Υπολογισμός ρευμάτων βραχυκυκλώματος για αρχάριους ηλεκτρολόγους

Κατά το σχεδιασμό οποιουδήποτε ενεργειακού συστήματος, ειδικευμένοι ηλεκτρικοί μηχανικοί που χρησιμοποιούν τεχνικά εγχειρίδια, πίνακες, γραφήματα και προγράμματα ηλεκτρονικών υπολογιστών εκτελούν την ανάλυση τους σχετικά με τη λειτουργία του κυκλώματος σε διάφορους τρόπους, όπως:

1. ρελαντί.

2. ονομαστικό φορτίο.

3. καταστάσεις έκτακτης ανάγκης.

Ένας ειδικός κίνδυνος είναι η τρίτη περίπτωση όταν συμβαίνουν δυσλειτουργίες του δικτύου που μπορεί να βλάψουν τον εξοπλισμό. Συχνά συνδέονται με "μεταλλικό" βραχυκύκλωμα του κυκλώματος τροφοδοσίας, όταν οι ηλεκτρικές αντιστάσεις με διάσταση ενός κλάσματος του Ohm συνδέονται τυχαία μεταξύ διαφορετικών δυνατοτήτων της τάσης εισόδου.

Τέτοιοι τρόποι ονομάζονται ρεύματα βραχυκυκλώματος ή συντομογραφούνται ως "βραχυκύκλωμα". Εμφανίζονται όταν:

• βλάβες στη λειτουργία αυτοματισμού και προστασίας ·

• σφάλματα προσωπικού ·

• ζημία στον εξοπλισμό λόγω της τεχνικής γήρανσης ·

• φυσικές επιπτώσεις των φυσικών φαινομένων ·

• σαμποτάζ ή βανδάλες.

Τα ρεύματα βραχυκυκλώματος είναι σημαντικά μεγαλύτερα από τα ονομαστικά φορτία κάτω από τα οποία δημιουργείται ένα ηλεκτρικό κύκλωμα. Ως εκ τούτου, απλώς καίει αδύναμα σημεία στον εξοπλισμό, καταστρέφει, προκαλεί πυρκαγιές.

Εκτός από τη θερμική καταστροφή, εξακολουθούν να έχουν δυναμική επίδραση. Η εκδήλωσή της δείχνει το βίντεο καλά:

Προκειμένου να αποκλειστεί η ανάπτυξη τέτοιων ατυχημάτων κατά τη λειτουργία τους, αρχίζουν να αγωνίζονται μαζί τους ακόμη και στο στάδιο της δημιουργίας του έργου ηλεκτρικού εξοπλισμού. Για να γίνει αυτό, υπολογίστε θεωρητικά την πιθανότητα εμφάνισης ρευμάτων βραχυκυκλώματος και του μεγέθους τους.

Αυτά τα δεδομένα χρησιμοποιούνται για την περαιτέρω δημιουργία του έργου και την επιλογή των στοιχείων ισχύος και των προστατευτικών διατάξεων του κυκλώματος. Συνεχίζουν να εργάζονται μαζί τους συνεχώς κατά τη λειτουργία του εξοπλισμού.

Τα ρεύματα πιθανών βραχυκυκλωμάτων υπολογίζονται με θεωρητικές μεθόδους με ποικίλους βαθμούς ακρίβειας αποδεκτές για την αξιόπιστη δημιουργία προστατευτικών.

Ποιες ηλεκτρικές διεργασίες αποτελούν τη βάση για τον υπολογισμό των ρευμάτων βραχυκυκλώματος

Αρχικά θα επικεντρωθούμε στο γεγονός ότι οποιοσδήποτε τύπος εφαρμοζόμενης τάσης, συμπεριλαμβανομένης της άμεσης, εναλλασσόμενης ημιτονοειδούς, παλλόμενης ή άλλης τυχαίας, δημιουργεί ρεύματα ατυχημάτων που επαναλαμβάνουν την εικόνα αυτής της μορφής ή την αλλάζουν ανάλογα με την εφαρμοζόμενη αντίσταση και τη δράση πλευρικών παραγόντων. Όλα αυτά πρέπει να παρέχονται στους σχεδιαστές και να λαμβάνονται υπόψη στους υπολογισμούς τους.

Η αξιολόγηση της εμφάνισης της δράσης m των ρευμάτων βραχυκυκλώματος σας επιτρέπει να εκτελέσετε:

• Ο νόμος του Ohm.

