Γεια σας, αγαπητοί φίλοι! Σε αυτό το άρθρο θα μάθετε τι είναι ρεύμα βραχυκύκλωμα, τους λόγους και τον τρόπο υπολογισμού του. Ένα βραχυκύκλωμα προκύπτει όταν συνδέονται μεταξύ τους μέρη που μεταφέρουν ρεύμα διαφορετικών δυναμικών ή φάσεων. Μπορεί επίσης να σχηματιστεί βραχυκύκλωμα στο σώμα του εξοπλισμού που είναι συνδεδεμένο με τη γείωση. Αυτό το φαινόμενο είναι επίσης χαρακτηριστικό για ηλεκτρικά δίκτυακαι ηλεκτρικούς δέκτες.
Αιτίες και συνέπειες του ρεύματος βραχυκυκλώματος
Οι αιτίες ενός βραχυκυκλώματος μπορεί να είναι πολύ διαφορετικές. Αυτό διευκολύνεται από την υγρασία ή επιθετικό περιβάλλον, στο οποίο η αντίσταση μόνωσης επιδεινώνεται σημαντικά. Μπορεί να προκύψει κλείσιμο μηχανικές επιρροέςή λάθη προσωπικού κατά τις επισκευές και τη συντήρηση. Η ουσία του φαινομένου βρίσκεται στο όνομά του και αντιπροσωπεύει μια συντόμευση της διαδρομής κατά μήκος της οποίας περνά το ρεύμα. Ως αποτέλεσμα, το ρεύμα ρέει πέρα από το ωμικό φορτίο. Ταυτόχρονα, αυξάνεται σε απαράδεκτα όρια εάν δεν λειτουργεί το προστατευτικό κλείσιμο.
Τα ρεύματα βραχυκυκλώματος έχουν ηλεκτροδυναμική και θερμική επίδραση σε εξοπλισμό και ηλεκτρικές εγκαταστάσεις, γεγονός που οδηγεί τελικά σε σημαντική παραμόρφωση και υπερθέρμανση τους. Από αυτή την άποψη, είναι απαραίτητο να γίνουν υπολογισμοί των ρευμάτων βραχυκυκλώματος εκ των προτέρων.
Πώς να υπολογίσετε το ρεύμα βραχυκυκλώματος στο σπίτι
Η γνώση του μεγέθους του ρεύματος βραχυκυκλώματος είναι απαραίτητη για να διασφαλιστεί ασφάλεια φωτιάς. Προφανώς, εάν το μετρούμενο ρεύμα βραχυκυκλώματος είναι μικρότερο από το ρυθμισμένο ρεύμα μέγιστη προστασίαμηχανή ή 4 φορές την ονομαστική τιμή ρεύματος της ασφάλειας, τότε ο χρόνος απόκρισης (καύση εύτηκτης ζεύξης) θα είναι μεγαλύτερος και αυτό, με τη σειρά του, μπορεί να οδηγήσει σε υπερβολική θέρμανση των καλωδίων και στην πυρκαγιά τους.
Πώς μπορεί να προσδιοριστεί αυτό το ρεύμα; Υπάρχει ειδικές τεχνικέςκαι ειδικές συσκευές για αυτό. Εδώ θα εξετάσουμε το ερώτημα πώς να το κάνουμε αυτό, έχοντας μόνο ή ακόμα και ένα βολτόμετρο. Προφανώς, αυτή η μέθοδος δεν έχει πολύ υψηλή ακρίβεια, αλλά εξακολουθεί να είναι επαρκής για να ανιχνεύσει μια ασυμφωνία μεταξύ της μέγιστης προστασίας ρεύματος και της τιμής αυτού του ρεύματος.
Πώς να το κάνετε αυτό στο σπίτι; Είναι απαραίτητο να πάρετε έναν αρκετά ισχυρό δέκτη, για παράδειγμα, Ηλεκτρικός βραστήραςή σίδερο. Θα ήταν επίσης ωραίο να έχετε ένα μπλουζάκι. Συνδέουμε τον καταναλωτή μας και ένα βολτόμετρο ή πολύμετρο σε λειτουργία μέτρησης τάσης στο μπλουζάκι. Καταγράφουμε την τιμή της τάσης σταθερής κατάστασης (U1). Απενεργοποιούμε τον καταναλωτή και καταγράφουμε την τιμή τάσης χωρίς φορτίο (U2). Στη συνέχεια κάνουμε τον υπολογισμό. Πρέπει να διαιρέσετε την ισχύ του καταναλωτή σας (P) με τη διαφορά στις μετρούμενες τάσεις.
Ic.c.(1) = Р/(U2 – U1)
Ας κάνουμε τα μαθηματικά με ένα παράδειγμα. Βραστήρας 2 kW. Η πρώτη μέτρηση είναι 215 V, η δεύτερη μέτρηση είναι 230 V. Σύμφωνα με τον υπολογισμό, αποδεικνύεται ότι είναι 133,3 A. Εάν, για παράδειγμα, υπάρχει μια αυτόματη μηχανή BA 47-29 με χαρακτηριστικό C, τότε η ρύθμισή της θα είναι από 80 έως 160 Amperes. Επομένως, είναι πιθανό αυτό το μηχάνημα να λειτουργήσει με καθυστέρηση. Με βάση τα χαρακτηριστικά του μηχανήματος, μπορεί να προσδιοριστεί ότι ο χρόνος απόκρισης μπορεί να είναι έως και 5 δευτερόλεπτα. Που είναι βασικά επικίνδυνο.
