สูตรกระแสลัดวงจรของหม้อแปลงไฟฟ้าเฟสเดียว กระแสไฟฟ้าลัดวงจรและคำจำกัดความ วิธีการคำนวณกระแสไฟฟ้าลัดวงจร

สาเหตุหลักที่ทำให้การทำงานปกติของระบบจ่ายไฟ (SES) หยุดชะงักคือการเกิดไฟฟ้าลัดวงจร (SC) ในเครือข่ายหรือองค์ประกอบของอุปกรณ์ไฟฟ้าเนื่องจากความเสียหายต่อฉนวนหรือการกระทำที่ไม่ถูกต้องของเจ้าหน้าที่บำรุงรักษา เพื่อลดความเสียหายที่เกิดจากความล้มเหลวของอุปกรณ์ไฟฟ้าระหว่างการไหลของกระแสไฟฟ้าลัดวงจรรวมทั้งฟื้นฟูโหมดการทำงานปกติของโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ได้อย่างรวดเร็วจึงจำเป็นต้องกำหนดกระแสลัดวงจรและเลือกอุปกรณ์ไฟฟ้าอย่างถูกต้อง อุปกรณ์ป้องกันและวิธีการจำกัดกระแสลัดวงจรตามอุปกรณ์เหล่านั้น

ไฟฟ้าลัดวงจรเรียกว่าการเชื่อมต่อโดยตรงระหว่างจุดใดๆ ขั้นตอนที่แตกต่างกันเฟสและสายนิวทรัลหรือเฟสลงกราวด์ ซึ่งไม่ได้กำหนดไว้ในภาวะการทำงานปกติของการติดตั้ง

ประเภทหลักของการลัดวงจรใน ระบบไฟฟ้าโอ้:

3. ลัดวงจรเฟสเดียวซึ่งในเฟสใดเฟสหนึ่งลัดวงจรกับสายนิวทรัลหรือกราวด์ เครื่องหมายจุดลัดวงจรเฟสเดียว

มีการกำหนดกระแส แรงดันไฟฟ้า กำลัง และปริมาณอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับการลัดวงจรเฟสเดียว

,

,

ฯลฯ

นอกจากนี้ยังมีการลัดวงจรประเภทอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องกับการแตกหักของสายไฟและการลัดวงจรของสายไฟในเฟสต่างๆ

ไฟฟ้าลัดวงจรสามเฟสมีความสมมาตรเนื่องจากทั้งสามเฟสอยู่ภายใต้เงื่อนไขเดียวกัน การลัดวงจรประเภทอื่น ๆ ทั้งหมดนั้นไม่สมมาตรเนื่องจากเฟสจะไม่คงอยู่ในสภาวะเดียวกันซึ่งเป็นผลมาจากการที่ระบบกระแสและแรงดันไฟฟ้าผิดเพี้ยน

เมื่อเกิดการลัดวงจร ความต้านทานไฟฟ้าโดยรวมของวงจรระบบจ่ายไฟจะลดลง ซึ่งส่งผลให้กระแสในสาขาของระบบเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วและแรงดันไฟฟ้าในแต่ละส่วนของระบบลดลง

องค์ประกอบของระบบไฟฟ้ามีความต้านทานแบบแอคทีฟและรีแอกทีฟ (อุปนัยหรือคาปาซิทีฟ) ดังนั้นในกรณีที่โหมดการทำงานปกติหยุดชะงักกะทันหัน (เมื่อเกิดไฟฟ้าลัดวงจร) ระบบไฟฟ้าจึงเป็นวงจรออสซิลเลเตอร์ กระแสในสาขาของระบบและแรงดันไฟฟ้าในแต่ละส่วนจะเปลี่ยนไประยะหนึ่งหลังจากเกิดไฟฟ้าลัดวงจรตามพารามิเตอร์ของวงจรนี้ เหล่านั้น. ในระหว่างการลัดวงจร กระบวนการชั่วคราวจะเกิดขึ้นในวงจรของพื้นที่ที่เสียหาย

ในระหว่างการลัดวงจรในแต่ละเฟส พร้อมกับส่วนประกอบกระแสเป็นคาบ (ส่วนประกอบปัจจุบันของสัญญาณสลับ) จะมีส่วนประกอบกระแสแบบไม่ต่อเนื่อง (ส่วนประกอบของสัญญาณคงที่) ซึ่งสามารถเปลี่ยนสัญญาณได้เช่นกัน แต่ในช่วงเวลาที่นานกว่าเมื่อเทียบกับสัญญาณที่เป็นคาบ .

