТГ

180-210

150-260

17

10

0

б)

ТГ

390-420

190-260

19

Результаты расчётов токов КЗ представить в виде таблицы.

ЭДС генераторов ЭС

Результирующее сопротивление ветви КЗ

Токи КЗ, кА

Именованные единицы (точное приведение коэффициентов трансформации)

Именованные единицы (приближённое приведение коэффициентов трансформации)

Относительные базисные единицы (точное приведение коэффициентов трансформации)

Относительные базисные единицы (приближённое приведение коэффициентов трансформации)

ЗАДАЧА 2. Произвести расчёт сверхпереходного тока КЗ для заданного участка энергосистемы (рис.1.17) при трёхфазном КЗ в точке в именованных и относительных базисных единицах с точным и приближённым приведением коэффициентов трансформации. Синхронные электродвигатели до возникновения повреждения работали с нагрузкой 90% от номинальной, асинхронные – 80%. Параметры элементов схем приведены таблице. Длина кабеля выбирается по напряжению. Студенты, последняя цифра шифра студенческого билета, которых нечётная – расчёт производят для точки, чётная – для точки.

а)б)

Рис.1.17 Схемы для контрольного задания 2

№ п.п.

Последняя цифра шифра

Схема на рис.1.16

,

МВА

,

МВА

,

МВАр

,

МВА

,

МВт

,

МВт

Ток реактора, кА

1

1

а)

500

50-150

17

11

0,63

2

2

б)

2100

90-140

50,4

70,4

3

3

а)

700

70-150

17

11

0,63

4

4

б)

2300

110-210

51,25

90,63

5

5

а)

700

140-210

17

13

0,63

6

6

б)

2500

160-210

36,3

30,8

7

7

а)

900

150-220

33

15

2,5

8

8

б)

2700

210-300

310,0

51,0

9

9

а)

1500

190-260

67

17

2,5

10

0

б)

2900

260-410

310,0

71,25

Мощность короткого замыкания


⇐ ПредыдущаяСтр 8 из 12Следующая ⇒

 

где - мощность короткого замыкания МВ·А

 


6. РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ.

 

В электроустановках могут возникать разные виды короткого замыкания, сопровождающиеся резким увеличением тока. Поэтому электрооборудование, установленное в системе электроснабжения должно быть устойчивым к токам КЗ и выбирается с учетом этих токов.

 

6.1. В сетях напряжением выше 1кВ активные сопротивления меньше индуктивных, поэтому можно или пренебречь, а для расчета использовать метод относительных единиц. При этом методе все расчетные данные приводятся к базисному напряжению и базисный мощности.

 

6.1.1. Составляем схему для определения точек КЗ:

 

 
 

 

 

6.1.2. Задаемся базисной мощностью и базисным напряжением:

 

МВА; кВ.

 

6.1.3. Для данной схемы составляем схему замещения с указанием на ней точек КЗ:

 

 
 

 

6.1.4. Определяем сопротивления отдельных элементов схемы напряжением выше 1кВ в относительном виде:

 

а. генератор ;

б. воздушная линия ;

в. трансформатор с расщепленной обмоткой низшего напряжения;

 

Сопротивление обмотки высшего напряжения:

 

по [1.364. табл. 7.2]

где по [4.211. табл. 2.102]

 

 

Сопротивление обмотки низшего напряжения

 

 

Сопротивление кабельной линии

 

 

где Ом/км по [2.229]

кВ

- расстояние от ГПП до цеховой ТП, км.

 

 

6.1.5. Определяем результирующее сопротивление для точки К1:

 

;

 

 

6.1.6. Определяем базисный ток

 

 

6.1.7. Ток короткого замыкания

 

 

6.1.8. Определяем ударный ток

 

 

6.1.9. Мощность короткого замыкания

 

 

6.2. Расчет токов короткого замыкания для точки K2 на стороне 0,4кВ.

 

Активные и индуктивные сопротивления соизмеримы, и поэтому должны быть учтены при определении токов КЗ.

 

Расчет ведем методом именованных единиц:

 

6.2.1. Определяем суммарное реактивное сопротивление ( ):

 

где - активное сопротивление автоматического выключателя, мОм; - 0,41 по [4.139. табл. 2.54];

- активное сопротивление коммутационного аппарата (рубильника), мОм;

- 0,15 по [4.139. табл. 2.55];

- активное сопротивление первичной обмотки катушечного трансформатора тока, мОм;

- переходное сопротивление на ступенях распределения, мОм - 15 мОм по [4.137]

- активное сопротивление понижающего силового трансформатора 10/0,4кВ, мОм

=9,4 мОм по [4.137 табл. 2.50]

6.2.2. Определяем суммарное реактивное сопротивление:

 

 

где

- индуктивное сопротивление автоматического выключателя, мОм;

=0,13 мОм по [4.139. табл. 2.54];

- индуктивное сопротивление первичной обмотки катушечного трансформатора тока, мОм;

=0,08 мОм по [4.137. табл. 2.49];

- индуктивное сопротивление понижающего силового трансформатора 10/0,4кВ, мОм;

=27,2 мОм по [4.137. табл. 2.50];

Принимаем по [6.166. табл. 31.1], [4.178.табл.2.75] к установке масляный выключатель типа ВМПП-10-630-20УЗ, технические данные которого приведены в таблице 9.

Таблица 9. Технические данные выключателя.

  Тип Uн, кВ , А Iн. откл, кА предельный сквозной ток, кА Кол-во, шт
iy iтер
ВМПП-10-63020УЗ

 

Ток, проходящий через выключатель

 

 

кА по [6.166. табл. 31.1]

- номинальный ток отключения, кА

 

Отключающая мощность

 

6.2.3. Определяем полное сопротивление

 

 

6.2.4. Определяем ток КЗ

 

 

6.2.5. Определяем ударный ток

 

где - ударный коэффициент

[2.228. рис.6.2]

 

Принимаем =1,05 по [2.228. рис. 6.2]

 

6.2.6. Мощность короткого замыкания (КЗ)

 

 

 

ВЫБОР ТОКОВЕДУЩИХ ЧАСТЕЙ

К токоведущим частям относятся схемы, шинопроводы, кабельные линии, воздушные линии, провода и т.д.

