גורם כוח קצר חשמלי. זרם קצר חשמלי והגדרתו. כיצד לחשב זרם קצר חשמלי

הסיבה העיקרית לשיבוש הפעולה הרגילה של מערכת אספקת החשמל (SES) היא התרחשות של קצר חשמלי (SC) ברשת או באלמנטים של ציוד חשמלי עקב נזק לבידוד או פעולות לא נכונות של אנשי תחזוקה. כדי להפחית את הנזק שנגרם כתוצאה מכשל של ציוד חשמלי במהלך זרימת זרמי קצר חשמלי, כמו גם לשחזר במהירות את מצב הפעולה הרגיל של תחנת הכוח הסולארית, יש צורך לקבוע נכון את זרמי הקצר ולבחור ציוד חשמלי , ציוד מיגון ואמצעים להגבלת זרמי קצר חשמלי המבוססים עליהם.

קצרנקרא חיבור ישיר בין נקודות כלשהן שלבים שונים, חוט פאזה ונייטרלי או פאזה לאדמה, לא מסופקים בתנאי ההפעלה הרגילים של המתקן.

הסוגים העיקריים של קצר חשמלי ב מערכות חשמלאה:

3. קצר חשמלי חד פאזי, שבו אחד מהשלבים מקצר לחוט הנייטרלי או לאדמה. סֵמֶלנקודות קצרות חד פאזיות
זרמים, מתחים, הספקים וכמויות אחרות הקשורות לקצר חד פאזי מוגדרים

,

,

וכו '

ישנם גם סוגים אחרים של קצרים הקשורים להפסקות חוטים וקצרים בו-זמניים של חוטים של שלבים שונים.

קצר תלת פאזי הוא סימטרי, שכן איתו כל שלושת השלבים נמצאים באותם תנאים. כל שאר סוגי הקצרים הם אסימטריים, שכן איתם השלבים אינם נשארים באותם תנאים, וכתוצאה מכך מערכות הזרם והמתח מעוותות.

כאשר מתרחש קצר חשמלי, ההתנגדות החשמלית הכוללת של מעגל מערכת אספקת החשמל יורדת, וכתוצאה מכך הזרמים בענפי המערכת גדלים בחדות, והמתחים בחלקים בודדים של המערכת יורדים.

לאלמנטים של מערכות חשמליות יש התנגדויות אקטיביות ותגובתיות (אינדוקטיביות או קיבוליות), לכן, במקרה של הפרעה פתאומית של מצב הפעולה הרגיל (כאשר מתרחש קצר חשמלי), המערכת החשמלית היא מעגל נדנדה. זרמים בענפי המערכת והמתחים בחלקיה הבודדים ישתנו במשך זמן מה לאחר התרחשות קצר חשמלי בהתאם לפרמטרים של מעגל זה. הָהֵן. במהלך קצר חשמלי מתרחש תהליך חולף במעגל של האזור הפגוע.

במהלך קצר חשמלי בכל שלב, יחד עם רכיב הזרם המחזורי (הרכיב הנוכחי של סימן חילופין), קיים רכיב זרם א-מחזורי (מרכיב של סימן קבוע), שיכול גם לשנות סימן, אך במרווחים ארוכים יותר בהשוואה לזה המחזורי. .

ערך מיידי זרם כוללקצר חשמלי לנקודת זמן שרירותית:

איפה - מרכיב א-מחזורי של זרם הקצר ברגע הזמן

;- תדר זוויתי של זרם חילופין; - זווית פאזה של מתח המקור ברגע הזמן

;- זווית הסטת הזרם במעגל הקצר ביחס למתח המקור - קבוע הזמן של מעגל הקצר;

- השראות, התנגדות אינדוקטיבית ופעילה של מעגל הקצר.

מרכיב תקופתי זרם קצר חשמלי (איור 1) זהה לכולם שלושה שלביםונקבע לכל רגע בזמן על פי ערך האורינטה של ​​המעטפה חלקי

. מרכיב א-מחזורי זרם הקצר שונה עבור כל שלושת השלבים (ראה איור 2) ומשתנה בהתאם לרגע הקצר.

אורז. 3. שינוי בזמן של הרכיב התקופתי של זרם הקצר:

א) כאשר מופעל על ידי גנרטורים ללא מתג העברה אוטומטי; ב) כאשר מופעל על ידי גנרטורים עם מתג העברה אוטומטי; ג) כאשר מופעל ממערכת החשמל.