Τι να κάνω? Είναι απαραίτητο να αυξηθεί η τιμή του ρεύματος βραχυκυκλώματος. Αυτό το ρεύμα μπορεί να αυξηθεί αντικαθιστώντας τα καλώδια της γραμμής τροφοδοσίας με μεγαλύτερη διατομή.
Χρήσιμη σύντομη ειδοποίηση
Φαίνεται ότι το προφανές γεγονός είναι ότι ένα βραχυκύκλωμα είναι ένα εξαιρετικά κακό, δυσάρεστο και ανεπιθύμητο φαινόμενο. Μπορεί να οδηγήσει σε το καλύτερο σενάριοστην απενεργοποίηση της εγκατάστασης, τη διακοπή λειτουργίας του προστατευτικού εξοπλισμού έκτακτης ανάγκης και στη χειρότερη περίπτωση, στην εξάντληση των καλωδίων, ακόμη και σε πυρκαγιά. Επομένως, όλες οι προσπάθειες πρέπει να επικεντρωθούν στην αποφυγή αυτής της ατυχίας. Ωστόσο, ο υπολογισμός των ρευμάτων βραχυκυκλώματος έχει πολύ πραγματικό και πρακτικό νόημα. Έχουν εφευρεθεί πάρα πολλά τεχνικά μέσα, που λειτουργεί σε λειτουργία υψηλού ρεύματος. Ένα παράδειγμα θα ήταν το συνηθισμένο μηχανή συγκόλλησης, ειδικά ένα τόξο, που τη στιγμή της λειτουργίας πρακτικά βραχυκυκλώνει το ηλεκτρόδιο με γείωση. Ένα άλλο ζήτημα είναι ότι αυτοί οι τρόποι λειτουργίας έχουν βραχυπρόθεσμο χαρακτήρα και η ισχύς του μετασχηματιστή τους επιτρέπει να αντέχουν αυτές τις υπερφορτώσεις. Κατά τη συγκόλληση περνούν τεράστια ρεύματα στο σημείο επαφής του άκρου του ηλεκτροδίου (μετρώνται σε δεκάδες αμπέρ), με αποτέλεσμα να απελευθερώνεται αρκετή θερμότητα για να λιώσει τοπικά το μέταλλο και να δημιουργήσει μια ισχυρή ραφή.
Θέμα: τι είναι βραχυκύκλωμα σε ηλεκτρικό κύκλωμα, ποιες είναι οι συνέπειες ενός βραχυκυκλώματος.
Πολλοί άνθρωποι έχουν ακούσει για ένα ηλεκτρικό βραχυκύκλωμα, αλλά δεν γνωρίζουν όλοι την ουσία αυτού του φαινομένου. Ας το καταλάβουμε αυτό. Έτσι, εάν εμβαθύνετε στην ίδια τη φράση «βραχυκύκλωμα», μπορείτε να καταλάβετε ότι λαμβάνει χώρα κάποια διαδικασία κατά την οποία κάτι κλείνει κατά μήκος μιας σύντομης διαδρομής, δηλαδή της συντομότερης διαδρομής ροής ηλεκτρικό ρεύμα (ηλεκτρικά φορτίαστον Explorer). Με απλά λόγια, υπάρχει μια διαδρομή κατά μήκος της οποίας ρέει η ηλεκτρική ενέργεια, το ρεύμα φορτίων της. Πρόκειται για διάφορα ηλεκτρικά κυκλώματα, αγωγούς ηλεκτρισμού. Όσο μεγαλύτερη είναι αυτή η διαδρομή, τόσο περισσότερα εμπόδια πρέπει να ξεπεράσουν οι χρεώσεις, τόσο περισσότερα ηλεκτρική αντίστασημε αυτόν τον τρόπο. Και από το νόμο του Ohm ξέρουμε τι περισσότερη αντίστασηαλυσίδες, αυτές λιγότερη δύναμηρεύμα θα είναι σε αυτό (σε μια ορισμένη τιμή τάσης). Επομένως, κατά μήκος της συντομότερης διαδρομής, θα υπάρχει το μέγιστο δυνατό ρεύμα και αυτή η διαδρομή θα είναι σύντομη εάν βραχυκυκλωθούν τα άκρα της ίδιας της πηγής ισχύος.
Σε γενικές γραμμές, έχουμε, για παράδειγμα, το συνηθισμένο μπαταρία αυτοκινήτου(σε φορτισμένη κατάσταση). Εάν συνδέσουμε μια λάμπα σχεδιασμένη για τάση μπαταρίας (12 βολτ) σε αυτήν, τότε ως αποτέλεσμα της διέλευσης ορισμένης ποσότητας ρεύματος μέσω αυτής της λάμπας θα λάβουμε την εκπομπή φωτός και θερμότητας. Ο λαμπτήρας έχει μια ορισμένη ηλεκτρική αντίσταση, η οποία περιορίζει την ισχύ του ρεύματος που διαρρέει αυτό το κύκλωμα. Για σκόπιμα βραχυκύκλωμα πρέπει απλώς να πάρουμε ένα κομμάτι σύρμα και να το συνδέσουμε στα άκρα των ακροδεκτών της μπαταρίας (παράλληλα με τη λάμπα). Αυτό το καλώδιο έχει πολύ μικρή αντίσταση σε σύγκριση με μια λάμπα. Κατά συνέπεια, δεν υπάρχει ειδικός περιορισμός που θα εμπόδιζε την κίνηση των φορτισμένων σωματιδίων. Και μόλις κλείσουμε ένα τέτοιο κύκλωμα, έχουμε το βραχυκύκλωμά μας. Ένα μεγάλο ρεύμα θα ρέει αμέσως μέσα από το σύρμα, το οποίο μπορεί απλά να θερμάνει και να λιώσει αυτό το κομμάτι σύρματος.