Токоведущие части должны обеспечивать бесперебойную работу электроприемников цеха, как в нормальном, так и в аварийном режимах – при выходе из строя одного источника питания.

Насосная станция питается по двум кабельным линиям с шин 10 кВ ГПП. Кабельные линии прокладываются непосредственно в земляных траншеях. Окружающей средой для кабелей является земля.

По [7.17] и [2.44] номинальная температура земли tокр.ном. =15°С. Так как кабели - высоковольтные, то рекомендуется использовать изоляцию жил – бумажную, с маслоканифольной нестекающей пропиткой.

Допустимая температура нагрева кабеля tдоп. =60°С по [7.15 табл.1.12], [1.156.табл.3.8]

Поскольку напряжение сети 10кВ, то сечение кабеля выбираем методами: по нагреву и по экономической плотности тока. Большее полученное сечение проверяем на нагрев в реальных условиях, на допустимую потерю напряжения, на термическую устойчивость при коротком замыкании.

 

 


Рекомендуемые страницы:

Расчет токов короткого замыкания: особенности процесса

Короткое замыкание между проводниками является опаснейшим явлением, как в электрической сети частного домовладения, так и в сложных разводках подстанций и питающих цепей мощного производственного оборудования. Короткое замыкание может стать причиной пожара и выхода из строя дорогостоящих электроприборов, поэтому расчёт токов короткого замыкания, является обязательным этапом перед осуществлением прокладки кабелей для различных потребителей электричества.

Кто занимается вычислением КЗ

Расчёт КЗ, производится квалифицированными специалистами, которые не только производят необходимые вычисления, но и несут ответственность за дальнейшую эксплуатацию электрического оборудования.

Домашние электрики также могут осуществить данные вычисления, но только при наличии начальных знаний о природе электричества, свойствах проводников и о роли диэлектриков, в их надёжной изоляции друг от друга.

При этом, полученный результат значения короткого замыкания, перед проведением электротехнических работ, необходимо перепроверить самостоятельно, либо воспользоваться услугами специализированных фирм, которые осуществляют данные вычисления на платной основе.

Как рассчитать ток короткого замыкания используя специальные формулы, будет подробно описано далее.

Особенности расчёта

Расчёт токов трёхфазного оборудования производится с применением специальных формул.

Если расчёт тока трёхфазного короткого замыкания, необходимо сделать для электрических сетей напряжением до 1000 В, то необходимо учитывать следующие нюансы при проведении расчётов:

  1. Трёхфазная система должна считаться симметричной.
  2. Питание трансформатора принимается за неизменяемую величину, равную его номинальному значению.
  3. Момент возникновения КЗ принято считать при максимальном значении силы тока.
  4. ЭДС источников питания, удалённых на значительное расстояния от участка электрической сети, где происходит КЗ.

Также при вычислении параметров КЗ необходимо правильно посчитать результирующее сопротивление проводника, но делать это необходимо через приведение единого значения мощности.

Если производить расчёт сопротивления стандартными формулами известными из курса физики, то можно допустить ошибки, по причине неодинакового номинального напряжения в момент возникновения короткого замыкания для различных участков электрической цепи. Выбор такой базисной мощности позволяет значительно упростить расчёты, и значительно повысить их точность.

Напряжение, при вычислении тока короткого замыкания также принято выбирать не исходя из номинального значения, а с превышением данного показателя на 5%. Например для электрической сети 380 В, базисное напряжение для расчёта токов короткого замыкания составит 0,4 кВ.

Для сети переменного тока наприряжением 220 В, базисное напряжение будет равно 231 В.

Формулы вычисления трёхфазного замыкания

Расчёт токов коротких замыканий в электроэнергетических системах трёхфазного электричества производится с учётом особенности возникновения данного процесса.

Из-за проявления индуктивности проводника, в котором происходит короткое замыкание, сила КЗ изменяется не мгновенно, а происходит нарастание данной величины по определённым законам. Чтобы методика расчёта токов короткого замыкания позволила произвести высокоточные вычисления, необходимо высчитать все основные величины вносимые в расчётные формулы.

Часто для этой цели требуется воспользоваться дополнительными формулами или специальным программным обеспечением. Современные возможности вычислительной техники, позволяют осуществлять сложнейшие операций в считанные секунды.

Методы расчёта токов короткого замыкания могут быть расширены применением специального программного обеспечения. В данном случае, может быть использована компьютерная программа, которая может быть написана любым квалифицированным программистом.

Если вычисление параметров КЗ в трёхфазной сети осуществляется вручную, то в для получения точного результата этого значения применяется формула:

где:

Хвн — сопротивление между точкой короткого замыкания и шинами.
Хсист — сопротивление всей системы по отношению к шинам источника.
Uс — напряжение на шинах системы.

Если какой-либо показатель отсутствует при проведении расчётов, то его можно высчитать применив для этого дополнительные формулы, или следует применить специальные программы для компьютера.

В том случае, когда расчёт КЗ, необходимо произвести для сложной разветвлённой сети, производится преобразование схемы замещения. Для максимально упрощения вычислений схема представляется с одним сопротивлением и источником электричества.

Для упрощения схемы необходимо:

  1. Сложить все показатели параллельно подключённого сопротивления электрических цепей.
  2. Сложить последовательно подключённые сопротивления.
  3. Вычислить результирующее сопротивлению, путём сложения всех параллельно и последовательно подключённых сопротивлений.

Расчёт однофазной сети

Расчет токов коротких замыканий в электроэнергетических системах однофазного напряжения допускает проведение упрощённых вычислений. Обычно, электроприборы тока однофазного не потребляют много электричества, и для надёжной защиты квартиры или дома от возникновения короткого замыкания, достаточно установить автоматический выключатель рассчитанный на величину срабатывания, равную 25 А.

Если требуется осуществить приблизительный расчёт однофазного короткого замыкания, то его производят по формуле:

где
Uf — напряжение фазы.
Zt — сопротивление трансформатора, при возникновении КЗ.
Zc — сопротивление между фазным и нулевым проводником.
Ik — однофазный ток короткого замыкания.