משרעת הרכיב התקופתי משתנה בתהליך החולף בהתאם לשינוי מקור EMFקצר חשמלי (איור 3) עם הספק מקור התואם את ההספק של האלמנט שבו נחשב הקצר, כמו גם היעדר מחוללי ARV, ה-emf המקור יורד מהערך ההתחלתי).

עד יציב

, כתוצאה מכך המשרעת של הרכיב המחזורי משתנה מ

(זרם קצר קצר על ארעיים) עד

(קצר נייח) (איור 3,א).

בנוכחות מחוללי ARV, המרכיב התקופתי של זרם הקצר משתנה, כפי שמוצג באיור. 3ב. הירידה ברכיב התקופתי בתקופה הראשונית של הקצר מוסברת על ידי האינרציה של הפעולה של מכשיר ה-AR, שמתחיל לפעול 0.08-0.3 שניות לאחר התרחשות הקצר. עם עלייה בזרם העירור של הגנרטור, ה-EMF שלו ובהתאם, הרכיב התקופתי של זרם הקצר עולים עד לערך יציב.

אם הספק של המקור גדול משמעותית מהספק של האלמנט שבו נחשב הקצר, המתאים למקור כוח בלתי מוגבל שההתנגדות הפנימית שלו היא אפס, אז ה-emf של המקור קבוע. לכן, המרכיב התקופתי של זרם הקצר אינו משתנה במהלך התהליך החולף (איור 3, ג), כלומר.

מרכיב א-מחזורי של זרם קצר חשמלי שונה בכל השלבים ויכול להשתנות בהתאם לרגע התרחשות הקצר ולמצב הקודם (בתוך התקופה). קצב ההנחתה של רכיב הזרם הא-מחזורי תלוי ביחס בין ההתנגדות הפעילה והאינדוקטיבית של מעגל הקצר, כלומר. מתמיד : ככל שההתנגדות הפעילה של המעגל גדולה יותר, ההנחתה אינטנסיבית יותר. המרכיב הא-מחזורי של זרם הקצר מורגש רק ב-0.1-0.2 השניות הראשונות לאחר התרחשות הקצר. בְּדֶרֶך כְּלַל נקבע על ידי הערך המיידי הגדול ביותר האפשרי, אשר (במעגלים עם תגובת אינדוקטיבית דומיננטית

) מתרחש ברגע שמתח המקור עובר דרך ערך האפס (

) וחוסר זרם עומס. איפה

במקרה זה, יש חשיבות רבה לזרם הקצר הכולל. התנאים שצוינו מחושבים בעת קביעת זרמי קצר חשמלי.

מַקסִימוּם זרם מיידיהקצר מתרחש לאחר כחצי תקופה, כלומר. 0.01 שניות לאחר התרחשות הקצר. זרם הקצר המיידי הגבוה ביותר האפשרי נקרא זרם הלם (איור 3 זה נקבע לרגע).

עם:

איפה

- מקדם הלם, בהתאם לקבוע הזמן של מעגל הקצר.

הערך האפקטיבי של זרם הקצר הכולל לרגע שרירותי בזמן נקבע מהביטוי:

(3.4)

איפה - ערך אפקטיבי של המרכיב התקופתי של זרם הקצר; - ערך אפקטיבי של הרכיב הא-מחזורי, שווה ל

(3.5)

הערך האפקטיבי הגבוה ביותר של זרם ההלם לתקופה הראשונה מתחילת תהליך הקצר:

(3.6)

כוח קצר חשמלי עבור נקודת זמן שרירותית:

(3.7)

ספקי כוח קצרים. בעת חישוב זרמי קצר חשמלי, ההנחה היא שמקורות הכוח של מיקום הקצר הם מחוללי טורבו ומימן, מפצים ומנועים סינכרוניים, מנועים אסינכרוניים. ההשפעה של מנועים אסינכרוניים נלקחת בחשבון רק ברגע הזמן הראשוני ובמקרים שבהם הם מחוברים ישירות לקצר החשמל.

כמויות מוגדרות. בעת חישוב זרמי קצר חשמלי, נקבעים הערכים הבאים:

-ערך התחלתי של הרכיב התקופתי של זרם הקצר (ערך התחלתי של זרם הקצר העל-חולף);

- זרם הלם קצר חשמלי, הכרחי לבדיקת מכשירים חשמליים, פסים ומבודדים ליציבות אלקטרודינמית;

- הערך האפקטיבי הגבוה ביותר של זרם הלם הקצר הנדרש לבדיקת יציבות של מכשירים חשמליים במהלך התקופה הראשונה של תהליך הקצר;

- משמעות ל

, הכרחי לבדיקת מפסקי זרם על סמך הזרם שהם מכבים;

- הערך האפקטיבי של זרם הקצר במצב יציב, המשמש לבדיקת יציבות תרמית של מכשירים חשמליים, פסים, תותבים וכבלים;

- כוח קצר חשמלי לזמן

; נחוש לבדוק מפסקי זרם בהתבסס על הספק המותג המרבי המותר. עבור מתגים מהירים ניתן להפחית את הזמן הזה ל-0.08 שניות.