Ως αποτέλεσμα ενός τέτοιου βραχυκυκλώματος, ο αγωγός (η μόνωση του) θα αναφλεγεί, οδηγώντας ακόμη και σε πυρκαγιά, εάν αυτός ο αγωγός, με την ανάφλεξή του, μεταφέρει τη φωτιά σε εύφλεκτα πράγματα που βρίσκονται κοντά. Επιπλέον, μια τέτοια απότομη, απότομη ροή ρεύματος μπορεί να είναι επιβλαβής για την ίδια την μπαταρία. Αυτή τη στιγμή αρχίζει επίσης να θερμαίνεται. Και όπως γνωρίζετε, στις μπαταρίες δεν αρέσει πολύ η υπερβολική ζέστη. Τουλάχιστον, η διάρκεια ζωής τους μειώνεται σημαντικά μετά από αυτό, και στο μέγιστο, αποτυγχάνουν και μάλιστα παίρνουν φωτιά και εκρήγνυνται. Εάν συμβεί ένα τέτοιο βραχυκύκλωμα, για παράδειγμα, με μια μπαταρία λιθίου σε ένα τηλέφωνο (το οποίο δεν έχει ηλεκτρονική προστασία μέσα), εμφανίζεται ισχυρή θέρμανση μέσα σε λίγα δευτερόλεπτα, ακολουθούμενη από φλόγα και έκρηξη.
Υπάρχουν μερικές μπαταρίες που έχουν σχεδιαστεί αρχικά για να παρέχουν υψηλά ρεύματα (μπαταρίες έλξης), αλλά ακόμη και με αυτές ένα πλήρες βραχυκύκλωμα μπορεί να οδηγήσει σε μεγάλα προβλήματα. Λοιπόν, τι συμβαίνει με την τάση κατά τη διάρκεια ενός βραχυκυκλώματος; Θα πρέπει να είναι γνωστό από τη σχολική φυσική ότι όσο μεγαλύτερο είναι το ρεύμα, τόσο μεγαλύτερη είναι η πτώση τάσης σε αυτό το τμήμα του κυκλώματος. Επομένως, όταν δεν είναι συνδεδεμένο φορτίο στο τροφοδοτικό, η μέγιστη τιμή τάσης μπορεί να φανεί σε αυτό (αυτό είναι Πηγή EMFισχύς, η ηλεκτροκινητική του δύναμη). Μόλις φορτώσουμε αυτήν την πηγή ισχύος, εμφανίζεται αμέσως μια ορισμένη πτώση τάσης. Και όσο μεγαλύτερο είναι το φορτίο, τόσο μεγαλύτερη είναι η πτώση τάσης. Δεδομένου ότι κατά τη διάρκεια ενός βραχυκυκλώματος η αντίσταση κυκλώματος είναι πρακτικά μηδενική και η ισχύς του ρεύματος θα είναι η μέγιστη δυνατή, η πτώση τάσης στην πηγή ισχύος θα είναι επίσης μέγιστη (σχεδόν μηδέν).
Εξετάσαμε την επιλογή ενός πλήρους βραχυκυκλώματος, το οποίο συμβαίνει απευθείας στους ακροδέκτες της πηγής ρεύματος. Ναι, αυτό είναι ό,τι άλλο αξίζει να προσθέσουμε για αυτό. Στην περίπτωση μπαταρίας, θα υπάρχει μεγάλο φορτίο ρεύματος στα εσωτερικά μέρη και ΧΗΜΙΚΕΣ ΟΥΣΙΕΣη ίδια η μπαταρία (ηλεκτρολύτης, πλάκες, καλώδια). Σε περίπτωση βραχυκυκλώματος σε πηγές ενέργειας όπως οι ηλεκτρικές γεννήτριες, το τρέχον φορτίο πέφτει στις περιελίξεις αυτών των γεννητριών, γεγονός που οδηγεί σε υπερβολική θέρμανση και ζημιά (καλά, αυτά τα κυκλώματα που λειτουργούν στη γεννήτρια μετά από αυτήν την περιέλιξη). Ένα βραχυκύκλωμα στους ακροδέκτες διαφόρων τροφοδοτικών οδηγεί σε υπερθέρμανση και αστοχία των ίδιων των τροφοδοτικών. ηλεκτρικά διαγράμματαπηγές ρεύματος και δευτερεύουσα περιέλιξη του μετασχηματιστή.
Ένα βραχυκύκλωμα μπορεί να συμβεί στο πολύ ηλεκτρικό κύκλωμαδιαγράμματα καλωδίωσης. Σε αυτή την περίπτωση, οι συνέπειες είναι επίσης εξαιρετικά αρνητικές. Αλλά σε αυτή την περίπτωση, η ισχύς ρεύματος θα είναι, κατά κανόνα, ελαφρώς μικρότερη από ό,τι στην περίπτωση βραχυκυκλώματος στην έξοδο της πηγής ισχύος. Για παράδειγμα, υπάρχει ένα κύκλωμα ενισχυτή ήχου. Ξαφνικά, λόγω κακής μόνωσης των ίδιων των ηχείων, εμφανίζεται βραχυκύκλωμα στην έξοδο ήχου αυτού του ενισχυτή. Ως αποτέλεσμα, τα τρανζίστορ εξόδου, τα μικροκυκλώματα που βρίσκονται στα τελευταία στάδια ενίσχυσης ήχου, πιθανότατα θα καούν. Σε αυτήν την περίπτωση, η ίδια η πηγή ρεύματος ενδέχεται να μην καταστραφεί, καθώς το υπερβολικό φορτίο ρεύματος μπορεί να μην την φτάσει. Νομίζω ότι καταλαβαίνεις την ουσία του βραχυκυκλώματος.