Вычисление параметров КЗ в однофазной цепи с использованием данной формулы производится с погрешностью до 10%, но в большинстве случаев этого достаточно для осуществления правильной защиты электрической сети.

Основным затруднением для получения данных рассчитанных по этой формуле, является сложность в получении значения Zc.

Если параметры проводника известны и переходные сопротивления также определены, то сопротивление между фазным и нулевым проводником рассчитывается по формуле:

где:
rf — активное сопротивление фазного провода, Ом;
rn — активное сопротивление нулевого провода, Ом;
ra — суммарное активное сопротивление контактов цепи фаза-нуль, Ом;
xf» — внутреннее индуктивное сопротивление фазного провода, Ом;
xn» — внутреннее индуктивное сопротивление нулевого провода, Ом;
x’ — внешнее индуктивное сопротивление цепи фаза-нуль, Ом.

Таким образом подставляя известные значения в формулы приведённые выше, легко найдём ток короткого замыкания для однофазной сети.

Вычисление параметров КЗ в однофазной сети осуществляется в такой последовательности:

  1. Выяснится параметры питающего трансформатора или реактора.
  2. Определяются параметры используемого проводника.
  3. Если электрическая схема слишком разветвлена, то её следует упростить.
  4. Определяется полное сопротивление можду «фазой» и «0».
  5. Вычисляется полное сопротивление трансформатора или реактора, если данное значение нельзя получить из документации к источнику питания.
  6. Значения подставляются в формулу.

Если вся последовательность действий была проведена верно, то таким образом можно рассчитать силу тока при возникновении КЗ в однофазной сети.

Вычисление КЗ по паспортным данным

Значительно упрощается задача по расчёту КЗ, если имеются паспортные данные реактора или трансформатора. В этом случае достаточно номинальные значения электричества и напряжения подставить в расчётные формулы, чтобы получить значение тока КЗ.

Сила и мощность КЗ могут быть определены по следующим формулам:

В данной формуле значение Iном равно номинальному току электрического трансформатора или реактора.

Определение тока КЗ в сети неограниченной мощности

Если необходимо рассчитать КЗ в системе, где мощность источника электричества несоизмеримо выше суммарной мощности потребителей электричества, то величину напряжения можно условно считать неизменной.

В таких условиях мощность электричества будет равна бесконечности, а сопротивление проводника — нулю. Данные условия могут быть применены только к таким расчётным условиям, когда точка короткого замыкания удалена на значительное расстояние от источника электричества, а результирующее сопротивление цепи в десятки раз превышает сопротивление системы.

Для электрической сети неограниченной мощности сила электрической напряжённости рассчитывается по формуле:

Ik=Ib/Xрез
где:
Ik — сила тока короткого замыкания;
Ib — базисный ток;
Хрез — результирующее напряжения сети.

Подставив значение в формулу можно получить значение параметров КЗ в сети неограниченной мощности.

Руководящие указания по расчёту токов короткого замыкания, изложенные в данной статье, содержат основные принципы, по которым определяется сила тока в проводнике в момент образования этого опасного явления.

Если возникает сложность в проведении данных расчётов самостоятельно, то можно воспользоваться услугами профессиональных инженеров-электриков, которые проведут все необходимые вычисления.

Расчёт токов короткого замыкания и выбор электрооборудования по совету профессионалов позволит гарантировать бесперебойное и безопасное использование электрических сетей в частном доме или на производстве.

Ошибка 404. Страница не найдена!

Ошибка 404. Страница не найдена!

К сожалению, запрошенная вами страница не найдена на портале. Возможно, вы ошиблись при написании адреса в адресной строке браузера, либо страница была удалена или перемещена в другое место.

мощность короткого замыкания - это... Что такое мощность короткого замыкания?

мощность короткого замыкания

Условная величина, равна произведению √3IкU, где Iк - значение тока короткого замыкания, U - значение номинального междуфазного напряжения сети.

Политехнический терминологический толковый словарь. Составление: В. Бутаков, И. Фаградянц. 2014.

  • мощность дозы
  • мощность на валу компрессора

Смотреть что такое "мощность короткого замыкания" в других словарях:

  • мощность короткого замыкания — мощность короткого замыкания: Условная величина, равная увеличенному в  раз произведению тока трехфазного короткого замыкания на номинальное напряжение соответствующей электрической сети. [ГОСТ 26522 85, статья 68] Источник …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Мощность короткого замыкания контактной машины — 34. Мощность короткого замыкания контактной машины Мощность короткого замыкания Произведение номинального напряжения питающей сети и потребляемого тока контактной машины при коротком замыкании вторичного контура Источник: ГОСТ 22990 78: Машины… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • мощность короткого замыкания Ssc — 3.9 мощность короткого замыкания Ssc: Величина мощности короткого замыкания трехфазной системы, рассчитываемая с учетом величин номинального напряжения системы Un и ее полного сопротивления Z в точке общего присоединения:… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • потери короткого замыкания — Активная мощность, потребляемая трансформатором при номинальной частоте и расчетной температуре, устанавливающихся при протекании номинального тока (тока ответвления) через линейные выводы одной из обмоток при замкнутых накоротко выводах другой… …   Справочник технического переводчика

  • Потери короткого замыкания — 9.1.28. Потери короткого замыкания Потери к. з. Потери короткого замыкания пары обмоток для двухобмоточного и три значения потерь короткого замыкания для трех пар обмоток: высшего и низшего, высшего и среднего, среднего и низшего напряжений для… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • НАПРЯЖЕНИЕ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ — характеристич. величина трансформатора, представляющая собой напряжение, к рое нужно приложить к первичной обмотке, при условии, что вторичная обмотка замкнута накоротко и в ней протекает номин. ток. Н. к. з. составляет 5 12% от номин. напряжения …   Большой энциклопедический политехнический словарь

  • полное сопротивление короткого замыкания пары обмоток — Сопротивление, равное Z = R + jХ, Ом, определяемое при номинальной частоте и расчетной температуре между выводами одной из обмоток пары, при замкнутой накоротко другой обмотке этой пары и разомкнутых остальных обмотках при их наличии. Для… …   Справочник технического переводчика

