Kortslutningsstrøm, som bestemmer størrelsen på kortslutningsstrømmen

Denne artikkelen vil fokusere på kortslutninger i elektriske nettverk. Vi vil vurdere typiske eksempler på kortslutninger, metoder for å beregne kortslutningsstrømmer, ta hensyn til forholdet mellom induktiv motstand og merkeeffekten til transformatorer ved beregning av kortslutningsstrømmer, og også gi spesifikke enkle formler for disse beregningene.

Når du designer elektriske installasjoner, er det nødvendig å kjenne verdiene til symmetriske kortslutningsstrømmer for forskjellige punkter i en trefasekrets. Verdiene til disse kritiske symmetriske strømmene gjør det mulig å beregne parametrene til kabler, bryterutstyr, selektive beskyttelsesenheter etc.

Vurder deretter en trefase null-motstand kortslutningsstrøm matet gjennom en typisk distribusjonsnedtrappingstransformator. Under normale forhold er denne typen skade (kortslutning av boltforbindelsen) den farligste og beregningen er veldig enkel.Enkle beregninger gjør det mulig, med forbehold om visse regler, å oppnå tilstrekkelig nøyaktige resultater som er akseptable for utforming av elektriske installasjoner.

Kortslutningsstrøm i sekundærviklingen til en nedtrappende distribusjonstransformator. Som en første tilnærming antas motstanden til høyspentkretsen å være veldig liten og kan derfor neglisjeres:

Her er P merkeeffekten i volt-ampere, U2 er fase-til-fase spenningen til sekundærviklingen uten belastning, In er merkestrømmen i ampere, Isc er kortslutningsstrømmen i ampere, Usc er kortslutningsstrømmen i ampere. kretsspenning i prosent.

Tabellen under viser typiske kortslutningsspenninger for trefasetransformatorer for en 20 kV HV-vikling.

Hvis vi for eksempel vurderer tilfellet når flere transformatorer mates parallelt med bussen, kan verdien av kortslutningsstrømmen i begynnelsen av linjen koblet til bussen tas lik summen av kortslutningen strømmer, som tidligere er beregnet separat for hver av transformatorene.

Når alle transformatorer mates fra samme høyspentnett, vil verdiene til kortslutningsstrømmene, når de summeres, gi en litt høyere verdi enn de faktisk ser ut til. Motstanden til samleskinner og brytere neglisjeres.

La transformatoren ha en nominell effekt på 400 kVA, spenningen til sekundærviklingen er 420 V, så hvis vi tar Usc = 4%, så:

Figuren nedenfor gir en forklaring på dette eksemplet.

Nøyaktigheten av den oppnådde verdien vil være tilstrekkelig til å beregne den elektriske installasjonen.

Trefase kortslutningsstrøm på ethvert installasjonspunkt på lavspenningssiden:

Her: U2 er tomgangsspenningen mellom fasene til sekundærviklingene til transformatoren. Zt — impedansen til kretsen plassert over feilpunktet. Vurder deretter hvordan du finner Zt.

Hver del av installasjonen, det være seg et nettverk, en strømkabel, selve transformatoren, en effektbryter eller en samleskinne, har sin egen impedans Z bestående av aktiv R og reaktiv X.

Kapasitiv motstand spiller ingen rolle her. Z, R og X er uttrykt i ohm og beregnet som sidene av en rettvinklet trekant som vist i figuren nedenfor. Impedansen beregnes etter rettvinklet trekantregel.

Rutenettet er delt inn i separate seksjoner for å finne X og R for hver seksjon slik at beregningen er praktisk. For en seriekrets legges motstandsverdiene ganske enkelt til og resultatet er Xt og RT. Den totale motstanden Zt bestemmes av Pythagoras teorem for en rettvinklet trekant av formelen:

Når seksjonene er koblet parallelt, utføres beregningen som for motstander koblet i parallell, hvis de kombinerte parallelle seksjonene har reaktans eller aktiv motstand, vil ekvivalent total motstand oppnås:

Xt tar ikke hensyn til påvirkningen av induktanser, og hvis tilstøtende induktanser påvirker hverandre, vil den faktiske induktansen være høyere. Det skal bemerkes at beregningen av Xz bare er relatert til en separat uavhengig krets, det vil si også uten påvirkning av gjensidig induktans. Hvis de parallelle kretsene er plassert nær hverandre, vil motstanden Xs være merkbart høyere.

Vurder nå nettverket som er koblet til inngangen til nedtrappingstransformatoren. Trefase kortslutningsstrømmen Isc eller kortslutningseffekt Psc bestemmes av strømleverandøren, men basert på disse dataene kan man finne den totale ekvivalente motstanden. Ekvivalent impedans, som samtidig resulterer i ekvivalent for lavspenningssiden:

Psc-trefase kortslutningsforsyning, U2-ikke-lastspenning av lavspentkretsen.

Som regel er den aktive komponenten av motstanden til et høyspentnettverk - Ra - veldig liten og, sammenlignet med den induktive motstanden, ubetydelig. Konvensjonelt tas Xa lik 99,5 % av Za og Ra er lik 10 % av Xa. Tabellen nedenfor viser omtrentlige tall for disse verdiene for 500 MVA og 250 MVA transformatorer.

Full Ztr — lavspent sidetransformatormotstand:

Pn — merkeeffekten til transformatoren i kilovolt-ampere.

Den aktive motstanden til viklingene er basert på krafttap.

Når du utfører omtrentlige beregninger, neglisjeres Rtr og Ztr = Xtr.

Dersom det skal vurderes en lavspenningsbryter, vurderes effektbryterens impedans over kortslutningspunktet. Den induktive motstanden tas lik 0,00015 Ohm per bryter og den aktive komponenten neglisjeres.

Når det gjelder samleskinnene, er deres aktive motstand ubetydelig liten, mens den reaktive komponenten er fordelt med omtrent 0,00015 Ohm per meter av deres lengde, og når avstanden mellom samleskinnene dobles, øker deres reaktans med bare 10%. Kabelparametere er spesifisert av produsentene.

Når det gjelder en trefasemotor, går den i kortslutningsøyeblikket inn i generatormodus, og kortslutningsstrømmen i viklingene er estimert til Isc = 3,5 * In. I enfasemotorer er økningen i strøm i øyeblikket av kortslutning ubetydelig.

Buen som vanligvis følger med en kortslutning har en motstand som på ingen måte er konstant, men dens gjennomsnittlige verdi er ekstremt lav, men spenningsfallet over lysbuen er lite, derfor reduseres strømmen praktisk talt med omtrent 20%, noe som letter operasjonen av effektbryteren uten å forstyrre driften uten å påvirke utløsningsstrømmen spesielt.

Kortslutningsstrømmen i mottakerenden av ledningen er relatert til kortslutningsstrømmen ved forsyningsenden av ledningen, men tverrsnittet og materialet til sendeledningene, så vel som deres lengde, tas også med i regnskap. Etter å ha en ide om motstand, kan hvem som helst gjøre denne enkle beregningen. Vi håper at artikkelen vår var nyttig for deg.