ΥΣΤΕΡΟΓΡΑΦΟ. Σε κάθε περίπτωση, το φαινόμενο του ηλεκτρικού βραχυκυκλώματος οδηγεί σε καταστροφικές συνέπειες. Για να προστατευτείτε από αυτό, χρησιμοποιήστε κατά κανόνα συμβατικές ασφάλειες, διακόπτες κυκλώματος, προστατευτικά κυκλώματα κ.λπ. Το καθήκον τους είναι να σπάσουν γρήγορα το ηλεκτρικό κύκλωμα με απότομη αύξηση του ρεύματος. Δηλαδή, μια συνηθισμένη ασφάλεια είναι, λες, ο πιο αδύναμος κρίκος σε ολόκληρο το ηλεκτρικό κύκλωμα. Μόλις το ρεύμα αυξηθεί απότομα, ο σύνδεσμος ασφάλειας λιώνει και σπάει το κύκλωμα. Αυτό στις περισσότερες περιπτώσεις έχει ως αποτέλεσμα τα υπόλοιπα κυκλώματα στο κύκλωμα να παραμένουν ανέπαφα.
Γεια σας, αγαπητοί αναγνώστες και επισκέπτες της ιστοσελίδας του Ηλεκτρολόγου Σημειώσεις.
Έχω ένα άρθρο στον ιστότοπό μου για. Παρέθεσα περιπτώσεις από την πρακτική μου.
Προκειμένου λοιπόν να ελαχιστοποιηθούν οι συνέπειες τέτοιων ατυχημάτων και συμβάντων, είναι απαραίτητο να επιλέξετε τον σωστό ηλεκτρολογικό εξοπλισμό. Αλλά για να το επιλέξετε σωστά, πρέπει να είστε σε θέση να υπολογίσετε τα ρεύματα βραχυκυκλώματος.
Στο σημερινό άρθρο, θα σας δείξω πώς μπορείτε να υπολογίσετε ανεξάρτητα το ρεύμα βραχυκυκλώματος ή το ρεύμα βραχυκυκλώματος για βραχυκύκλωμα, χρησιμοποιώντας ένα πραγματικό παράδειγμα.
Καταλαβαίνω ότι πολλοί από εσάς δεν χρειάζεται να κάνετε υπολογισμούς, γιατί... Αυτό γίνεται συνήθως είτε από σχεδιαστές σε αδειοδοτημένους οργανισμούς (εταιρίες), είτε από φοιτητές που γράφουν το επόμενο μάθημα ή το διπλωματικό τους έργο. Καταλαβαίνω ιδιαίτερα το δεύτερο, γιατί... Όντας ο ίδιος φοιτητής (το έτος 2000), μετάνιωσα πραγματικά που δεν υπήρχαν τέτοιοι ιστότοποι στο Διαδίκτυο. Αυτή η δημοσίευση θα είναι επίσης χρήσιμη για τους εργαζόμενους στον τομέα της ενέργειας για να ανεβάσουν το επίπεδο αυτο-ανάπτυξης ή να ανανεώσουν τη μνήμη τους σχετικά με το υλικό που είχαν περάσει στο παρελθόν.
Παρεμπιπτόντως, το έχω ήδη φέρει. Αν κάποιος ενδιαφέρεται, ακολούθησε τον σύνδεσμο και διάβασε.
Ας ασχοληθούμε λοιπόν. Πριν λίγες μέρες ξέσπασε φωτιά στην επιχείρησή μας. καλωδιακή διαδρομήκοντά στο συγκρότημα συνεργείου Νο. 10. Η θήκη καλωδίων με όλα τα καλώδια τροφοδοσίας και ελέγχου που λειτουργούσαν εκεί ήταν σχεδόν τελείως καμένη. Εδώ είναι μια φωτογραφία από το σημείο.
Δεν θα υπεισέλθω σε πολλές λεπτομέρειες σχετικά με την ενημέρωση, αλλά η διοίκηση μου είχε μια ερώτηση σχετικά με την ενεργοποίηση του εισαγωγικού διακόπτης κυκλώματοςκαι την αντιστοιχία του στην προστατευόμενη γραμμή. Με απλά λόγιαΘα πω ότι τους ενδιέφερε το μέγεθος του ρεύματος βραχυκυκλώματος στο τέλος της ισχύος εισόδου καλωδιακή γραμμή, δηλ. στο σημείο που εκδηλώθηκε η φωτιά.
Φυσικά, όχι τεκμηρίωση του έργουηλεκτρολόγοι καταστημάτων για τον υπολογισμό των ρευμάτων βραχυκυκλώματος. Δεν υπήρχαν χρήματα για αυτήν τη γραμμή και έπρεπε να κάνω ολόκληρο τον υπολογισμό μόνος μου, τον οποίο δημοσιεύω στον δημόσιο τομέα.
Συλλογή δεδομένων για τον υπολογισμό των ρευμάτων βραχυκυκλώματος
Το συγκρότημα ισχύος Νο. 10, κοντά στο οποίο εκδηλώθηκε η πυρκαγιά, τροφοδοτείται μέσω του διακόπτη κυκλώματος A3144 600 (A) καλώδιο χαλκού SBG (3x150) από υποβιβαζόμενο μετασχηματιστή Νο. 1 10/0,5 (kV) ισχύος 1000 (kVA).
Μην εκπλαγείτε, έχουμε ακόμα πολλούς υποσταθμούς που λειτουργούν στην επιχείρησή μας με απομονωμένο ουδέτερο στα 500 (V) και ακόμη και στα 220 (V).