มูลค่าทันที กระแสที่เห็นได้ชัดเจนลัดวงจรสำหรับจุดเวลาใดก็ได้:

ที่ไหน - องค์ประกอบเป็นระยะของกระแสไฟฟ้าลัดวงจร ณ เวลานั้น

;- ความถี่เชิงมุมของกระแสสลับ - มุมเฟสของแรงดันแหล่งจ่าย ณ เวลานั้น

;- มุมของการเลื่อนกระแสในวงจรลัดวงจรที่สัมพันธ์กับแรงดันไฟฟ้าแหล่งจ่าย - ค่าคงที่เวลาของวงจรลัดวงจร

- ความต้านทานตัวเหนี่ยวนำ, อุปนัยและแอคทีฟของวงจรลัดวงจร

องค์ประกอบเป็นระยะ กระแสไฟฟ้าลัดวงจร (รูปที่ 1) จะเหมือนกันสำหรับทุกคน สามเฟสและกำหนดช่วงเวลาใดเวลาหนึ่งด้วยค่ากำหนดของซองหารด้วย

. องค์ประกอบเป็นระยะ กระแสไฟฟ้าลัดวงจรจะแตกต่างกันในทั้งสามเฟส (ดูรูปที่ 2) และจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับช่วงเวลาที่เกิดการลัดวงจร

ข้าว. 3. การเปลี่ยนแปลงเวลาขององค์ประกอบเป็นระยะของกระแสไฟฟ้าลัดวงจร:

ก) เมื่อขับเคลื่อนโดยเครื่องกำเนิดไฟฟ้าโดยไม่มีสวิตช์ถ่ายโอนอัตโนมัติ b) เมื่อขับเคลื่อนโดยเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพร้อมสวิตช์ถ่ายโอนอัตโนมัติ c) เมื่อขับเคลื่อนจากระบบไฟฟ้า

แอมพลิจูดขององค์ประกอบเป็นระยะจะเปลี่ยนแปลงไปในกระบวนการชั่วคราวตามการเปลี่ยนแปลง แหล่งที่มาของอีเอ็มเอฟไฟฟ้าลัดวงจร (รูปที่ 3) ด้วยแหล่งพลังงานที่เทียบเท่ากับกำลังขององค์ประกอบที่พิจารณาการลัดวงจรรวมถึงการไม่มีเครื่องกำเนิด ARV แรงเคลื่อนไฟฟ้าของแหล่งกำเนิดจะลดลงจากค่าเริ่มต้น

จนกระทั่งมั่นคง

ซึ่งเป็นผลมาจากการที่แอมพลิจูดขององค์ประกอบคาบแตกต่างกันไป

(กระแสลัดวงจรเหนือกระแสเกิน) สูงถึง

(ไฟฟ้าลัดวงจรคงที่) (รูปที่ 3,a)

เมื่อมีเครื่องกำเนิด ARV ส่วนประกอบเป็นระยะของการเปลี่ยนแปลงกระแสไฟฟ้าลัดวงจรดังแสดงในรูป 3b การลดลงขององค์ประกอบเป็นระยะในช่วงเริ่มต้นของการลัดวงจรจะอธิบายโดยความเฉื่อยของการทำงานของอุปกรณ์ AR ซึ่งเริ่มทำงาน 0.08-0.3 วินาทีหลังจากเกิดไฟฟ้าลัดวงจร ด้วยการเพิ่มขึ้นของกระแสกระตุ้นของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า EMF ของมันจะเพิ่มขึ้นและดังนั้นส่วนประกอบตามระยะเวลาของกระแสไฟฟ้าลัดวงจรจะเพิ่มขึ้นจนถึงค่าสถานะคงที่

หากกำลังของแหล่งกำเนิดมากกว่ากำลังขององค์ประกอบอย่างมีนัยสำคัญซึ่งพิจารณาการลัดวงจรซึ่งสอดคล้องกับแหล่งพลังงานไม่จำกัดซึ่งมีความต้านทานภายในเป็นศูนย์ ดังนั้นแรงเคลื่อนไฟฟ้าของแหล่งกำเนิดจะคงที่ ดังนั้นองค์ประกอบเป็นระยะของกระแสไฟฟ้าลัดวงจรจะไม่เปลี่ยนแปลงในระหว่างกระบวนการชั่วคราว (รูปที่ 3, c) เช่น

องค์ประกอบเป็นระยะของกระแสไฟฟ้าลัดวงจร จะแตกต่างกันในทุกเฟสและอาจแปรผันได้ขึ้นอยู่กับช่วงเวลาที่เกิดไฟฟ้าลัดวงจรและโหมดก่อนหน้า (ภายในระยะเวลา) อัตราการลดทอนของส่วนประกอบกระแสเป็นระยะขึ้นอยู่กับอัตราส่วนระหว่างความต้านทานแบบแอคทีฟและแบบเหนี่ยวนำของวงจรลัดวงจรเช่น จากค่าคงที่ : ยิ่งความต้านทานเชิงแอคทีฟของวงจรยิ่งมาก การลดทอนก็จะยิ่งรุนแรงมากขึ้น องค์ประกอบระยะของกระแสไฟฟ้าลัดวงจรจะสังเกตเห็นได้เฉพาะใน 0.1-0.2 วินาทีแรกหลังจากเกิดไฟฟ้าลัดวงจร โดยปกติ ถูกกำหนดโดยค่าปัจจุบันที่ใหญ่ที่สุดที่เป็นไปได้ ซึ่ง (ในวงจรที่มีค่ารีแอกแตนซ์อินดัคทีฟเด่น

) เกิดขึ้นในขณะที่แรงดันไฟฟ้าต้นทางผ่านค่าศูนย์ (

) และขาดกระแสโหลด โดยที่

ในกรณีนี้ กระแสไฟฟ้าลัดวงจรทั้งหมดมีความสำคัญมากที่สุด เงื่อนไขที่ระบุจะถูกคำนวณเมื่อกำหนดกระแสลัดวงจร