הנחות ותנאי עיצוב. כדי להקל על חישוב זרמי קצר חשמלי, מניחים מספר הנחות:

1) EMF של כל המקורות נחשבים בשלב;

2) EMF של מקורות שהוסרו באופן משמעותי ממיקום הקצר (

), נחשבים ללא שינוי;

3) מעגלי קצרים קיבוליים רוחביים אינם נלקחים בחשבון (למעט קווי אוויר 330 kVi מעל וקווי כבלים 110 kVi מעל) וזרמי מגנט של שנאים;

4) ההתנגדות הפעילה של מעגל הקצר נלקחת בחשבון רק עם היחס

, איפה ו - התנגדות אקטיבית ותגובתית שוות ערך של מעגל קצר חשמלי;

5) במספר מקרים, השפעת העומסים אינה נלקחת בחשבון (או נלקחת בחשבון בערך), במיוחד ההשפעה של מנועים אסינכרוניים וסינכרונים קטנים.

בהתאם לצורך קביעת זרמי הקצר, נקבעים תנאי תכנון הכוללים שרטוט תרשים עיצובי, קביעת מצב הקצר, סוג הקצר, מיקום נקודות הקצר והקצר המשוער. -זמן מעגל.

בעת קביעת מצב הקצר, בהתאם למטרת החישוב, נקבעות הרמות המקסימליות והמינימליות האפשריות של זרמי קצר חשמלי. לדוגמה, בדיקת ציוד חשמלי להשפעות האלקטרודינמיות והתרמיות של זרמי קצר חשמלי מתבצעת במצב החמור ביותר - מקסימום, כאשר זרם הקצר הגדול ביותר זורם דרך האלמנט הנבדק. להיפך, על פי מצב המינימום המתאים לזרם הקצר הנמוך ביותר , לבצע חישובים ובדיקות של הפונקציונליות של הגנת ממסר ואוטומציה.

בחירת סוג הקצרנקבע על ידי מטרת חישוב זרמי קצר חשמלי. כדי לקבוע את ההתנגדות האלקטרודינמית של מכשירים ואוטובוסים קשיחים, קצר חשמלי תלת פאזי נלקח כאחד בתכנון; כדי לקבוע את ההתנגדות התרמית של מכשירים ומוליכים - קצר תלת-פאזי או דו-פאזי בהתאם לזרם. בדיקת יכולות המיתוג והמיתוג של מכשירים מתבצעת באמצעות תלת פאזי או זרם חד פאזיתקלת קרקע (ברשתות עם זרמי תקלת קרקע גדולים) בהתאם לערך שלה.

הבחירה בסוג הקצר בחישובי הגנת ממסר נקבעת על פי מטרתו הפונקציונלית ויכולה להיות תקלת אדמה תלת-, דו-פאזית ודו-פאזית.

מיקומים של נקודות קצר חשמליותנבחרים בצורה כזו שבזמן קצר חשמלי הציוד החשמלי הנבדק והמוליכים נמצאים בתנאים הכי לא נוחים. לדוגמה, כדי לבחור ציוד מיתוג, יש צורך לבחור את מיקום הקצר ישירות במסופי המוצא שלהם, בחר את החתך קו כבליםמיוצר על ידי זרם קצר בתחילת הקו. מיקומן של נקודות קצר חשמלי בעת חישוב הגנת ממסר נקבע על פי מטרתה - בתחילת או בסופו של הקטע המוגן.

זמן קצר חשמלי משוער. הזמן בפועל שבו מתרחש קצר חשמלי נקבע על פי משך ההגנה והניתוק של הציוד,

. (3.8)

בחישובים משתמשים בזמן מופחת (פיקטיבי) - פרק הזמן שבו זרם הקצר במצב יציב פולט את אותה כמות חום שזרם הקצר העובר בפועל אמור לפלוט בזמן הקצר בפועל.

הזמן הנתון המתאים לזרם הקצר המלא הוא

. (3.9)

איפה - זמן מופחת עבור הרכיב התקופתי של זרם הקצר;

- זמן מופחת עבור הרכיב הא-מחזורי של זרם הקצר.

בזמן אמת

ג הזמן המופחת עבור הרכיב התקופתי של זרם הקצר נקבע באמצעות נומוגרמות.