Σύντομα θα γράψω ένα άρθρο σχετικά με τον τρόπο σύνδεσης σε δίκτυο 220 (V) και 500 (V) με απομονωμένο ουδέτερο. Μην χάσετε την κυκλοφορία ενός νέου άρθρου - εγγραφείτε για να λαμβάνετε νέα.
Ο υποβιβαζόμενος μετασχηματιστής 10/0,5 (kV) τροφοδοτείται από καλώδιο ρεύματος AAShv (3x35) με υψηλή τάση υποσταθμός διανομής № 20.
Μερικές διευκρινίσεις για τον υπολογισμό του ρεύματος βραχυκυκλώματος
Θα ήθελα να πω λίγα λόγια για την ίδια τη διαδικασία βραχυκυκλώματος. Κατά τη διάρκεια ενός βραχυκυκλώματος, συμβαίνουν μεταβατικές διεργασίες στο κύκλωμα λόγω της παρουσίας επαγωγών σε αυτό που εμποδίζουν μια απότομη αλλαγή στο ρεύμα. Από αυτή την άποψη, το ρεύμα βραχυκυκλώματος κατά τη διαδικασία μετάβασης μπορεί να χωριστεί σε 2 συστατικά:
- περιοδική (εμφανίζεται την αρχική στιγμή και δεν μειώνεται μέχρι να αποσυνδεθεί η ηλεκτρική εγκατάσταση από την προστασία)
- απεριοδική (εμφανίζεται την αρχική στιγμή και γρήγορα μειώνεται στο μηδέν μετά την ολοκλήρωση της παροδικής διαδικασίας)
Ρεύμα βραχυκύκλωσης Θα υπολογίσω σύμφωνα με το RD 153-34.0-20.527-98.
Σε αυτό κανονιστικό έγγραφοΛέγεται ότι ο υπολογισμός του ρεύματος βραχυκυκλώματος μπορεί να πραγματοποιηθεί κατά προσέγγιση, αλλά με την προϋπόθεση ότι το σφάλμα υπολογισμού δεν υπερβαίνει το 10%.
Θα υπολογίσω τα ρεύματα βραχυκυκλώματος σε σχετικές μονάδες. Θα φέρω περίπου τις τιμές των στοιχείων του κυκλώματος στις βασικές συνθήκες, λαμβάνοντας υπόψη την αναλογία μετασχηματισμού του μετασχηματιστή ισχύος.
Ο στόχος είναι ένα A3144 με ονομαστικό ρεύμα 600 (Α) ανά χωρητικότητα μεταγωγής. Για να γίνει αυτό, πρέπει να προσδιορίσω το τριφασικό και το διφασικό ρεύμα βραχυκυκλώματος στο τέλος του καλωδίου τροφοδοσίας.
Παράδειγμα υπολογισμού ρευμάτων βραχυκυκλώματος
Παίρνουμε μια τάση 10,5 (kV) ως κύρια σκηνή και ορίζουμε τη βασική ισχύ του συστήματος ισχύος:
βασική ισχύς του συστήματος ισχύος Sb = 100 (MVA)
βασική τάση Ub1 = 10,5 (kV)
Το ρεύμα βραχυκυκλώματος στους ζυγούς του υποσταθμού Νο. 20 (σύμφωνα με το έργο) είναι = 9,037 (kA)
Συντάσσουμε ένα σχέδιο σχεδίασης για την παροχή ρεύματος.
Σε αυτό το διάγραμμα υποδεικνύουμε όλα τα στοιχεία του ηλεκτρικού κυκλώματος και αυτά. Επίσης, μην ξεχάσετε να υποδείξετε το σημείο στο οποίο πρέπει να βρούμε το ρεύμα βραχυκυκλώματος. Ξέχασα να το αναφέρω στην παραπάνω εικόνα, οπότε θα το εξηγήσω με λόγια. Βρίσκεται αμέσως μετά το καλώδιο χαμηλής τάσης SBG (3x150) πριν το συγκρότημα Νο. 10.
Στη συνέχεια θα σχεδιάσουμε ένα ισοδύναμο κύκλωμα, αντικαθιστώντας όλα τα στοιχεία του παραπάνω κυκλώματος με ενεργές και αντιδραστικές αντιστάσεις.
Κατά τον υπολογισμό της περιοδικής συνιστώσας του ρεύματος βραχυκυκλώματος, επιτρέπεται να μην λαμβάνεται υπόψη η ενεργή αντίσταση του καλωδίου και των εναέριων γραμμών. Για πιο ακριβή υπολογισμό, θα λάβω υπόψη την ενεργή αντίσταση στις καλωδιακές γραμμές.
Γνωρίζοντας τις δυνάμεις και τις τάσεις βάσης, θα βρούμε τα βασικά ρεύματα για κάθε στάδιο μετασχηματισμού:
Τώρα πρέπει να βρούμε την αντιδραστική και ενεργή αντίσταση κάθε στοιχείου κυκλώματος σε σχετικές μονάδες και να υπολογίσουμε τη συνολική ισοδύναμη αντίσταση του ισοδύναμου κυκλώματος από την πηγή ισχύος (σύστημα ισχύος) έως το σημείο βραχυκυκλώματος. (τονίζεται με κόκκινο βέλος).