  • Устройства защиты от сверхтоков (токов короткого замыкания) — 7.2.9. Устройства защиты от сверхтоков (токов короткого замыкания) Отключающая способность устройства (разрывная мощность) должна быть равна, по меньшей мере, току короткого замыкания, предполагаемому в месте установки устройства защиты. Там, где …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • мощность — 3.6 мощность (power): Мощность может быть выражена терминами «механическая мощность на валу у соединительной муфты турбины» (mechanical shaft power at the turbine coupling), «электрическая мощность турбогенератора» (electrical power of the… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • ГОСТ Р 52735-2007: Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением свыше 1 кВ — Терминология ГОСТ Р 52735 2007: Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением свыше 1 кВ оригинал документа: апериодическая составляющая тока короткого замыкания в электроустановке:… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

составляющие тока, формула, сила тока, график

Ток короткого замыкания — разрушительная энергия, создаваемая между двумя точками электроцепи. Полное определение, график тока кз, зависимость, равенство, токовые источники, измерение токовой мощности и другое далее.

Что это такое

Это электросоединение нескольких точек электроцепи, имеющих разные потенциальные значения, которые не предусмотрены конструкцией устройства и нарушают нормальное его функционирование. Также им называют резко возрастающий ударный электроимпульс. Возникает, если была нарушена изоляция в токоведущих элементах или произошло механическое соприкосновение незаизолированных проводников. Также бывает в том случае, когда значение сопротивления нагрузки меньше того, что имеет источник питания.

Полное определение

От чего зависит

Ток короткого замыкания образуется в тот момент, когда генерируются и разделяются сгенерированные носители при помощи света, в дополнение к теме, как определить ток короткого замыкания источника. Часто он равняется светопотоку, поэтому считается минимальным. Зависит от:

  • площади и плотности;
  • число фотонов или мощности падающего показателя излучения;
  • световой интенсивности;
  • спектра падающего излучения;
  • оптического свойства, поглощения и отражения;
  • вероятности разделения СЭ, поверхностной пассивации и времени.

Обратите внимание! Также он зависит от возникающего в проводнике электрического поля, от времени и пути токового протекания. Находится в зависимости от заряда с его концентрацией, скоростью и площади поперечного проводникового сечения. Равен напряжению, поделенному на проводниковое сопротивление. Измеряется в амперах.

Зависимость электротока

Источники

Источником выступает в быту поврежденная электрическая проводка, незаземленный кабель или нагретый поврежденный провод.

Стоит указать, что электроток происходит в одно-, двух- и трехфазной цепи во время замыкания фазы на землю или нейтрального провода, нескольких фаз, одновременного переключения фаз на землю. Бывает межвитковым и обмоточным на металлокорпус.

Чтобы защититься от него, нужно поставить токоограничивающего вида электрореакторы, распараллелить электроцепи, отключить секционные и шиносоединительные выключатели, использовать трансформаторы, имеющие расщепленную обмотку, использовать коммутационный аппарат, который отключает поврежденное оборудование. Также нужно применить релейную защиту вместе с плавкими предохранителями и автоматическими выключателями.

Источники

Как измерить мощность электротока

Измерение мощности электротока короткого замыкания не отличается от измерения обычной электроэнергии. Все что нужно для ответа на вопрос, как рассчитать ток короткого замыкания трансформатора, это поделить сетевое напряжение на электросопротивление. Также можно воспользоваться более сложной формулой: Iкз = E/r.

Стоит указать, что при снижении показателя сопротивления, токовая сила будет расти. Соответственно, по проводнику будет идти тепло. Эта связь обладает количественной и временной характеристикой. Поэтому чем выше токовое значение, тем больше тепла будет выведено за определенное время. В этот момент можно найти, рассчитать и посчитать токовое значение.

Формула измерения мощности электротока

График тока короткого замыкания

Чтобы понять, как действует переменный ток короткого замыкания в однофазном резисторе, можно сделать специальный график. По нему можно научиться находить, определять, рассчитывать и измерять энергию. В момент нарушения кабельной изоляции, нормальное значение вырастает на графике в десять раз, а в тот период, когда срабатывает автомат, это разрывает аварийную цепь. Резко снижается показатель, а затем постепенно все приходит в норму.

График электротока

Схема

Еще один способ изучения принципа токового действия это построение схемы. На данный момент для этого можно применить специальную программу. Благодаря ей можно не только понять, в какой ситуации случится короткое замыкание, но и попробовать его предотвратить, построив правильную электросхему и используя затем качественные материалы.

Обратите внимание! Стоит указать, что кроме дистанционного способа, есть возможность сделать схему самостоятельно, используя соответствующие учебные пособия. В результате такого действия можно сделать проверку вводного автоматического выключателя, имеющего средний номинальный ток на коммутационную способность в силовой кабельной линии. Благодаря схеме будет несложно определяться в токовых значениях.

Схема электротока

В целом, электроток короткого замыкания — разрушительная энергия, которая зависит от числа фотонов, спектра излучения, оптического свойства и прочего. Измерение его мощности можно произвести через специальную формулу. Имеет свой график и схему, которые представлены выше.

Феномен короткого замыкания, который вы должны понимать

Почему короткое замыкание так важно?

Короткое замыкание в электрической цепи является частью цепи, которая по некоторым причинам стала «короче», чем должна быть. Ток в электрической цепи протекает самым простым способом, и если две точки в цепи с разными потенциалами связаны с низким электрическим сопротивлением, ток становится коротким замыканием между двумя точками.

Short circuit phenomenon you should understand Феномен короткого замыкания, который вы должны понять

Последствия короткого замыкания могут быть любыми: от незначительной неисправности до аварии.Последствия зависят от способности системы выдерживать ток в ситуации короткого замыкания и от того, как долго ток короткого замыкания может протекать. Почти в каждой электрической цепи должна быть какая-то защита от токов короткого замыкания.

Когда схемы анализируются математически, короткое замыкание обычно описывается нулевым импедансом между двумя узлами в схеме .

В действительности невозможно, чтобы импеданс был нулевым, и поэтому расчеты не дадут «реального» значения, но в большинстве случаев максимально возможное значение.Для получения правильных результатов расчета также важно знать все параметры схемы.