ขีดสุด กระแสทันทีไฟฟ้าลัดวงจรเกิดขึ้นหลังจากผ่านไปประมาณครึ่งคาบ เช่น 0.01 วินาทีหลังจากเกิดไฟฟ้าลัดวงจร กระแสไฟฟ้าลัดวงจรสูงสุดที่เป็นไปได้ทันทีเรียกว่ากระแสไฟช็อต (รูปที่ 3) มันถูกกำหนดไว้ในขณะนี้

กับ:

ที่ไหน

- ค่าสัมประสิทธิ์การกระแทกขึ้นอยู่กับค่าคงที่เวลาของวงจรไฟฟ้าลัดวงจร

ค่าประสิทธิผลของกระแสลัดวงจรรวมในช่วงเวลาใดเวลาหนึ่งถูกกำหนดจากนิพจน์:

(3.4)

ที่ไหน - ค่าประสิทธิผลขององค์ประกอบคาบของกระแสไฟฟ้าลัดวงจร - ค่าประสิทธิผลขององค์ประกอบระยะไม่เท่ากัน

(3.5)

ค่าประสิทธิผลสูงสุดของกระแสไฟฟ้าช็อตในช่วงแรกนับจากจุดเริ่มต้นของกระบวนการลัดวงจร:

(3.6)

ไฟฟ้าลัดวงจรสำหรับจุดใดเวลาหนึ่ง:

(3.7)

แหล่งจ่ายไฟลัดวงจร. เมื่อคำนวณกระแสไฟฟ้าลัดวงจร สันนิษฐานว่าแหล่งพลังงานของตำแหน่งลัดวงจรคือเครื่องกำเนิดเทอร์โบและไฮโดรเจน ตัวชดเชยแบบซิงโครนัสและมอเตอร์ มอเตอร์แบบอะซิงโครนัส อิทธิพลของมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสจะถูกนำมาพิจารณาเฉพาะในช่วงเวลาเริ่มต้นและในกรณีเหล่านั้นเมื่อเชื่อมต่อโดยตรงกับไฟฟ้าลัดวงจร

ปริมาณที่กำหนด. เมื่อคำนวณกระแสลัดวงจรจะกำหนดค่าต่อไปนี้:

- ค่าเริ่มต้นขององค์ประกอบคาบของกระแสลัดวงจร (ค่าเริ่มต้นของกระแสลัดวงจรยิ่งยวด)

- กระแสไฟฟ้าช็อตลัดวงจร จำเป็นสำหรับการทดสอบอุปกรณ์ไฟฟ้า บัสบาร์ และฉนวนเพื่อความเสถียรทางไฟฟ้าไดนามิก

- ค่าประสิทธิผลสูงสุดของกระแสไฟฟ้าช็อตลัดวงจรที่ต้องการในการทดสอบอุปกรณ์ไฟฟ้าเพื่อความเสถียรในระหว่างคาบแรกของกระบวนการลัดวงจร

- ความหมาย สำหรับ

จำเป็นสำหรับการตรวจสอบเบรกเกอร์ตามกระแสที่ปิด

- ค่าประสิทธิผลของกระแสไฟฟ้าลัดวงจรในสภาวะคงตัว ซึ่งใช้เพื่อตรวจสอบอุปกรณ์ไฟฟ้า บัสบาร์ บุชชิ่ง และสายเคเบิลเพื่อความคงตัวทางความร้อน

- ไฟฟ้าลัดวงจรตามเวลา

กำหนดให้ทดสอบเซอร์กิตเบรกเกอร์โดยพิจารณาจากกำลังไฟฟ้าสวิตซ์สูงสุดที่อนุญาต สำหรับสวิตช์ความเร็วสูงเวลานี้สามารถลดลงเหลือ 0.08 วินาที

สมมติฐานและเงื่อนไขการออกแบบ. เพื่ออำนวยความสะดวกในการคำนวณกระแสลัดวงจร มีการตั้งสมมติฐานหลายประการ:

1) EMF ของแหล่งที่มาทั้งหมดถือว่าอยู่ในเฟส

2) EMF ของแหล่งกำเนิดถูกลบออกจากตำแหน่งลัดวงจรอย่างมีนัยสำคัญ (

) ถือว่าไม่มีการเปลี่ยนแปลง

3) อย่าคำนึงถึงวงจรไฟฟ้าลัดวงจรแบบคาปาซิทีฟตามขวาง (ยกเว้นสายเหนือศีรษะ 330 kV ด้านบนและสายเคเบิล 110 kV ด้านบน) และกระแสแม่เหล็กของหม้อแปลง

4) ความต้านทานเชิงแอคทีฟของวงจรไฟฟ้าลัดวงจรจะถูกนำมาพิจารณาด้วยอัตราส่วนเท่านั้น

, ที่ไหน และ - ความต้านทานเชิงแอคทีฟและรีแอกทีฟที่เท่ากันของวงจรไฟฟ้าลัดวงจร

5) ในหลายกรณี อิทธิพลของโหลดจะไม่ถูกนำมาพิจารณา (หรือนำมาพิจารณาโดยประมาณ) โดยเฉพาะอย่างยิ่งอิทธิพลของมอเตอร์อะซิงโครนัสและซิงโครนัสขนาดเล็ก