בזמן אמת

עם

, איפה - ערך הזמן המופחת עבור

עם.

קביעת הזמן המופחת עבור הרכיב הא-מחזורי , והוא מיוצר ב

לפי הנוסחה:

, (3.10)

איפה - היחס בין זרם העל-חולף הראשוני לזרם שנקבע במיקום הקצר (

).

בְּ

- לפי הנוסחה:

. (3.11)

כאשר זמן אמת הוא יותר מ-1 שניות. אוֹ

זמן מופחת של הרכיב הא-מחזורי של זרם הקצר ( ) ניתן להזניח.

שלום חברים יקרים! במאמר זה תלמדו מהו זרם קצר חשמלי, הגורמים לו וכיצד לחשב אותו. קצר חשמלי מתרחש כאשר חלקים נושאי זרם בעלי פוטנציאלים או שלבים שונים מחוברים זה לזה. קצר חשמלי יכול להיווצר גם על גוף הציוד המחובר לאדמה. תופעה זו אופיינית גם ל רשתות חשמלומקלטי חשמל.

גורמים והשפעות של זרם קצר חשמלי

הסיבות לקצר חשמלי יכולות להיות שונות מאוד. זה מקל על ידי לח או סביבה אגרסיבית, שבו התנגדות הבידוד מתדרדרת באופן משמעותי. עלולה להיווצר סגירה השפעות מכניותאו שגיאות כוח אדם במהלך תיקונים ותחזוקה. מהות התופעה טמונה בשמה ומייצגת קיצור של הנתיב בו עובר הזרם. כתוצאה מכך, זרם זורם מעבר לעומס ההתנגדות. במקביל, זה עולה לגבולות בלתי מקובלים אם כיבוי המגן לא עובד.

לזרמי קצר חשמלי יש השפעה אלקטרודינמית ותרמית על ציוד ומתקנים חשמליים, מה שמוביל בסופו של דבר לעיוות משמעותי שלהם ולהתחממות יתר. בהקשר זה, יש צורך לבצע חישובים של זרמי קצר חשמלי מראש.

כיצד לחשב זרם קצר חשמלי בבית

הכרת גודל זרם הקצר חיוני כדי להבטיח בטיחות אש. ברור שאם זרם הקצר הנמדד נמוך מהזרם שנקבע הגנה מקסימליתמכונה או פי 4 מדרוג זרם הנתיך, אז זמן התגובה (שריפת קישור פתיל) יהיה ארוך יותר, וזה, בתורו, יכול להוביל לחימום יתר של החוטים והאש שלהם.

כיצד ניתן לקבוע את הזרם הזה? קיימים טכניקות מיוחדותומכשירים מיוחדים לכך. כאן נשקול את השאלה כיצד לעשות זאת, עם רק או אפילו מד מתח. ברור שלשיטה זו אין דיוק גבוה במיוחד, אך היא עדיין מספיקה כדי לזהות אי התאמה בין הגנת הזרם המקסימלית לבין הערך של זרם זה.

איך עושים את זה בבית? יש צורך לקחת מקלט חזק מספיק, למשל, קומקום חשמליאו ברזל. זה יהיה נחמד גם עם טי. אנו מחברים את הצרכן שלנו ומד מתח או מולטימטר במצב מדידת מתח לטי. אנו רושמים את ערך המתח במצב יציב (U1). אנו מכבים את הצרכן ורושמים את ערך המתח ללא עומס (U2). לאחר מכן נעשה את החישוב. אתה צריך לחלק את ההספק של הצרכן שלך (P) בהפרש המתחים הנמדדים.

Ic.c.(1) = Р/(U2 – U1)

בוא נעשה את החישוב עם דוגמה. קומקום 2 קילוואט. המדידה הראשונה היא 215 V, המדידה השנייה היא 230 V. לפי החישוב מסתבר שהיא 133.3 A. אם יש למשל מכונה BA 47-29 אוטומטית עם מאפיין C אז ההגדרה שלה תהיה מ-80 עד 160 אמפר. לכן, ייתכן שמכונה זו תפעל באיחור. בהתבסס על מאפייני המכונה, ניתן לקבוע שזמן התגובה יכול להיות עד 5 שניות. מה שבעצם מסוכן.

מה לעשות? יש צורך להגדיל את הערך של זרם הקצר. ניתן להגדיל זרם זה על ידי החלפת חוטי קו האספקה ​​בחתך גדול יותר.