Ας προσδιορίσουμε την αντίδραση της ισοδύναμης πηγής (σύστημα):
Ας προσδιορίσουμε την αντίδραση της καλωδιακής γραμμής 10 (kV):
- Xo - ειδική επαγωγική αντίδραση για καλώδιο AAShv (3x35) λαμβάνεται από το βιβλίο αναφοράς για την τροφοδοσία ρεύματος και τον ηλεκτρικό εξοπλισμό της A.A. Fedorov, τόμος 2, πίνακας. 61,11 (μετρημένο σε Ohm/km)
Ας προσδιορίσουμε την ενεργή αντίσταση της καλωδιακής γραμμής 10 (kV):
- R® - ειδική ενεργή αντίσταση για καλώδιο AAShv (3x35) λαμβάνεται από το βιβλίο αναφοράς για την παροχή ρεύματος και τον ηλεκτρικό εξοπλισμό της A.A. Fedorov, τόμος 2, πίνακας. 61,11 (μετρημένο σε Ohm/km)
- l — μήκος καλωδιακής γραμμής (σε χιλιόμετρα)
Ας προσδιορίσουμε την αντίδραση ενός μετασχηματιστή δύο περιελίξεων 10/0,5 (kV):
- uk% - τάση βραχυκυκλώματος μετασχηματιστή 10/0,5 (kV) με ισχύ 1000 (kVA), από το βιβλίο αναφοράς για την παροχή ρεύματος και τον ηλεκτρικό εξοπλισμό της Α.Α. Fedorov, πίνακας. 27.6
Παραμελώ την ενεργή αντίσταση του μετασχηματιστή, γιατί είναι δυσανάλογα μικρό σε σχέση με το αντιδραστικό.
Ας προσδιορίσουμε την αντίδραση της καλωδιακής γραμμής 0,5 (kV):
- Χο - αντίστασηγια το καλώδιο SBG (3x150) το παίρνουμε από το βιβλίο αναφοράς τροφοδοσίας και ηλεκτρικού εξοπλισμού της Α.Α. Fedorov, πίνακας. 61,11 (μετρημένο σε Ohm/km)
- l — μήκος καλωδιακής γραμμής (σε χιλιόμετρα)
Ας προσδιορίσουμε την ενεργή αντίσταση της καλωδιακής γραμμής 0,5 (kV):
- Η ειδική αντίσταση για το καλώδιο SBG (3x150) έχει ληφθεί από το βιβλίο αναφοράς για την παροχή ρεύματος και τον ηλεκτρικό εξοπλισμό της A.A. Fedorov, πίνακας. 61,11 (μετρημένο σε Ohm/km)
- l — μήκος καλωδιακής γραμμής (σε χιλιόμετρα)
Ας προσδιορίσουμε τη συνολική ισοδύναμη αντίσταση από την πηγή ισχύος (σύστημα ισχύος) στο σημείο βραχυκυκλώματος:
Ας βρούμε την περιοδική συνιστώσα του τριφασικού ρεύματος βραχυκυκλώματος:
Ας βρούμε την περιοδική συνιστώσα του διφασικού ρεύματος βραχυκυκλώματος:
Αποτελέσματα υπολογισμού ρευμάτων βραχυκυκλώματος
Έτσι, έχουμε υπολογίσει το διφασικό ρεύμα βραχυκυκλώματος στο άκρο μιας γραμμής καλωδίου ρεύματος με τάση 500 (V). Είναι 10,766 (kA).
Ο διακόπτης κυκλώματος εισόδου A3144 έχει ονομαστικό ρεύμα 600 (A). Η ρύθμιση της ηλεκτρομαγνητικής απελευθέρωσης έχει ρυθμιστεί σε 6000 (A) ή 6 (kA). Επομένως, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι σε περίπτωση βραχυκυκλώματος στο άκρο της γραμμής καλωδίου εισόδου (στο παράδειγμά μου λόγω πυρκαγιάς), το κατεστραμμένο τμήμα του κυκλώματος αποσυνδέθηκε.
Οι λαμβανόμενες τιμές των τριφασικών και διφασικών ρευμάτων μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την επιλογή ρυθμίσεων προστασίας ρελέ και αυτοματισμού.
Σε αυτό το άρθρο, δεν υπολόγισα το ρεύμα κλονισμού κατά τη διάρκεια βραχυκυκλώματος.
ΥΣΤΕΡΟΓΡΑΦΟ. Ο παραπάνω υπολογισμός στάλθηκε στη διοίκησή μου. Για έναν κατά προσέγγιση υπολογισμό είναι αρκετά κατάλληλο. Φυσικά, η χαμηλή πλευρά θα μπορούσε να υπολογιστεί με περισσότερες λεπτομέρειες, λαμβάνοντας υπόψη την αντίσταση των επαφών του διακόπτη, συνδέσεις επαφήςΠροεξοχές καλωδίων σε ζυγούς, αντίσταση τόξου στο σημείο σφάλματος κ.λπ. Θα γράψω για αυτό κάποια άλλη στιγμή.
Εάν χρειάζεστε πιο ακριβή υπολογισμό, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ειδικά προγράμματα στον υπολογιστή σας. Υπάρχουν πολλά από αυτά στο Διαδίκτυο.
Απαιτείται υπολογισμός τριφασικού ρεύματος βραχυκυκλώματος (TCC)στις ράβδους του σχεδιασμένου κλειστού εξοπλισμού διανομής-6 kV υποσταθμός 110/6 kV "GPP-3". Αυτός ο υποσταθμός τροφοδοτείται από δύο εναέριες γραμμές 110 kV από τον υποσταθμό GPP-2 110 kV. Το ZRU-6 kV "P4SR" λαμβάνει ισχύ από δύο μετασχηματιστές ισχύος TDN-16000/110-U1, το οποίο δουλεύω ξεχωριστά. Όταν αποσυνδεθεί μία από τις εισόδους, είναι δυνατή η παροχή ρεύματος στο τμήμα διαύλου που έχει απενεργοποιηθεί μέσω ενός διακόπτη τομής σε αυτόματη λειτουργία (ATS).