Особенно в ситуациях короткого замыкания поведение цепей «странное» и нет линейности между напряжением системы и протекающим током.

Содержание:

  1. Необходимость расчета тока короткого замыкания трансформатора
  2. Симметричные компоненты
  3. Два вида короткого замыкания
    1. Цепи постоянного тока
    2. цепи переменного тока
      1. Однофазные цепи
      2. Трехфазные цепи
    3. Развитие тока короткого замыкания

1.Необходимость расчета тока короткого замыкания трансформатора

Сегодня, как никогда ранее, электрическая сеть развивается так быстро - мощность электростанции, мощность подстанции и нагрузка на электроэнергию, а также плотность нагрузки устойчиво растут.

Возьмите Китай в качестве примера. Количество подстанций 500 кВ в энергосистеме Северного Китая почти в 2 раза больше, чем за последнее десятилетие. Число выросло с 48 до 97; Мощность подстанции увеличилась с 52 069 000 кВА до 157 960 000 кВА .

В результате токов короткого замыкания в электрической сети увеличиваются с каждым годом на . Основываясь на статистическом анализе Государственной сетевой корпорации Китая (SGCC), аварии с током короткого тока в силовых трансформаторах (размер ≥ 110 кВ) произошли 125 раз. Общая мощность, на которую повлияли аварии из-за короткого замыкания, составляет 7 996 МВА в 1995–1999 годах. Это число составляет 37,5% всех аварий на электроэнергию и 44% аварий на трансформаторах.

Ток короткого замыкания является важной спецификацией и стандартом для оборудования и проводников в электроэнергетике, и способность выдерживать ток короткого замыкания основных устройств определяет, может ли сеть работать более безопасно или нет.Поэтому важно рассчитать ток короткого замыкания и предложить несколько возможных решений.

Правильный расчет может помочь нам:

  1. Укажите номинальные значения неисправностей для электрического оборудования (например, выдерживаемые при коротком замыкании)
  2. Помогите определить потенциальные проблемы и слабые места в системе и помочь в планировании системы
  3. Создают основу для исследований по координации защиты

Вернуться к содержанию ↑


2.Симметричные компоненты

В практической работе инженеры часто используют « симметричных компонентов » для анализа трехфазной системы питания. Он был изобретен канадским инженером-электриком Чарльзом Л. Фортескью в 1913 году. Первоначальной целью г-на Фортескью был анализ работы электродвигателей.

Теория не использовалась для энергосистемы до 1937 года. Аналитическая методика была принята и усовершенствована инженерами в General Electric и Westinghouse, а после Второй мировой войны она была принята методом для асимметричного анализа неисправностей .

Теперь это обычный инструмент, используемый для анализа неисправностей трехфазной системы питания.

Основная настройка для теории состоит в том, что любые несбалансированные системные значения (ток или напряжение) можно разложить на 3 симметричных набора сбалансированных векторов:

  1. Компоненты прямой последовательности,
  2. компоненты обратной последовательности и
  3. Компоненты нулевой последовательности.
Sequence components to represent the three-phase electrical system Sequence components to represent the three-phase electrical system Рисунок 1. Компоненты последовательности для представления трехфазной электрической системы

Компонент прямой последовательности тока, показанного на рисунке 1 выше, сбалансирован по величине с разделением фаз на 120 градусов и вращением против часовой стрелки, как и в оригинальной сбалансированной системе.

Компонент обратной последовательности тока сбалансирован по величине с фазовым разделением 120 градусов, но имеет противоположное вращение, в этом случае, по часовой стрелке.

Компоненты нулевой последовательности имеют равных величин, но разделение нулевой фазы .

Здесь мы обозначаем положительную последовательность индексом «1». Аналогично, отрицательная последовательность обозначается индексом «2», а нулевая последовательность - индексом «0».

При условии отсутствия неисправности энергосистема считается, по существу, симметричной системой , и поэтому существуют только токи и напряжения прямой последовательности .Во время неисправности существуют токи и напряжения положительной, отрицательной и, возможно, нулевой последовательности.

Используя реальные фазовые напряжения и токи вместе с формулами Fortescue, можно рассчитать все токи положительной, отрицательной и нулевой последовательности. Защитные реле используют эти компоненты последовательности вместе с данными фазного тока и / или напряжения в качестве входных данных для защитных элементов.


Принципы симметричных компонентов (ВИДЕО)

Вернуться к содержанию ↑


3.Два вида короткого замыкания

3.1 Цепи постоянного тока

Какая информация о цепи необходима для расчета короткого замыкания цепи постоянного тока? В электрической цепи ток зависит от электродвижущей силы (эдс), электромагнитного поля и полного сопротивления цепи .

В батарее значение ЭДС зависит от заряда батареи. Внутренний импеданс батареи также является изменяющимся параметром и зависит от заряда, температуры и срока службы батареи и так далее.

В цепи постоянного тока сопротивление является фактором ограничения тока вместе с ЭДС в стационарном состоянии, что означает «через некоторое время».

В начале переходного процесса, как в случае короткого замыкания, индуктивность цепи также ограничена. Любая индуктивность в цепи сгладит рост тока. Ток увеличивается экспоненциально из-за связи между индуктивностью и сопротивлением цепи.

The current in an inductor The current in an inductor Рисунок 2 - Ток в индуктивности

Постоянный ток вызывает различные проблемы по сравнению с переменным током при попытке прервать токи высокой величины, поскольку затухание дуги является более трудным.Переменный ток проходит через ноль каждые полпериода, тем самым способствуя отключению тока.

Автоматический выключатель для определенного переменного тока обычно не способен отключить ту же величину постоянного тока. Сложность разрыва цепи постоянного тока возрастает с увеличением отношения индуктивности к сопротивлению в цепи. Индуктивности всегда противостоят изменениям тока.

Вернуться к содержанию ↑


3,2 цепи переменного тока

Цепи переменного тока (AC) сложнее решить, чем цепи постоянного тока (DC).На результаты влияет больше параметров, и в быстро меняющихся ситуациях первые значения тока сильно зависят от фазы источника активного напряжения.