เพื่อให้เป็นไปตามวัตถุประสงค์ในการกำหนดกระแสลัดวงจร เงื่อนไขการออกแบบได้ถูกสร้างขึ้น ซึ่งรวมถึงการวาดแผนภาพการออกแบบ การกำหนดโหมดการลัดวงจร ชนิดของไฟฟ้าลัดวงจร ตำแหน่งของจุดลัดวงจร และการลัดวงจรโดยประมาณ - เวลาวงจร

เมื่อกำหนดโหมดลัดวงจร ขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ของการคำนวณ ระดับสูงสุดและต่ำสุดของกระแสลัดวงจรจะถูกกำหนด ขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ของการคำนวณ ตัวอย่างเช่น การทดสอบอุปกรณ์ไฟฟ้าสำหรับผลกระทบทางไฟฟ้าไดนามิกและความร้อนของกระแสลัดวงจรจะดำเนินการในโหมดที่รุนแรงที่สุด - สูงสุด เมื่อกระแสไฟฟ้าลัดวงจรที่ใหญ่ที่สุดไหลผ่านองค์ประกอบที่กำลังทดสอบ ในทางตรงกันข้ามตามโหมดขั้นต่ำที่สอดคล้องกับกระแสลัดวงจรต่ำสุด , ดำเนินการคำนวณและทดสอบการทำงานของการป้องกันรีเลย์และอุปกรณ์อัตโนมัติ

การเลือกประเภทของไฟฟ้าลัดวงจรกำหนดโดยมีวัตถุประสงค์ในการคำนวณกระแสลัดวงจร เพื่อตรวจสอบความต้านทานไฟฟ้าพลศาสตร์ของอุปกรณ์และบัสแข็ง ลัดวงจรสามเฟสถูกนำมาใช้ในการออกแบบ เพื่อตรวจสอบความต้านทานความร้อนของอุปกรณ์และตัวนำ - ไฟฟ้าลัดวงจรสามเฟสหรือสองเฟสขึ้นอยู่กับกระแส การตรวจสอบความสามารถในการสลับและการสลับของอุปกรณ์นั้นดำเนินการโดยใช้ไฟสามเฟสหรือ กระแสเฟสเดียวความผิดปกติของกราวด์ (ในเครือข่ายที่มีกระแสไฟฟ้าผิดปกติของกราวด์ขนาดใหญ่) ขึ้นอยู่กับค่าของมัน

การเลือกประเภทของไฟฟ้าลัดวงจรในการคำนวณการป้องกันรีเลย์จะพิจารณาจากวัตถุประสงค์การใช้งานและอาจเป็นข้อผิดพลาดกราวด์แบบสาม, สอง, เฟสเดียวและสองเฟส

ตำแหน่งของจุดลัดวงจรเลือกในลักษณะที่บริภัณฑฌทางไฟฟฉาที่ทดสอบและตัวนําอยูจในภาวะที่ใหฉผลเลวที่สุดระหวจางการลัดวงจร ตัวอย่างเช่น ในการเลือกอุปกรณ์สวิตชิ่ง จำเป็นต้องเลือกตำแหน่งลัดวงจรที่ขั้วเอาต์พุตโดยตรง ส่วนตัดขวางของสายเคเบิลจะถูกเลือกตามกระแสลัดวงจรที่จุดเริ่มต้นของสาย ตำแหน่งของจุดลัดวงจรเมื่อคำนวณการป้องกันการถ่ายทอดจะถูกกำหนดโดยวัตถุประสงค์ - ที่จุดเริ่มต้นหรือจุดสิ้นสุดของส่วนที่ได้รับการป้องกัน

เวลาไฟฟ้าลัดวงจรโดยประมาณ เวลาจริงที่เกิดไฟฟ้าลัดวงจรจะถูกกำหนดโดยระยะเวลาของการป้องกันและการตัดการเชื่อมต่ออุปกรณ์

. (3.8)

ในการคำนวณ เวลาที่ลดลง (สมมติ) จะถูกใช้ - ระยะเวลาที่กระแสไฟฟ้าลัดวงจรในสภาวะคงตัวปล่อยความร้อนออกมาในปริมาณเท่ากันกับที่กระแสไฟฟ้าลัดวงจรที่ไหลผ่านจริงควรปล่อยออกมาในช่วงเวลาไฟฟ้าลัดวงจรจริง

เวลาที่กำหนดซึ่งสอดคล้องกับกระแสไฟฟ้าลัดวงจรเต็มคือ

. (3.9)

ที่ไหน - ลดเวลาสำหรับส่วนประกอบเป็นระยะของกระแสไฟฟ้าลัดวงจร

- ลดเวลาสำหรับองค์ประกอบเป็นระยะของกระแสไฟฟ้าลัดวงจร

แบบเรียลไทม์

c เวลาที่ลดลงสำหรับส่วนประกอบตามคาบของกระแสลัดวงจรถูกกำหนดโดยใช้โนโมแกรม

แบบเรียลไทม์

กับ

, ที่ไหน - มูลค่าของเวลาที่ลดลงสำหรับ

กับ.