Το σχήμα 1 δείχνει σχέδιο σχεδίασηςδίκτυα
Δεδομένου ότι η αλυσίδα από τον Ι Ν.Σ. "GPP-2" προς Ι βόρειο γεωγραφικό πλάτος. Το "GLP-3" είναι πανομοιότυπο με την αλυσίδα II s.sh. από "GPP-2" έως II βόρειο γεωγραφικό πλάτος. Ο υπολογισμός "GPP-3" πραγματοποιείται μόνο για την πρώτη αλυσίδα.
Το ισοδύναμο κύκλωμα για τον υπολογισμό των ρευμάτων βραχυκυκλώματος φαίνεται στο σχήμα 2.
Ο υπολογισμός θα γίνει σε ονομαστικές μονάδες.
2. Αρχικά στοιχεία για τον υπολογισμό
- 1. Δεδομένα συστήματος: Is=22 kA;
- 2. Δεδομένα VL - 2xAS-240/32 (Τα δεδομένα δίνονται για ένα κύκλωμα AS-240/32, RD 153-34.0-20.527-98, Παράρτημα 9):
- 2.1 Επαγωγική αντίδραση θετικής ακολουθίας - X1ud=0,405 (Ohm/km);
- 2,2 Χωρητική αγωγιμότητα - bsp = 2,81x10-6 (S/km);
- 2.3 Ενεργή αντίσταση στους +20 C ανά 100 km γραμμής - R=R20C=0.12 (Ohm/km).
- 3. Δεδομένα μετασχηματιστή (λήφθηκαν από GOST 12965-85):
- 3.1 TDN-16000/110-U1, Uin=115 kV, Unn=6,3 kV, εναλλάκτης βρύσης επί φορτίου ±9*1,78, Uk.inn-nn=10,5%;
- 4. Δεδομένα εύκαμπτου αγωγού: 3xAC-240/32, l=20 m. (Για να απλοποιηθεί ο υπολογισμός, δεν λαμβάνεται υπόψη η αντίσταση του εύκαμπτου αγωγού.)
- 5. Δεδομένα του αντιδραστήρα περιορισμού ρεύματος - RBSDG-10-2x2500-0.2 (λήφθηκαν από GOST 14794-79):
- 5.1 Ονομαστικό ρεύμααντιδραστήρας - Inom. = 2500 A;
- 5.2 Ονομαστικές απώλειες ισχύος ανά φάση αντιδραστήρα - ∆P= 32,1 kW;
- 5.3 Επαγωγική αντίδραση – X4=0.2 Ohm.
3. Υπολογισμός αντιστάσεων στοιχείων
3.1 Αντίσταση συστήματος (για τάση 115 kV):
3.2 Αντίσταση εναέρια γραμμή(για τάση 115 kV):
Οπου:
n - Αριθμός καλωδίων σε μία εναέρια γραμμή εναέριας γραμμής 110 kV.
3.3 Συνολική αντίσταση στον μετασχηματιστή (για τάση 115 kV):
X1.2=X1+X2=3.018+0.02025=3.038 (Ωμ)
R1.2=R2=0.006 (Ωμ)
3.4 Αντίσταση μετασχηματιστή:
3.4.1 Αντίσταση μετασχηματιστή (ο εναλλάκτης βρύσης κατά το φορτίο βρίσκεται στη μεσαία θέση):
3.4.2 Ενεργή αντίσταση του μετασχηματιστή (ο εναλλάκτης βρύσης κατά το φορτίο βρίσκεται στην ακραία θέση «μείον»):
3.4.3 Ενεργή αντίσταση του μετασχηματιστή (ο εναλλάκτης βρύσης κατά το φορτίο βρίσκεται στην ακραία «θετική» θέση):
Ελάχιστη επαγωγική αντίδραση του μετασχηματιστή (ο εναλλάκτης βρύσης κατά το φορτίο βρίσκεται στην ακραία θέση «μείον»)
Μέγιστη επαγωγική αντίδραση του μετασχηματιστή (ο εναλλάκτης βρύσης κατά το φορτίο βρίσκεται στην ακραία «θετική» θέση)
Η τιμή που περιλαμβάνεται στον παραπάνω τύπο είναι η τάση που αντιστοιχεί στην ακραία θετική θέση του εναλλάκτη βρύσης επί φορτίου και είναι ίση με Umax.VN=115*(1+0,1602)=133,423 kV, η οποία υπερβαίνει την υψηλότερη λειτουργία τάση ηλεκτρικού εξοπλισμού ίση με 126 kV (GOST 721-77" Συστήματα τροφοδοσίας, δίκτυα, πηγές, μετατροπείς και δέκτες ηλεκτρική ενέργεια. Ονομαστικές τάσειςπάνω από 1000 V"). Η τάση UmaxVN αντιστοιχεί σε Uк%max=10,81 (GOST 12965-85).
Εάν το Umax.VN αποδειχθεί μεγαλύτερο από το μέγιστο επιτρεπόμενο για ένα δεδομένο δίκτυο (Πίνακας 5.1), τότε το Umax.VN θα πρέπει να ληφθεί σύμφωνα με αυτόν τον πίνακα. Η τιμή του Uk% που αντιστοιχεί σε αυτή τη νέα μέγιστη τιμή του Umax.VN προσδιορίζεται είτε εμπειρικά είτε βρίσκεται από τα παραρτήματα του GOST 12965-85.