התראה קצרה שימושית

נראה שהעובדה הברורה היא שקצר חשמלי הוא תופעה גרועה ביותר, לא נעימה ולא רצויה. זה עלול להוביל ל התרחיש הטוב ביותרלדה-אנרגיזציה של המתקן, השבתת ציוד מיגון לשעת חירום, ובמקרה הרע, לשריפת חיווט ואפילו שריפה. לכן, כל המאמצים חייבים להתרכז בהימנעות מצער זה. עם זאת, לחישוב זרמי קצר יש משמעות ממשית ומעשית מאוד. די הרבה הומצא אמצעים טכניים, פועל במצב זרם גבוה. דוגמה תהיה הרגילה מכונת ריתוך, במיוחד קשת, שבזמן הפעולה כמעט מקצר את האלקטרודה עם הארקה. בעיה נוספת היא שמצבים אלו הם קצרי טווח באופיים, ועוצמת השנאי מאפשרת להם לעמוד בעומסי יתר אלו. בעת הריתוך עוברים זרמים עצומים בנקודת המגע של קצה האלקטרודה (הם נמדדים בעשרות אמפר), כתוצאה מכך משתחרר מספיק חום כדי להמיס באופן מקומי את המתכת וליצור תפר חזק.

נושא: מהו קצר חשמלי במעגל חשמלי, מהן ההשלכות של קצר חשמלי.

אנשים רבים שמעו על קצר חשמלי, אך לא כולם יודעים את מהות התופעה הזו. בואו נבין את זה. לכן, אם אתה מתעמק בביטוי "קצר חשמלי", אתה יכול להבין שמתרחש תהליך כלשהו שבו משהו נסגר לאורך נתיב קצר, כלומר נתיב הזרימה הקצר ביותר זרם חשמלי (מטענים חשמלייםבאקספלורר). במילים פשוטות, יש נתיב שלאורכו זורם חשמל, זרם המטענים שלו. אלה הם מעגלים חשמליים שונים, מוליכים של חשמל. ככל שהדרך הזו ארוכה יותר, ככל שהמטענים צריכים להתגבר על יותר מכשולים, כך יותר התנגדות חשמליתהשביל הזה. ומחוק אוהם אנו יודעים מה יותר התנגדותשרשראות, אלה פחות כוחזרם יהיה בו (בערך מתח מסוים). לכן, לאורך הנתיב הקצר ביותר, יהיה הזרם המקסימלי האפשרי, ומסלול זה יהיה קצר אם הקצוות של מקור הכוח עצמו יקצרים.

באופן כללי, יש לנו, למשל, את הרגיל מצבר לרכב(במצב טעון). אם נחבר אליה נורה המיועדת למתח סוללה (12 וולט), אז כתוצאה ממעבר זרם מסוים דרך מנורה זו נקבל פליטת אור וחום. למנורה יש התנגדות חשמלית מסוימת, המגבילה את עוצמת הזרם הזורם במעגל זה. כדי לקצר בכוונה, אנחנו פשוט צריכים לקחת חתיכת חוט ולחבר אותו לקצוות מסופי הסוללה (מקביל למנורה). לחוט זה יש מעט מאוד התנגדות בהשוואה למנורה. כתוצאה מכך, אין מגבלה מיוחדת שתמנע את תנועתם של חלקיקים טעונים. וברגע שאנחנו סוגרים מעגל כזה, אנחנו מקבלים את הקצר שלנו. זרם גדול יזרום מיד דרך החוט, שיכול פשוט לחמם ולהמיס את חתיכת החוט הזו.

כתוצאה מקצר כזה, המוליך (הבידוד שלו) יתלקח ואף יוביל לשריפה, אם מוליך זה, בהצתתו, יעביר את האש לדברים דליקים שנמצאים בקרבת מקום. בנוסף, זרימה חדה ופתאומית כזו של זרם עלולה להזיק לסוללה עצמה. זה גם מתחיל להתחמם בזמן הזה. וכפי שאתה יודע, סוללות לא מאוד אוהבות חום מוגזם. לכל הפחות, חיי השירות שלהם מצטמצמים משמעותית לאחר מכן, ובמקסימום הם נכשלים ואף עולים באש ומתפוצצים. אם קורה קצר חשמלי כזה, למשל, עם סוללת ליתיום בטלפון (שאין בפנים הגנה אלקטרונית), מתרחש חימום חזק תוך מספר שניות, ואחריו להבה ופיצוץ.