3.2.1 Однофазные цепи

Большинство крупных электрических сетей являются трехфазными, но особенно в системах низкого напряжения большинство подключенных цепей являются однофазными. При расчете токов короткого замыкания ситуация зависит от , как близко к генератору или трансформатору происходит сбой .

Не только из-за растущего полного сопротивления в конце сети, но и из-за того, что генераторы и трансформаторы действуют «странно», когда они не нагружены симметрично во всех фазах.

В некоторых случаях цепь может питаться от однофазного трансформатора с несущей способностью по току, которой недостаточно, чтобы заставить трехфазную систему вести себя «странно».

Тот факт, что ток короткого замыкания легче рассчитать вдали от трансформатора или генератора, объясняется тем, что импедансы линии играют важную роль в процессе, и импедансы часто легче узнать, чем напряжение в начале цепи

При более длинных линиях токи уменьшаются, и напряжение от источника сильно не меняется.

В однофазных цепях низкого напряжения, которые обычно используются в домашних хозяйствах, токи короткого замыкания должны быть отключены по разным причинам. Одна из причин - напряжение прикосновения, которое может возникнуть во время контакта между фазой и защитным заземлением.

Защитное заземление в цепи используется для предотвращения попадания на открытые проводящие части опасного потенциала относительно земли.Когда прямой контакт между фазой и открытыми проводящими частями устанавливается в результате сбоя, потенциал может повыситься до опасного уровня, к которому люди могут прикоснуться, и поэтому цепь должна быть отключена защитными устройствами , такими как предохранители и автоматические выключатели .

Phase-to-earth short circuit current (single-phase) Phase-to-earth short circuit current (single-phase) Рисунок 3 - Ток короткого замыкания между фазами и землей (однофазный)

В домашних условиях максимальное время отключения составляет , обычно 0,4 секунды, . Чтобы получить доступ к времени очистки в условиях неисправности, предполагаемый ток повреждения должен быть определен путем измерения или расчета.Именно предполагаемый ток, который будет течь, когда конец защищаемого кабеля подключен к защитному заземляющему проводнику, вызывает беспокойство.

При длинных кабелях этот предполагаемый ток может оказаться сравнительно низким.

Следует помнить, однако, что первая проблема с длинными кабельными трассами - это возможность чрезмерного падения напряжения, и сначала следует выбрать кабели для номинального тока, а затем проверить на падение напряжения, прежде чем определить предполагаемый отказ .

Вернуться к содержанию ↑


3.2.2 Трехфазные цепи

Трехфазная электроэнергия является распространенным методом генерации, передачи и распределения электроэнергии переменного тока . Это тип многофазной системы и наиболее распространенный метод, используемый электрическими сетями во всем мире для передачи энергии.

Он также используется для питания больших двигателей и тяжелых нагрузок. Трехфазная система обычно более экономична, чем эквивалентная однофазная или двухфазная система при одном и том же напряжении, поскольку для передачи электроэнергии используется меньше проводящего материала.

Трехфазная система была независимо изобретена Галилео Феррари, Михаилом Доливо-Добровольским и Николой Теслой в конце 1880-х годов.

Большинство однофазных цепей являются лишь частью трехфазной сети. В трехфазной системе могут возникать различные типы короткого замыкания.

Например, ток короткого замыкания может быть между фазой и землей (80% отказов), между фазами (15% отказов - этот тип повреждения часто вырождается в трехфазное повреждение) и t трехфазная (только 5% от начальных неисправностей).Эти различные токи короткого замыкания показаны на рисунке 4.

The fault types The fault types Рисунок 4 - Типы неисправностей

В Китае существует другая грубая классификация, основанная на количестве фаз повреждения: трехфазное повреждение, двухфазное повреждение и однофазное повреждение из-за повреждения фазы между землей, которое может произойти для двух фаз.

Основные характеристики токов короткого замыкания:

  1. Продолжительность - ток может быть самозатухающим, переходным или установившимся
  2. Источник - это может быть вызвано механическими причинами (обрыв проводника, случайный электрический контакт между двумя проводниками через инородное проводящее тело, такое как инструмент или животное), внутренним или атмосферным перенапряжением и пробоем изоляции из-за нагрева, влажность или агрессивные среды
  3. Расположение (внутри или снаружи машины или электрического щита)

Последствия короткого замыкания зависят от типа и продолжительности неисправности и доступной мощности короткого замыкания.Локально в точке неисправности могут возникать электрические дуги, вызывающие повреждение изоляции, сварку проводов и возгорание.

Падения напряжения происходят в других сетях во время короткого замыкания, и отключение части сети может также включать в себя «здоровые» части сети в зависимости от конструкции всей сети.

Вернуться к содержанию ↑


3.3 Развитие тока короткого замыкания

Упрощенная сеть переменного тока может быть представлена ​​источником питания переменного тока, своего рода устройством переключения, полным сопротивлением Z N , которое представляет все сопротивления перед точкой переключения и нагрузкой, представленной ее сопротивлением (см. Рисунок 5).

В реальной сети полное сопротивление Z N составлено из сопротивлений всех компонентов в восходящем направлении . Компонентами являются, например, генераторы, трансформаторы, провода, автоматические выключатели и измерительные системы.

Когда происходит сбой с пренебрежимо малым сопротивлением между A, и B, , в цепи протекает ток короткого замыкания, ограниченный только Z N . Ток короткого замыкания I sc развивается в переходных режимах в зависимости от соотношения между индуктивностями и сопротивлениями во всей цепи.

The simple short circuit The simple short circuit Рисунок 5 - Простое короткое замыкание

Если схема является в основном резистивной, то форма волны тока соответствует форме волны напряжения, но если в цепи есть индуктивности, форма волны тока будет отличаться от формы волны напряжения в течение переходного времени процесса.

В индуктивной цепи ток не может начинаться с любого значения, кроме нуля. Влияние индуктивностей описывается реактивным сопротивлением X в цепях переменного тока с фиксированной частотой напряжения.

В системах низкого напряжения, где кабели и проводники представляют большую часть полного сопротивления , его можно рассматривать как в основном резистивный . В электрических распределительных сетях реактивное сопротивление обычно намного больше, чем сопротивления.

