Zkratový proud, který určuje velikost zkratového proudu

Tento článek se zaměří na zkraty v elektrických sítích. Zvážíme typické příklady zkratů, způsoby výpočtu zkratových proudů, při výpočtu zkratových proudů budeme věnovat pozornost vztahu mezi indukčním odporem a jmenovitým výkonem transformátorů a také uvedeme konkrétní jednoduché vzorce pro tyto výpočty.

Při návrhu elektroinstalace je nutné znát hodnoty symetrických zkratových proudů pro různé body třífázového obvodu. Hodnoty těchto kritických symetrických proudů umožňují vypočítat parametry kabelů, rozvaděčů, zařízení selektivní ochrany atd.

Dále uvažujme třífázový zkratový proud s nulovým odporem přiváděný přes typický distribuční snižovací transformátor. Za normálních podmínek je tento typ poškození (zkrat šroubového spojení) nejnebezpečnější a výpočet je velmi jednoduchý.Jednoduché výpočty umožňují při dodržení určitých pravidel získat dostatečně přesné výsledky, které jsou přijatelné pro návrh elektrických instalací.

Zkratový proud v sekundárním vinutí snižovacího distribučního transformátoru. Jako první přiblížení se předpokládá, že odpor vysokonapěťového obvodu je velmi malý, a proto jej lze zanedbat:

Zde P je jmenovitý výkon ve voltampérech, U2 je sdružené napětí sekundárního vinutí bez zátěže, In je jmenovitý proud v ampérech, Isc je zkratový proud v ampérech, Usc je zkrat napětí obvodu v procentech.

Níže uvedená tabulka ukazuje typická zkratová napětí pro třífázové transformátory pro vinutí vn 20 kV.

Pokud například vezmeme v úvahu případ, kdy je na sběrnici paralelně napájeno několik transformátorů, pak hodnotu zkratového proudu na začátku vedení připojeného ke sběrnici lze brát rovnou součtu zkratů proudy, které se dříve počítají samostatně pro každý z transformátorů.

Když jsou všechny transformátory napájeny ze stejné vysokonapěťové sítě, hodnoty zkratových proudů, když se sečtou, dají o něco vyšší hodnotu, než ve skutečnosti vypadají. Odpor přípojnic a spínačů je zanedbaný.

Nechť má transformátor jmenovitý výkon 400 kVA, napětí sekundárního vinutí je 420 V, pak pokud vezmeme Usc = 4%, pak:

Níže uvedený obrázek poskytuje vysvětlení tohoto příkladu.

Přesnost získané hodnoty bude dostatečná pro výpočet elektroinstalace.

Třífázový zkratový proud v libovolném místě instalace na straně nízkého napětí:

Zde: U2 je napětí naprázdno mezi fázemi sekundárních vinutí transformátoru. Zt — impedance obvodu umístěného nad místem poruchy. Pak zvažte, jak najít Zt.

Každá část instalace, ať už je to síť, napájecí kabel, samotný transformátor, jistič nebo přípojnice, má svou vlastní impedanci Z skládající se z aktivního R a reaktivního X.

Kapacitní odpor zde nehraje roli. Z, R a X jsou vyjádřeny v ohmech a vypočteny jako strany pravoúhlého trojúhelníku, jak je znázorněno na obrázku níže. Impedance se vypočítá podle pravidla pravoúhlého trojúhelníku.

Mřížka je rozdělena do samostatných sekcí pro nalezení X a R pro každou sekci, aby byl výpočet pohodlný. U sériového obvodu se hodnoty odporu jednoduše sečtou a výsledkem je Xt a RT. Celkový odpor Zt je určen Pythagorovou větou pro pravoúhlý trojúhelník podle vzorce:

Když jsou sekce zapojeny paralelně, výpočet se provádí jako pro paralelně zapojené rezistory, pokud mají kombinované paralelní sekce reaktanci nebo aktivní odpor, získá se ekvivalentní celkový odpor:

Xt nezohledňuje vliv indukčností, a pokud se sousední indukčnosti vzájemně ovlivňují, pak bude skutečná indukčnost vyšší. Nutno podotknout, že výpočet Xz se týká pouze samostatného nezávislého obvodu, tedy také bez vlivu vzájemné indukčnosti. Pokud jsou paralelní obvody umístěny blízko sebe, pak bude odpor Xs znatelně vyšší.

Zvažte nyní síť připojenou ke vstupu snižovacího transformátoru. Třífázový zkratový proud Isc nebo zkratový výkon Psc určuje dodavatel elektřiny, ale na základě těchto údajů lze zjistit celkový ekvivalentní odpor. Ekvivalentní impedance, která současně vede k ekvivalentu pro stranu nízkého napětí:

Psc-třífázové napájení nakrátko, U2-napětí naprázdno nízkonapěťového obvodu.

Aktivní složka odporu vysokonapěťové sítě — Ra — je zpravidla velmi malá a ve srovnání s indukčním odporem nevýznamná. Obvykle se Xa rovná 99,5 % Za a Ra se rovná 10 % Xa. Níže uvedená tabulka ukazuje přibližné hodnoty těchto hodnot pro transformátory 500 MVA a 250 MVA.

Full Ztr — Odpor nízkonapěťového bočního transformátoru:

Pn — jmenovitý výkon transformátoru v kilovoltampérech.

Aktivní odpor vinutí je založen na ztráty výkonu.

Při provádění přibližných výpočtů se Rtr zanedbá a Ztr = Xtr.

Pokud se uvažuje o nízkonapěťovém jističi, uvažuje se impedance jističe nad bodem zkratu. Indukční odpor je uvažován rovný 0,00015 Ohm na spínač a aktivní složka je zanedbána.

Pokud jde o přípojnice, jejich aktivní odpor je zanedbatelně malý, přičemž jalová složka je rozložena přibližně 0,00015 Ohm na metr jejich délky a při zdvojnásobení vzdálenosti mezi přípojnicemi se jejich reaktance zvýší pouze o 10%. Parametry kabelů udávají jejich výrobci.

Pokud jde o třífázový motor, v okamžiku zkratu přejde do režimu generátoru a zkratový proud ve vinutí se odhaduje jako Isc = 3,5 * In. U jednofázových motorů je nárůst proudu v okamžiku zkratu zanedbatelný.

Oblouk, který obvykle doprovází zkrat, má odpor, který není v žádném případě konstantní, ale jeho průměrná hodnota je extrémně nízká, ale úbytek napětí na oblouku je malý, proto proud prakticky klesá asi o 20%, což usnadňuje provoz jističe, aniž by byla narušena jeho činnost bez zvláštního ovlivnění vybavovacího proudu.

Zkratový proud na přijímacím konci vedení souvisí se zkratovým proudem na napájecím konci vedení, ale zohledňuje se také průřez a materiál vysílacích vodičů a také jejich délka. účet. S představou odporu může tento jednoduchý výpočet provést každý. Doufáme, že náš článek byl pro vás užitečný.