יש כמה סוללות שנועדו מלכתחילה לספק זרמים גבוהים (סוללות מתיחה), אבל גם איתן קצר חשמלי שלם עלול להוביל לצרות גדולות. ובכן, מה קורה למתח בזמן קצר חשמלי? יש לדעת מהפיזיקה של בית הספר שככל שהזרם גדול יותר, כך נפילת המתח בקטע זה של המעגל גדולה יותר. כתוצאה מכך, כאשר לא מחובר עומס למקור הכוח, ניתן לראות עליו את ערך המתח המרבי (זהו ה-EMF של מקור הכוח, הכוח האלקטרו-מוטיבי שלו). ברגע שאנו מעמיסים את מקור הכוח הזה, מיד מופיעה נפילת מתח מסוימת. וככל שהעומס גדול יותר, כך נפילת המתח גדולה יותר. מכיוון שבמהלך קצר חשמלי התנגדות המעגל היא כמעט אפס, ועוצמת הזרם תהיה המקסימלית האפשרית, גם נפילת המתח על פני מקור הכוח תהיה מקסימלית (קרוב לאפס).

שקלנו את האפשרות של קצר חשמלי שלם, המתרחש ישירות במסופים של מקור הכוח. כן, זה מה שעוד כדאי להוסיף על זה. במקרה של סוללה, יהיה עומס זרם גדול על החלקים הפנימיים ו חומרים כימייםהסוללה עצמה (אלקטרוליט, לוחות, מובילים). במקרה של קצר חשמלי במקורות חשמל כמו גנרטורים חשמליים, עומס הזרם נופל על פיתולי הגנרטורים הללו, מה שמוביל לחימום יתר ולנזק שלו (טוב, אותם מעגלים שפועלים בגנרטור לאחר פיתול זה). קצר חשמלי במסופים של ספקי כוח שונים מוביל להתחממות יתר ולכשל של ספקי הכוח עצמם. דיאגרמות חשמלמקורות זרם ופיתול משני של השנאי.

קצר חשמלי יכול להתרחש ממש מעגל חשמליחיווט, דיאגרמות. במקרה זה, ההשלכות הן גם שליליות ביותר. אבל במקרה זה, חוזק הזרם יהיה, ככלל, מעט פחות מאשר במקרה של קצר חשמלי במוצא מקור הכוח. לדוגמה, יש מעגל מגבר שמע. לפתע, עקב בידוד לקוי של הרמקולים עצמם, נוצר קצר חשמלי בפלט הקול של המגבר הזה. כתוצאה מכך, סביר להניח שטרנזיסטורי הפלט, המיקרו-מעגלים הממוקמים בשלבי הגברה אחרונים של הקול, יישרפו. במקרה זה, ייתכן שמקור הכוח עצמו אפילו לא ייפגע, מכיוון שעומס הזרם המוגזם עלול לא להגיע אליו. אני חושב שהבנת את מהות הקצר.

נ.ב. בכל מקרה, תופעת הקצר החשמלי מביאה לתוצאות הרות אסון. כדי להגן מפני זה, ככלל, השתמש בנתיכים קונבנציונליים, מפסקים, מעגלי הגנה וכו'. המשימה שלהם היא לשבור במהירות את המעגל החשמלי עם עלייה חדה בזרם. כלומר, נתיך רגיל הוא, כביכול, החוליה החלשה ביותר בכל המעגל החשמלי. ברגע שהזרם גדל בחדות, הנתיך פשוט נמס ושובר את המעגל. זה ברוב המקרים מביא לכך ששאר המעגלים האחרים במעגל נשארים שלמים.

שלום, קוראים ומבקרים יקרים באתר הערות חשמלאי.

יש לי מאמר באתר שלי בנושא. ציטטתי מקרים מהתרגול שלי.

לכן, על מנת למזער את ההשלכות של תאונות ואירועים כאלה, יש צורך לבחור את הציוד החשמלי הנכון. אבל כדי לבחור את זה נכון, אתה צריך להיות מסוגל לחשב זרמי קצר חשמלי.

במאמר של היום אני אראה לך איך אתה יכול לחשב באופן עצמאי את זרם הקצר, או זרם הקצר בקיצור, באמצעות דוגמה אמיתית.

אני מבין שרבים מכם לא צריכים לעשות חישובים, כי... זה נעשה בדרך כלל על ידי מעצבים בארגונים מורשים (פירמות), או על ידי סטודנטים שכותבים את פרויקט הקורס או התעודה הבא שלהם. אני מבין במיוחד את האחרון, כי... בהיותי סטודנטית בעצמי (בשנה האלפיים), ממש הצטערתי שלא היו אתרים כאלה באינטרנט. פרסום זה יהיה שימושי גם עבור עובדי אנרגיה כדי להעלות את רמת הפיתוח העצמי, או לרענן את הזיכרון שלהם מחומר שעבר בעבר.