Обычно полное сопротивление Z в установившемся режиме в цепи переменного тока состоит из полного сопротивления R и полного реактивного сопротивления X, как показано в следующем соотношении.

Total impedance Z Total impedance Z

В упрощенной цепи выше напряжение постоянное и, следовательно, общий импеданс.При неисправностях вдали от генераторов и трансформаторов, где большая часть полного сопротивления состоит из полного сопротивления проводов, расчеты могут быть выполнены с хорошим результатом, и переходный ток почти такой же, как если бы ток протекал в течение более длительного времени.

Значение далеко не обязательно является физическим, но означает, что полное сопротивление генератора или трансформатора меньше, чем полное сопротивление элементов от проводов .

Элементы сопротивления от проводов постоянны при постоянной температуре , но сопротивления генераторов меняются во время короткого замыкания, и сопротивления трансформаторов изменяются, если трансформаторы асимметрично нагружены высокими токами.

The currents continue symmetrically The currents continue symmetrically Рисунок 6 - Токи продолжаются симметрично

На рисунке 6 показан ток в начале короткого замыкания вдали от генератора . Короткое замыкание начинается в момент, когда ток обычно равен нулю, и продолжается симметрично.

The currents continue asymmetrically The currents continue asymmetrically Рисунок 7 - Токи продолжаются асимметрично

На рисунке 7 показан ток, когда короткое замыкание начинается в момент, когда напряжение равно нулю, и ток также начинается с нуля, но асимметрично в течение переходного времени.


IEC 61439 - Испытания на стойкость к короткому замыканию (ВИДЕО)

Испытание на стойкость к короткому замыканию, примеры испытаний условного короткого замыкания (Icc) на функциональных узлах низковольтной сборки (блоки расцепления защитных устройств включены)

Вернуться к содержанию ↑

Reference // Расчет тока короткого замыкания трансформатора и решения от Ling Song

,

Электрические токи короткого замыкания

Введение в короткое замыкание

Короткое замыкание является одним из основных инцидентов, затрагивающих электрические системы. Последствия часто серьезны, если не драматичны:

  • Короткое замыкание нарушает среду системы вокруг точки отказа, вызывая внезапное падение напряжения ,
  • требует, чтобы часть системы (часто большая часть) была отключена с помощью защитных устройств,
  • все оборудование и соединения (кабели, линии), подверженные короткому замыканию, подвергаются сильным механическим воздействиям (электродинамическим силам), которые могут вызвать разрывы, и тепловым напряжениям, которые могут расплавить проводники и разрушить изоляцию,
  • в точке неисправности , часто возникает сильная электрическая дуга, вызывающая очень тяжелые повреждения, которые могут быстро распространиться вокруг.

Хотя в современных, хорошо спроектированных, работоспособных установках вероятность возникновения коротких замыканий все меньше и меньше, серьезные последствия, которые они могут вызвать, являются стимулом для реализации всех возможных способов их быстрого обнаружения и ослабления.

Значение короткого замыкания в разных точках системы - это важные данные для определения кабелей, шин и всех размыкающих и защитных устройств, а также их настроек.


Определения

Short-circuit current diagram Short-circuit current diagram Диаграмма тока короткого замыкания

Ток короткого замыкания в данной точке системы выражается как среднеквадратичное значение Isc (в кА) ее составляющей переменного тока.

Максимальное мгновенное значение, которого может достичь ток короткого замыкания, является пиковым значением Ip первой половины цикла. Это пиковое значение может быть намного выше, чем √2.Isc из-за демпфированного компонента постоянного тока, который может быть наложен на компонент переменного тока. Эта случайная составляющая постоянного тока зависит от мгновенного значения напряжения в начале короткого замыкания и от характеристик системы.


межфазное короткое замыкание

Phase-to-phase short-circuit Phase-to-phase short-circuit Межфазное короткое замыкание

Значение I sc трехфазного тока короткого замыкания в точке F в системе составляет:

Short circuit current at a point F Short circuit current at a point F

, в котором U относится к межфазному напряжению в точке F до возникновения ошибки, а Z cc - это эквивалентное полное сопротивление системы в восходящем направлении, если смотреть с точки повреждения.

Теоретически это простой расчет; на практике это усложняется из-за сложности вычисления Z sc , полного сопротивления, эквивалентного всем унитарным импедансам последовательно соединенных и параллельно соединенных устройств, расположенных выше по потоку от повреждения.

Эти сопротивления являются квадратичной суммой реактивных сопротивлений и сопротивлений.

Impedance formula Impedance formula

Расчеты можно сделать намного проще, если знать мощность короткого замыкания S sc в точке, которая присоединяется к распределительной системе.Зная S sc в этой точке, эквивалентное сопротивление Za в восходящем направлении от этой точки можно рассчитать по формуле:

Equivalent impedance upstream Equivalent impedance upstream

Может быть не один источник напряжения, а несколько параллельных источников, в частности, синхронные и асинхронные двигатели, реагирующие подобно генераторам на возникновение коротких замыканий. Трехфазный ток короткого замыкания, как правило, является самым сильным током, который может протекать в системе.

Ток двухфазного короткого замыкания всегда слабее (с отношением е / 2, то есть приблизительно 87%).

Two-phase short circuit current Two-phase short circuit current


Ток короткого замыкания между фазами и землей (однофазный)

Phase-to-earth short circuit current (single-phase) Phase-to-earth short circuit current (single-phase)

Значение этого тока зависит от сопротивления Zn между нейтралью и землей.

Это полное сопротивление может быть практически нулевым, если нейтраль заземлена напрямую (последовательно с сопротивлением заземляющего соединения), или, наоборот, почти бесконечно, если нейтраль незаземлена (параллельно с фазной емкостью системы).

Расчет этого несбалансированного тока короткого замыкания требует использования метода симметричных компонентов. Этот метод заменяет реальную систему наложением 3 систем: положительное Z 1 , отрицательное Z 2 , нулевая последовательность Z 0

Значение тока короткого замыкания на землю Io:

Phase-to-earth fault current Phase-to-earth fault current

Этот расчет требуется для систем, в которых нейтраль заземлена сопротивлением Z n .Он используется для определения настройки устройств защиты от замыкания на землю, которые должны срабатывать для отключения тока замыкания на землю.