การหาเวลาที่ลดลงสำหรับส่วนประกอบที่มีระยะ และผลิตที่

ตามสูตร:

, (3.10)

ที่ไหน - อัตราส่วนของกระแสเหนือกระแสเหนือเริ่มต้นต่อกระแสที่สร้างขึ้นที่ตำแหน่งลัดวงจร (

).

ที่

- ตามสูตร:

. (3.11)

เมื่อเรียลไทม์มากกว่า 1 วินาที. หรือ

เวลาลดลงขององค์ประกอบระยะของกระแสไฟฟ้าลัดวงจร ( ) สามารถละเลยได้

ที่จำเป็น การคำนวณกระแสไฟลัดวงจรสามเฟส (TCC)บนบัสบาร์ของสถานีย่อยสวิตช์เกียร์ปิด 6 kV ที่ออกแบบมา 110/6 kV "GPP-3" สถานีย่อยนี้ใช้พลังงานจากสายไฟเหนือศีรษะ 110 kV สองเส้นจากสถานีย่อย 110 kV GPP-2 ZRU-6 kV "P4SR" รับไฟจากสองตัว หม้อแปลงไฟฟ้า TDN-16000/110-U1 ซึ่งฉันทำงานแยกกัน เมื่ออินพุตตัวใดตัวหนึ่งถูกตัดการเชื่อมต่อ จะสามารถจ่ายไฟให้กับส่วนบัสที่ไม่ได้รับพลังงานผ่านสวิตช์ส่วนในโหมดอัตโนมัติ (ATS)

รูปที่ 1 แสดง รูปแบบการออกแบบเครือข่าย

ตั้งแต่ห่วงโซ่จาก I N.S. "GPP-2" ถึงละติจูดเหนือของฉัน “ GLP-3” เหมือนกับ chain II s.sh จาก "GPP-2" ถึงละติจูดที่ 2 เหนือ การคำนวณ "GPP-3" ดำเนินการสำหรับห่วงโซ่แรกเท่านั้น

วงจรสมมูลสำหรับการคำนวณกระแสลัดวงจรแสดงในรูปที่ 2

การคำนวณจะทำในหน่วยที่ระบุชื่อ

2. ข้อมูลเบื้องต้นสำหรับการคำนวณ

• 1. ข้อมูลระบบ: Is=22 kA;
• 2. ข้อมูล VL - 2xAS-240/32 (ข้อมูลได้รับสำหรับหนึ่งวงจร AS-240/32, RD 153-34.0-20.527-98, ภาคผนวก 9):
• 2.1 รีแอคแตนซ์อินดัคทีฟลำดับบวก - X1ud=0.405 (โอห์ม/กม.)
• 2.2 ค่าการนำไฟฟ้าแบบคาปาซิทีฟ - bsp = 2.81x10-6 (S/km)
• 2.3 ความต้านทานแบบแอคทีฟที่ +20 C ต่อ 100 กม. ของเส้น - R=R20C=0.12 (Ohm/km)
• 3. ข้อมูลหม้อแปลง (นำมาจาก GOST 12965-85):
• 3.1 TDN-16000/110-U1, Uin=115 kV, Unn=6.3 kV, ตัวเปลี่ยนแทปออนโหลด ±9*1.78, Uk.inn-nn=10.5%;
• 4. ข้อมูลตัวนำแบบยืดหยุ่น: 3xAC-240/32, l=20 m. (เพื่อให้การคำนวณง่ายขึ้น ความต้านทานของตัวนำแบบยืดหยุ่นจะไม่ถูกนำมาพิจารณา)
• 5. ข้อมูลของเครื่องปฏิกรณ์ที่จำกัดกระแส - RBSDG-10-2x2500-0.2 (นำมาจาก GOST 14794-79):
• 5.1 จัดอันดับปัจจุบันเครื่องปฏิกรณ์ - อิโนม = 2500 ก;
• 5.2 การสูญเสียพลังงานที่กำหนดต่อเฟสเครื่องปฏิกรณ์ - ∆P= 32.1 kW;
• 5.3 รีแอคแทนซ์แบบเหนี่ยวนำ – X4=0.2 โอห์ม

3. การคำนวณความต้านทานขององค์ประกอบ

3.1 ความต้านทานของระบบ (สำหรับแรงดันไฟฟ้า 115 kV):

3.2 ความต้านทาน เส้นเหนือศีรษะ(สำหรับแรงดันไฟฟ้า 115 กิโลโวลต์):

ที่ไหน:
n - จำนวนสายไฟในหนึ่งเส้นเหนือศีรษะของเส้นเหนือศีรษะ 110 kV;

3.3 ความต้านทานรวมต่อหม้อแปลง (สำหรับแรงดันไฟฟ้า 115 kV):

X1.2=X1+X2=3.018+0.02025=3.038 (โอห์ม)

R1.2=R2=0.006 (โอห์ม)

3.4 ความต้านทานของหม้อแปลงไฟฟ้า:

3.4.1 ความต้านทานของหม้อแปลง (ตัวเปลี่ยนแทปขณะโหลดอยู่ในตำแหน่งตรงกลาง):