דרך אגב, כבר הבאתי את זה. אם מישהו מעוניין, היכנס לקישור וקרא.

אז בואו ניגש לעניינים. לפני כמה ימים הייתה לנו שריפה במפעל שלנו. תוואי כבליםליד מכלול בית מלאכה מס' 10. מגש הכבלים עם כל כבלי החשמל והבקרה שפועלים שם היה שרוף כמעט לחלוטין. הנה תמונה מהמקום.

אני לא אפרט יותר על התחקיר, אבל להנהלה שלי הייתה שאלה לגבי הפעלת המבוא מפסק זרםוהתכתבותו לקו המוגן. במילים פשוטותאני אגיד שהם התעניינו בגודל זרם הקצר בקצה קו כבל החשמל המבוא, כלומר. במקום בו אירעה השריפה.

באופן טבעי, לא תיעוד הפרויקטחנות חשמלאים לחישוב זרמי קצר חשמלי. לא היה כסף לקו הזה, והייתי צריך לעשות את כל החישוב בעצמי, אותו אני מפרסם ברשות הציבור.

איסוף נתונים לחישוב זרמי קצר חשמלי

מכלול כוח מס' 10, בסמוך אליו התרחשה השריפה, מופעל באמצעות מפסק A3144 600 (A) כבל נחושת SBG (3x150) משנאי מטה מס' 1 10/0.5 (kV) בהספק של 1000 (kVA).

אל תתפלאו, עדיין יש לנו תחנות משנה שפועלות בארגון שלנו עם נייטרלי מבודד ב-500 (V) ואפילו 220 (V).

בקרוב אכתוב מאמר על איך להתחבר לרשת 220 (V) ו- 500 (V) עם נייטרלי מבודד. אל תפספסו פרסום של מאמר חדש - הירשמו כדי לקבל חדשות.

שנאי מטה 10/0.5 (kV) מופעל על ידי כבל חשמל AAShv (3x35) עם מתח גבוה תחנת משנה חלוקה № 20.

כמה הבהרות לחישוב זרם קצר חשמלי

אני רוצה לומר כמה מילים על תהליך הקצר עצמו. במהלך קצר חשמלי מתרחשים תהליכים חולפים במעגל עקב הימצאות השראות בו המונעות שינוי חד בזרם. בהקשר זה, זרם הקצר במהלך תהליך המעבר ניתן לחלק ל-2 מרכיבים:

• תקופתי (מופיע ברגע הראשוני ואינו פוחת עד שהמתקן החשמלי מנותק מההגנה)
• א-מחזורי (מופיע ברגע הראשוני ויורד במהירות לאפס לאחר השלמת התהליך החולף)

זרם קצר חשמלי אעשה חישוב לפי ר"ד 153-34.0-20.527-98.

בתוך זה מסמך רגולטורינאמר כי ניתן לבצע את חישוב זרם הקצר בקירוב, אך בתנאי ששגיאת החישוב לא תעלה על 10%.

אני אחשב זרמי קצר חשמלי ביחידות יחסיות. אני אביא בערך את ערכי רכיבי המעגל לתנאים הבסיסיים, תוך התחשבות ביחס הטרנספורמציה של שנאי הכוח.

היעד הוא A3144 עם זרם נקוב של 600 (A) לכל קיבולת מיתוג. לשם כך, אני צריך לקבוע את זרם הקצר התלת-פאזי והדו-פאזי בקצה קו כבל החשמל.

דוגמה לחישוב זרמי קצר חשמלי

אנו לוקחים מתח של 10.5 (kV) כשלב הראשי וקובעים את הספק הבסיס של מערכת החשמל:

הספק בסיס של מערכת החשמל Sb = 100 (MVA)

מתח בסיס Ub1 = 10.5 (kV)

זרם קצר במעגלים של תחנת משנה מס' 20 (לפי הפרויקט) הוא = 9.037 (kA)

קומפילציה ערכת עיצובאספקת חשמל

בתרשים זה אנו מציינים את כל המרכיבים של המעגל החשמלי ושלהם. כמו כן, אל תשכח לציין את הנקודה שבה עלינו למצוא את זרם הקצר. שכחתי לציין את זה בתמונה למעלה, אז אני אסביר את זה במילים. הוא ממוקם מיד אחרי כבל המתח הנמוך SBG (3x150) לפני הרכבה מס' 10.

לאחר מכן נערוך מעגל שווה ערך, ונחליף את כל האלמנטים של המעגל לעיל בהתנגדות אקטיבית ותגובתית.