3.4.5 Αντοχή αντιδραστήρα περιορισμού ρεύματος (σε τάση 6,3 kV):
4. Υπολογισμός τριφασικών ρευμάτων βραχυκυκλώματος στο σημείο Κ1
4.1 Ολική επαγωγική αντίδραση:
X∑=X1.2=X1+X2=3.018+0.02025=3.038 (Ωμ)
4.2 Ολική ενεργή αντίσταση:
R∑=R1.2=0.006 (Ωμ)
4.3 Συνολική αντίσταση:
4.4 Τριφασικό ρεύμα βραχυκυκλώματος:
4.5 Ρεύμα υπέρτασης βραχυκυκλώματος:
5. Υπολογισμός τριφασικών ρευμάτων βραχυκυκλώματος στο σημείο Κ2
6.1.1 Η τιμή της συνολικής αντίστασης στο σημείο Κ2 μειώνεται σε τάση δικτύου 6,3 kV:
6.1.2 Το ρεύμα στο βραχυκύκλωμα, μειωμένο σε πραγματική τάση 6,3 kV, είναι ίσο με:
6.1.3 Ρεύμα υπέρτασης βραχυκυκλώματος:
6.2 Αντίσταση στις ράβδους ζυγών ενός κλειστού συστήματος διανομής 6 kV με τον εναλλάκτη τροφοδοσίας του μετασχηματιστή Τ3 ρυθμισμένο στην αρνητική θέση
6.2.1 Η τιμή της συνολικής αντίστασης στο σημείο Κ2 μειώνεται σε τάση δικτύου 6,3 kV:
6.2.2 Το ρεύμα στο βραχυκύκλωμα, μειωμένο σε πραγματική τάση 6,3 kV, ισούται με:
6.2.3 Ρεύμα υπέρτασης βραχυκυκλώματος:
6.3 Αντίσταση στις ράβδους ζυγών ενός κλειστού συστήματος διανομής 6 kV με τον εναλλάκτη τροφοδοσίας του μετασχηματιστή Τ3 στη θετική θέση
6.3.1 Η τιμή της συνολικής αντίστασης στο σημείο Κ2 μειώνεται σε τάση δικτύου 6,3 kV:
6.3.2 Το ρεύμα στο βραχυκύκλωμα, μειωμένο σε πραγματική τάση 6,3 kV, είναι ίσο με:
6.3.3 Ρεύμα υπέρτασης βραχυκυκλώματος:
Τα αποτελέσματα υπολογισμού καταχωρούνται στον πίνακα PP1.3
Πίνακας PP1.3 – Στοιχεία υπολογισμού για τριφασικά ρεύματα βραχυκυκλώματος
| Θέση βρύσης μετασχηματιστή σε φορτίο | Ρεύματα βραχυκυκλώματος | Σημείο βραχυκυκλώματος | ||
|---|---|---|---|---|
| Κ1 | Κ2 | Κ3 | ||
| Εναλλάκτης τροφοδοσίας σε μεσαία θέση | Ρεύμα βραχυκυκλώματος, kA | 21,855 | 13,471 | 7,739 |
| Ρεύμα κρούσης βραχυκυκλώματος, kA | 35,549 | 35,549 | 20,849 | |
| Ρεύμα βραχυκυκλώματος, kA | - | 13,95 | 7,924 | |
| Ρεύμα κρούσης βραχυκυκλώματος, kA | - | 36,6 | 21,325 | |
| Εναλλάκτης βρύσης σε θετική θέση | Ρεύμα βραχυκυκλώματος, kA | - | 13,12 | 7,625 |
| Ρεύμα κρούσης βραχυκυκλώματος, kA | - | 34,59 | 20,553 | |
7. Υπολογισμός του ρεύματος βραχυκυκλώματος που εκτελείται στο Excel
Εάν εκτελέσετε αυτόν τον υπολογισμό χρησιμοποιώντας ένα κομμάτι χαρτί και μια αριθμομηχανή, χρειάζεται πολύς χρόνος, επιπλέον, μπορείτε να κάνετε ένα λάθος και ολόκληρος ο υπολογισμός θα απορριφθεί, και εάν τα δεδομένα πηγής αλλάζουν συνεχώς, αυτό οδηγεί σε αύξηση του χρόνου σχεδιασμού και περιττή σπατάλη νεύρων.
Ως εκ τούτου, αποφάσισα να εκτελέσω αυτόν τον υπολογισμό χρησιμοποιώντας ένα υπολογιστικό φύλλο Excel, για να μην χάσω το χρόνο μου σε επανυπολογισμούς TKZ και να προστατευτώ από περιττά σφάλματα. Με τη βοήθειά του, μπορείτε να υπολογίσετε γρήγορα τα ρεύματα βραχυκυκλώματος, αλλάζοντας μόνο τα αρχικά δεδομένα.
Ελπίζω ότι αυτό το πρόγραμμα θα σας βοηθήσει και θα αφιερώσετε λιγότερο χρόνο στο σχεδιασμό του αντικειμένου σας.
8. Παραπομπές
- 1. Οδηγίες για τον υπολογισμό των ρευμάτων βραχυκυκλώματος και την επιλογή ηλεκτρικού εξοπλισμού.
RD 153-34.0-20.527-98. 1998 - 2. Πώς να υπολογίσετε το ρεύμα βραχυκυκλώματος. E. N. Belyaev. 1983
- 3. Υπολογισμός ρευμάτων βραχυκυκλώματος σε ηλεκτρικά δίκτυα 0,4-35 kV, Golubev M.L. 1980
- 4. Υπολογισμός ρευμάτων βραχυκυκλώματος για προστασία ρελέ. I.L.Nebrat. 1998
- 5. Κανόνες κατασκευής ηλεκτρικών εγκαταστάσεων (PUE). Έβδομη έκδοση. 2008