3.4.2 ความต้านทานแบบแอคทีฟของหม้อแปลง (ตัวเปลี่ยนแทปขณะโหลดอยู่ในตำแหน่ง "ลบ" สุดขีด):

3.4.3 ความต้านทานแบบแอคทีฟของหม้อแปลง (ตัวเปลี่ยนแทปขณะโหลดอยู่ในตำแหน่ง "บวก" สุดขีด):

รีแอคแตนซ์อินดัคทีฟขั้นต่ำของหม้อแปลง (ตัวเปลี่ยนแท็ปขณะโหลดอยู่ในตำแหน่ง "ลบ" สุดขีด)

รีแอคแตนซ์อินดัคทีฟสูงสุดของหม้อแปลงไฟฟ้า (ตัวเปลี่ยนแท็ปขณะโหลดอยู่ในตำแหน่ง "บวก" สุดขีด)

ค่าที่รวมอยู่ในสูตรด้านบนคือแรงดันไฟฟ้าที่สอดคล้องกับตำแหน่งบวกสุดขีดของตัวเปลี่ยนต๊าปขณะโหลด และเท่ากับ Umax.VN=115*(1+0.1602)=133.423 kV ซึ่งเกินค่าการทำงานสูงสุด แรงดันไฟฟ้าของอุปกรณ์ไฟฟ้าเท่ากับ 126 kV (GOST 721-77 " ระบบจ่ายไฟ, เครือข่าย, แหล่งกำเนิด, ตัวแปลงและตัวรับสัญญาณ พลังงานไฟฟ้า. แรงดันไฟฟ้าที่ได้รับการจัดอันดับมากกว่า 1,000 โวลต์") แรงดันไฟฟ้า UmaxVN สอดคล้องกับ Uк%max=10.81 (GOST 12965-85)

หาก Umax.VN ปรากฏว่ามากกว่าค่าสูงสุดที่อนุญาตสำหรับเครือข่ายที่กำหนด (ตาราง 5.1) ดังนั้นควรใช้ Umax.VN ตามตารางนี้ ค่าของ Uk% ที่สอดคล้องกับค่าสูงสุดใหม่ของ Umax.VN นี้ถูกกำหนดโดยเชิงประจักษ์หรือพบได้จากภาคผนวกของ GOST 12965-85

3.4.5 ความต้านทานของเครื่องปฏิกรณ์แบบจำกัดกระแส (ที่แรงดันไฟฟ้า 6.3 กิโลโวลต์):

4. การคำนวณกระแสลัดวงจรสามเฟสที่จุด K1

4.1 รีแอคแตนซ์อินดัคทีฟรวม:

X∑=X1.2=X1+X2=3.018+0.02025=3.038 (โอห์ม)

4.2 ความต้านทานรวมที่ใช้งานอยู่:

R∑=R1.2=0.006 (โอห์ม)

4.3 ความต้านทานรวม:

4.4 กระแสไฟฟ้าลัดวงจรสามเฟส:

4.5 กระแสไฟกระชากลัดวงจร:

5. การคำนวณกระแสลัดวงจรสามเฟสที่จุด K2

6.1 ความต้านทานบนบัสบาร์ของสวิตช์เกียร์แบบปิด 6 kV โดยที่ตัวเปลี่ยนแทปโหลดของหม้อแปลง T3 ตั้งไว้ที่ตำแหน่งตรงกลาง

6.1.1 ค่าความต้านทานรวมที่จุด K2 ลดลงเป็นแรงดันไฟฟ้าเครือข่าย 6.3 kV:

6.1.2 กระแสไฟฟ้าที่ไฟฟ้าลัดวงจรลดลงเหลือแรงดันไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพ 6.3 kV เท่ากับ:

6.1.3 กระแสไฟกระชากลัดวงจร:

6.2 ความต้านทานบนบัสบาร์ของสวิตช์เกียร์แบบปิด 6 kV โดยที่ตัวเปลี่ยนแทปโหลดของหม้อแปลง T3 ตั้งไว้ที่ตำแหน่งลบ

6.2.1 ค่าความต้านทานรวมที่จุด K2 ลดลงเป็นแรงดันไฟฟ้าเครือข่าย 6.3 kV:

6.2.2 กระแสไฟฟ้าที่ไฟฟ้าลัดวงจรลดลงเหลือแรงดันไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพ 6.3 kV เท่ากับ:

6.2.3 กระแสไฟกระชากลัดวงจร:

6.3 ความต้านทานบนบัสบาร์ของสวิตช์เกียร์แบบปิด 6 kV โดยที่ตัวเปลี่ยนแทปโหลดของหม้อแปลง T3 ตั้งไว้ที่ตำแหน่งบวก

6.3.1 ค่าความต้านทานรวมที่จุด K2 ลดลงเป็นแรงดันไฟฟ้าเครือข่าย 6.3 kV:

6.3.2 กระแสที่ไฟฟ้าลัดวงจรลดลงเหลือแรงดันไฟฟ้าประสิทธิผล 6.3 กิโลโวลต์ เท่ากับ:

6.3.3 กระแสไฟกระชากลัดวงจร:

ผลการคำนวณจะถูกป้อนลงในตาราง PP1.3

ตาราง PP1.3 - ข้อมูลการคำนวณสำหรับกระแสลัดวงจรสามเฟส

ตำแหน่งแตะโหลดของหม้อแปลง	กระแสลัดวงจร	จุดลัดวงจร
		K1	K2	K3
ตัวเปลี่ยนแท็ปขณะโหลดอยู่ในตำแหน่งตรงกลาง	กระแสไฟฟ้าลัดวงจร, kA	21,855	13,471	7,739
	กระแสไฟฟ้าลัดวงจร, kA	35,549	35,549	20,849
	กระแสไฟฟ้าลัดวงจร, kA	-	13,95	7,924
	กระแสไฟฟ้าลัดวงจร, kA	-	36,6	21,325
ตัวเปลี่ยนแทปขณะโหลดอยู่ในตำแหน่งบวก	กระแสไฟฟ้าลัดวงจร, kA	-	13,12	7,625
	กระแสไฟฟ้าลัดวงจร, kA	-	34,59	20,553

7. การคำนวณกระแสไฟฟ้าลัดวงจรใน Excel

หากคุณทำการคำนวณนี้โดยใช้กระดาษและเครื่องคิดเลข จะใช้เวลานาน นอกจากนี้ คุณอาจทำผิดพลาดได้และการคำนวณทั้งหมดจะพังลง และหากข้อมูลต้นฉบับมีการเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา สิ่งนี้จะนำไปสู่ผลลัพธ์ทั้งหมด เพื่อเพิ่มเวลาในการออกแบบและสิ้นเปลืองความกังวลโดยไม่จำเป็น

ดังนั้นฉันจึงตัดสินใจทำการคำนวณนี้โดยใช้สเปรดชีต Excel เพื่อไม่ให้เสียเวลากับการคำนวณ TKZ ใหม่และเพื่อป้องกันตัวเองจากข้อผิดพลาดที่ไม่จำเป็น ด้วยความช่วยเหลือนี้คุณสามารถคำนวณกระแสลัดวงจรได้อย่างรวดเร็วโดยเปลี่ยนเฉพาะข้อมูลต้นฉบับ

ฉันหวังว่าโปรแกรมนี้จะช่วยคุณและคุณจะใช้เวลาน้อยลงในการออกแบบวัตถุของคุณ

8. ข้อมูลอ้างอิง

• 1.แนวทางการคำนวณกระแสไฟฟ้าลัดวงจรและการเลือกอุปกรณ์ไฟฟ้า
  ถ.153-34.0-20.527-98. 1998
• 2. วิธีการคำนวณกระแสไฟฟ้าลัดวงจร อี. เอ็น. เบลยาเยฟ 1983
• 3. การคำนวณกระแสไฟฟ้าลัดวงจรในเครือข่ายไฟฟ้า 0.4-35 kV, Golubev M.L. 1980
• 4. การคำนวณกระแสลัดวงจรเพื่อป้องกันรีเลย์ อิลเนแบรต. 1998
• 5. หลักเกณฑ์การก่อสร้างระบบไฟฟ้า (PUE) ฉบับที่เจ็ด. 2551

สวัสดีเพื่อนรัก! ในบทความนี้คุณจะได้เรียนรู้ว่ากระแสไฟฟ้าลัดวงจรคืออะไร สาเหตุ และวิธีการคำนวณ การลัดวงจรเกิดขึ้นเมื่อชิ้นส่วนที่มีกระแสไหลผ่านซึ่งมีศักย์หรือเฟสต่างกันเชื่อมต่อถึงกัน อาจเกิดการลัดวงจรบนตัวอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อกับกราวด์ได้ ปรากฏการณ์นี้ก็เป็นเรื่องปกติสำหรับ เครือข่ายไฟฟ้าและเครื่องรับไฟฟ้า

สาเหตุและผลกระทบของกระแสไฟฟ้าลัดวงจร

สาเหตุของการลัดวงจรอาจแตกต่างกันมาก สิ่งนี้อำนวยความสะดวกโดยชื้นหรือ สภาพแวดล้อมที่ก้าวร้าวซึ่งความต้านทานของฉนวนลดลงอย่างมาก การปิดอาจส่งผลให้ อิทธิพลทางกลหรือข้อผิดพลาดของบุคลากรในระหว่างการซ่อมแซมและบำรุงรักษา แก่นแท้ของปรากฏการณ์นี้อยู่ในชื่อของมัน และแสดงถึงการย่อเส้นทางที่กระแสน้ำไหลผ่าน เป็นผลให้กระแสไหลผ่านโหลดต้านทาน ในเวลาเดียวกันจะเพิ่มเป็นขีดจำกัดที่ยอมรับไม่ได้หากการปิดระบบป้องกันไม่ทำงาน

กระแสไฟฟ้าลัดวงจรมีผลกระทบทางไฟฟ้าและความร้อนต่ออุปกรณ์และการติดตั้งระบบไฟฟ้า ซึ่งท้ายที่สุดจะนำไปสู่การเสียรูปและความร้อนสูงเกินไป ในเรื่องนี้จำเป็นต้องคำนวณกระแสไฟฟ้าลัดวงจรล่วงหน้า