בעת חישוב המרכיב התקופתי של זרם הקצר, מותר לא לקחת בחשבון את ההתנגדות הפעילה של קווי כבלים וקווי עילי. לחישוב מדויק יותר, אקח בחשבון את ההתנגדות הפעילה בקווי הכבלים.

לדעת את ההספקים והמתחים הבסיסיים, נמצא את זרמי הבסיס עבור כל שלב טרנספורמציה:

כעת עלינו למצוא את ההתנגדות התגובתית והאקטיבית של כל רכיב מעגל ביחידות יחסיות ולחשב את ההתנגדות המקבילה הכוללת של המעגל המקביל ממקור הכוח (מערכת החשמל) לנקודת הקצר. (מסומן בחץ אדום).

הבה נקבע את התגובה של המקור המקביל (מערכת):

בואו נקבע את התגובה של קו הכבל 10 (kV):

• Xo - תגובה אינדוקטיבית ספציפית עבור כבל AAShv (3x35) לקוחה מספר העזר על אספקת חשמל וציוד חשמלי על ידי A.A. פדורוב, כרך 2, שולחן. 61.11 (נמדד באוהם/ק"מ)

בואו נקבע את ההתנגדות הפעילה של קו הכבל 10 (kV):

• Ro - התנגדות פעילה ספציפית לכבל ААШв (3x35) נלקחה מספר העזר על אספקת חשמל וציוד חשמלי על ידי A.A. פדורוב, כרך 2, שולחן. 61.11 (נמדד באוהם/ק"מ)
• l — אורך קו כבל (בקילומטרים)

בואו נקבע את התגובה של שנאי דו-פתיל 10/0.5 (kV):

• uk% - מתח קצר של שנאי 10/0.5 (kV) עם הספק של 1000 (kVA), שנלקח מתוך ספר העזר על אספקת חשמל וציוד חשמלי על ידי A.A. פדורוב, שולחן. 27.6

אני מזניח את ההתנגדות הפעילה של השנאי, כי... הוא קטן באופן לא פרופורציונלי ביחס לתגובתי.

הבה נקבע את התגובה של קו הכבל 0.5 (kV):

• הו - הִתנַגְדוּת סְגוּלִיתעבור כבל SBG (3x150) אנו לוקחים אותו מספר העזר על אספקת חשמל וציוד חשמלי מאת A.A. פדורוב, שולחן. 61.11 (נמדד באוהם/ק"מ)
• l — אורך קו כבל (בקילומטרים)

בואו נקבע את ההתנגדות הפעילה של קו הכבל 0.5 (kV):

• Ro - התנגדות לכבל SBG (3x150) לקוחה מתוך ספר העזר על אספקת חשמל וציוד חשמלי על ידי A.A. פדורוב, שולחן. 61.11 (נמדד באוהם/ק"מ)
• l — אורך קו כבל (בקילומטרים)

הבה נקבע את ההתנגדות המקבילה הכוללת ממקור הכוח (מערכת החשמל) לנקודת הקצר:

הבה נמצא את הרכיב התקופתי של זרם הקצר התלת פאזי:

בואו נמצא את הרכיב התקופתי של זרם הקצר הדו-פאזי:

תוצאות חישוב זרמי קצר חשמלי

אז, חישבנו את זרם הקצר הדו-פאזי בקצה קו כבל חשמל עם מתח של 500 (V). זה 10.766 (kA).

למפסק הקלט A3144 יש זרם מדורג 600 (א). ההגדרה של השחרור האלקטרומגנטי מוגדרת ל-6000 (A) או 6 (kA). לכן, אנו יכולים להסיק שבמקרה של קצר חשמלי בקצה קו כבל הכניסה (בדוגמה שלי, עקב שריפה), הקטע הפגוע של המעגל נותק.

ניתן להשתמש בערכים המתקבלים של זרמים תלת-פאזיים ודו-פאזיים לבחירת הגדרות להגנת ממסר ואוטומציה.

במאמר זה, לא חישבתי את זרם ההלם במהלך קצר חשמלי.

נ.ב. החישוב הנ"ל נשלח להנהלה שלי. לחישוב משוער זה די מתאים. כמובן שניתן לחשב את הצד הנמוך ביתר פירוט, תוך התחשבות בהתנגדות של מגעי המפסק, חיבורי קשרזיזי כבלים לפסים, התנגדות בקשת בנקודת התקלה וכו'. אני אכתוב על זה פעם אחרת.

אם אתה צריך חישוב מדויק יותר, אתה יכול להשתמש בתוכנות מיוחדות במחשב שלך. יש הרבה מהם באינטרנט.