На практике:

Phase-to-earth fault current - final formula Phase-to-earth fault current - final formula

ИСТОЧНИК - Руководство по защите от Merlin Gerin

,
Разница между коротким замыканием и перегрузкой (со сравнительной таблицей)

Одно из основных различий между коротким замыканием и перегрузкой заключается в том, что короткое замыкание возникает из-за неисправности между линиями или заземлением, тогда как перегрузка означает, что оборудование потребляет избыток тока от источника питания. Другие различия между ними объяснены ниже в сравнительной таблице.

Термин перегружен относится к схеме или устройствам.Говорят, что цепь перегружена, когда к ней приложена нагрузка, превышающая желаемую. Перегрузка возникает из-за неисправности оборудования или неисправных цепей. Принимая во внимание, что состояние короткого замыкания возникает, когда металлические провода вступают в контакт друг с другом или из-за повреждения изоляции. Сопротивление устройств при коротком замыкании становится равным нулю, из-за чего через сеть протекает сильный ток.

Содержимое: заряд против текущего

  1. Сравнительная таблица
  2. Определение
  3. Ключевые различия

Сравнительная таблица

Перегрузка
Основа для сравнения Короткое замыкание
Значение При коротком замыкании напряжение в точке повреждения уменьшается до нуля, а ток нерегулярного высокого значения протекает через неисправную точку сети. Перегрузка означает, что нагрузка, превышающая требуемое значение, была наложена на систему.
Напряжение Ноль Напряжение становится низким, но не может быть нулевым.
Ток Высокий Низкий по сравнению с коротким замыканием.
Происходит Это происходит, когда нейтраль и провод под напряжением касаются друг друга. Это происходит, когда большое количество устройств объединены в одну розетку.

Определение короткого замыкания

Цепь, которая позволяет электрическому току проходить через случайный путь с низким сопротивлением, называется коротким замыканием. Короткое замыкание вызывает сильный ток, который повреждает изоляцию электрооборудования. В основном это происходит, когда два провода касаются друг друга или когда нарушается изоляция между проводниками.

short-circuit

Величина тока короткого замыкания становится в тысячи раз больше, чем нормальный ток.Во время короткого замыкания напряжение в точке повреждения уменьшается до нуля и ток большой величины протекает через сеть. Короткое замыкание оказывает различное вредное воздействие на систему питания. Они

  1. Короткое замыкание вызывает сильный ток в энергосистеме, который выделяет чрезмерное тепло и, следовательно, приводит к пожару или взрыву.
  2. Короткое замыкание создает дугу, которая вызывает серьезное повреждение элемента энергосистемы.
  3. Короткое замыкание влияет на стабильность сети, что нарушает непрерывность питания.

Определение перегруженного

Перегрузка означает больше, чем желаемая нагрузка, наложенная на сеть энергосистемы. Напряжение на перегрузках уменьшается до очень низкого значения, но оно не может быть нулевым. Ток в состоянии перегрузки высокий, но значительно ниже, чем ток короткого замыкания. Перегрузка увеличивает температуру относительно джоулей, что вызывает ожоги и, следовательно, повреждение электрического оборудования.

overload-condition

Перегрузка приводит к повреждению оборудования энергосистемы.Например, рассмотрим, что инвертор имеет номинальную мощность 400 Вт, и если нагрузка 800 Вт подключена к нему, это вызовет перегрузку.

Ключевые различия между коротким замыканием и перегрузкой

  1. Короткое замыкание означает, что напряжение в точках повреждения снижается до нуля, и большой ток начинает протекать по цепи, тогда как в состоянии перегрузки нагрузка, превышающая подходящее значение, подается на систему.
  2. Напряжение на коротком замыкании уменьшается до нуля, тогда как в состоянии перегрузки напряжение уменьшается, но оно не может быть нулевым.
  3. Во время короткого замыкания сопротивление пути тока становится низким, вследствие чего через цепь протекает сильный ток, тогда как в условиях перегрузки величина тока высока, но заметно ниже по сравнению с током короткого замыкания.
  4. Короткое замыкание происходит в системе, когда нейтраль и провод под напряжением входят в контакт друг с другом, тогда как перегрузка возникает, когда ряд электрооборудования подключается к одной розетке.

Питание от короткого замыкания в основном подается через синхронный генератор, синхронный двигатель и синхронные конденсаторы.

,
Что такое ток короткого замыкания? - Определение и объяснение

Когда два или более проводника разных фаз вступают в контакт друг с другом в линии электропередачи, силовом трансформаторе или любом другом элементе питания, то часть полного сопротивления отключается от цепи, из-за которой в сети протекает большой ток. В поврежденных фазах такой ток называется током короткого замыкания. Ток короткого замыкания уменьшает влияние полного сопротивления в цепи, в то время как ток в цепи увеличивается.

Ток короткого замыкания вреден по двум причинам.

  1. Поток большого тока будет перегревать оборудование.
  2. Поток тока короткого замыкания в токоведущих частях создает силу электродинамического взаимодействия, которая может разрушить или повредить оборудование.

Каждый раз, когда происходит короткое замыкание в сети электропитания, оно вызывает сильный ток в цепи. Величина тока короткого замыкания показана на графике ниже.В первый момент тока короткого замыкания ток достигает своего максимального значения, а затем уменьшается до своего установившегося значения.

short-circuit-current-1 Во время повреждения ток непрерывно изменяется, и наблюдаемое явление называется переходным явлением. Слово «переходный процесс» относится к временному событию, которое длится в течение короткого промежутка времени. Зона, в которой ток очень велик, но падает очень быстро, называется субпереходным током.

Поддерживаемый ток - это ток повреждения, который будет протекать в цепи, если он будет сохраняться после завершения переходного процесса.I fp - первый пиковый ток короткого замыкания. Это максимальное мгновенное значение тока, которое будет достигаться в первый момент тока короткого замыкания. I pc - действующее значение периодической составляющей тока короткого замыкания. В установившемся режиме действующее значение тока короткого замыкания остается практически постоянным.

,

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о