วิธีการคำนวณกระแสไฟฟ้าลัดวงจรที่บ้าน

การทราบขนาดของกระแสไฟฟ้าลัดวงจรถือเป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้มั่นใจได้ ความปลอดภัยจากอัคคีภัย. แน่นอนว่าหากกระแสลัดวงจรที่วัดได้น้อยกว่ากระแสที่ตั้งไว้ การป้องกันสูงสุดเครื่องจักรหรืออัตรากระแสฟิวส์ 4 เท่าดังนั้นเวลาตอบสนอง (ความเหนื่อยหน่ายของลิงค์ฟิวส์) จะนานขึ้น และในทางกลับกันอาจทำให้สายไฟและไฟร้อนเกินไป

กระแสนี้สามารถกำหนดได้อย่างไร? มีอยู่ เทคนิคพิเศษและอุปกรณ์พิเศษสำหรับสิ่งนี้ ที่นี่เราจะพิจารณาคำถามว่าจะทำอย่างไรโดยมีโวลต์มิเตอร์เพียงตัวเดียวหรือหลายตัว เห็นได้ชัดว่าวิธีนี้ไม่มีความแม่นยำสูงมาก แต่ก็ยังเพียงพอที่จะตรวจจับความคลาดเคลื่อนระหว่างการป้องกันกระแสสูงสุดและค่าของกระแสนี้

ทำอย่างไรที่บ้าน? มีความจำเป็นต้องใช้เครื่องรับที่ทรงพลังเพียงพอเช่น กาต้มน้ำไฟฟ้าหรือเหล็ก คงจะดีไม่น้อยถ้ามีเสื้อยืด เราเชื่อมต่อผู้บริโภคของเรากับโวลต์มิเตอร์หรือมัลติมิเตอร์ในโหมดการวัดแรงดันไฟฟ้าเข้ากับที เราบันทึกค่าแรงดันไฟฟ้าสภาวะคงตัว (U1) เราปิดผู้บริโภคและบันทึกค่าแรงดันไฟฟ้าโดยไม่มีโหลด (U2) ต่อไปเราจะทำการคำนวณ คุณต้องหารกำลังของผู้ใช้บริการ (P) ด้วยค่าความต่างของแรงดันไฟฟ้าที่วัดได้

Ic.c.(1) = Р/(U2 – U1)

ลองทำคณิตศาสตร์ด้วยตัวอย่างกัน กาต้มน้ำ 2 kW. การวัดครั้งแรกคือ 215 V การวัดครั้งที่สองคือ 230 V ตามการคำนวณจะได้ 133.3 A ตัวอย่างเช่นหากมีเครื่องอัตโนมัติ BA 47-29 ที่มีลักษณะ C การตั้งค่าจะเป็น 80 ถึง 160 แอมแปร์ ดังนั้นจึงเป็นไปได้ที่เครื่องนี้จะทำงานด้วยความล่าช้า ขึ้นอยู่กับคุณลักษณะของเครื่องสามารถกำหนดได้ว่าเวลาตอบสนองอาจนานถึง 5 วินาที ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วเป็นอันตราย

จะทำอย่างไร? จำเป็นต้องเพิ่มค่ากระแสลัดวงจร กระแสไฟฟ้านี้สามารถเพิ่มขึ้นได้โดยการเปลี่ยนสายไฟอุปทานด้วยหน้าตัดที่ใหญ่ขึ้น

ประกาศสั้น ๆ ที่เป็นประโยชน์

ดูเหมือนว่าความจริงที่ชัดเจนก็คือไฟฟ้าลัดวงจรเป็นปรากฏการณ์ที่เลวร้าย ไม่พึงประสงค์ และไม่พึงประสงค์อย่างยิ่ง มันอาจจะนำไปสู่ สถานการณ์กรณีที่ดีที่สุดการไฟฟ้าดับของสถานที่ การปิดอุปกรณ์ป้องกันฉุกเฉิน และในกรณีที่เลวร้ายที่สุด สายไฟดับและแม้แต่เพลิงไหม้ ดังนั้นความพยายามทั้งหมดจะต้องมุ่งไปที่การหลีกเลี่ยงโชคร้ายนี้ อย่างไรก็ตาม การคำนวณกระแสไฟฟ้าลัดวงจรมีความหมายที่เป็นจริงและใช้งานได้จริง มีการประดิษฐ์ขึ้นมาค่อนข้างมาก วิธีการทางเทคนิค, ทำงานในโหมดกระแสสูง ตัวอย่างก็จะเป็นเรื่องปกติ เครื่องเชื่อมโดยเฉพาะอย่างยิ่งส่วนโค้งซึ่งในขณะที่ใช้งานจริงจะลัดวงจรอิเล็กโทรดด้วยการต่อสายดิน ปัญหาอีกประการหนึ่งคือโหมดเหล่านี้มีลักษณะเป็นระยะสั้น และกำลังของหม้อแปลงทำให้สามารถทนต่อการโอเวอร์โหลดเหล่านี้ได้ เมื่อทำการเชื่อมกระแสขนาดใหญ่จะไหลผ่านจุดสัมผัสของปลายอิเล็กโทรด (วัดเป็นสิบแอมแปร์) ซึ่งเป็นผลมาจากการที่ความร้อนเพียงพอถูกปล่อยออกมาเพื่อทำให้โลหะละลายในพื้นที่และสร้างรอยต่อที่แข็งแรง