• το μέγεθος της χαρακτηριστικής ισχύος της ισχύος που εφαρμόζεται από την πηγή τάσης,

• δομή του χρησιμοποιούμενου ηλεκτρικού κυκλώματος ·

• της συνολικής εφαρμοζόμενης αντίστασης στην πηγή.

Ο νόμος του Ohm

Η βάση για τον υπολογισμό των βραχυκυκλωμάτων είναι η αρχή που καθορίζει ότι η ισχύς του ρεύματος μπορεί να υπολογιστεί με την τιμή της εφαρμοζόμενης τάσης, αν το χωρίζετε με την τιμή της συνδεδεμένης αντίστασης.

Λειτουργεί επίσης στον υπολογισμό των ονομαστικών φορτίων. Η μόνη διαφορά είναι ότι:

• κατά τη διάρκεια της βέλτιστης λειτουργίας του ηλεκτρικού κυκλώματος, η τάση και η αντίσταση πρακτικά σταθεροποιούνται και ποικίλλουν ελαφρά εντός των ορίων των τεχνικών προδιαγραφών εργασίας.

• σε περίπτωση ατυχημάτων, η διαδικασία εμφανίζεται αυθόρμητα τυχαία. Αλλά μπορεί να προβλεφθεί, υπολογίζεται από τις αναπτυγμένες μεθόδους.

Τάση τροφοδοσίας

Με τη βοήθειά του αξιολογείται η δυναμική ενεργειακή δύναμη για την εκτέλεση καταστροφικής εργασίας από ρεύματα βραχυκυκλώματος, η διάρκεια της πορείας τους και η αξία τους.

Ας εξετάσουμε ένα παράδειγμα όταν ένα και το αυτό κομμάτι σύρματος χαλκού με εγκάρσια τομή μιάμιση τετραγωνικό χιλιοστόμετρο και μήκος μισού μήκους συνδέθηκε πρώτα απευθείας με τους τερματικούς σταθμούς της μπαταρίας Krona και μετά από λίγο εισήγαγαν μια οικιακή έξοδο στις φάσεις και τις μηδενικές επαφές.

Στην πρώτη περίπτωση, ένα ρεύμα βραχυκυκλώματος θα ρέει μέσω του καλωδίου και της πηγής τάσης, το οποίο θα θερμαίνει την μπαταρία σε κατάσταση που θα βλάψει την απόδοσή της. Η ισχύς της πηγής δεν αρκεί για να καεί τον συνδεδεμένο βραχυκυκλωτήρα και να σπάσει το κύκλωμα.

Στη δεύτερη περίπτωση, η αυτόματη προστασία θα λειτουργήσει. Ας υποθέσουμε ότι όλα είναι ελαττωματικά και μπλοκαρισμένα. Στη συνέχεια, το ρεύμα βραχυκυκλώματος θα περάσει από την καλωδίωση του σπιτιού, θα φτάσει στην ασπίδα εισόδου στο διαμέρισμα, την είσοδο, το κτίριο και θα φτάσει στον υποσταθμό μετασχηματιστή ισχύος μέσω καλωδίων ή εναέριων γραμμών μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας.

Ως αποτέλεσμα, ένα αρκετά μακρύ κύκλωμα με μεγάλο αριθμό καλωδίων, καλωδίων και θέσεων σύνδεσης συνδέεται με την περιέλιξη του μετασχηματιστή. Θα αυξήσουν σημαντικά την ηλεκτρική αντίσταση του βραχυκυκλώματός μας. Αλλά ακόμη και σε αυτή την περίπτωση, είναι πολύ πιθανό ότι δεν θα αντέξει την εφαρμοσμένη ισχύ και απλώς θα καεί.

Διαμόρφωση κυκλώματος

Όταν τροφοδοτούνται οι καταναλωτές, τροφοδοτείται με διαφορετικούς τρόπους, όπως για παράδειγμα:

• μέσω των δυνατοτήτων των θετικών και αρνητικών ακροδεκτών της πηγής τάσης DC.

• φάση και μηδέν ενός μονοφασικού οικιακού δικτύου 220 βολτ.

• ένα τριφασικό κύκλωμα 0,4 kV.

Σε κάθε μία από αυτές τις περιπτώσεις, μπορεί να εμφανιστούν αποτυχίες μόνωσης σε διάφορα σημεία, γεγονός που θα οδηγήσει στη ροή των ρευμάτων βραχυκυκλώματος μέσω αυτών. Για ένα κύκλωμα εναλλασσόμενου ρεύματος τριών φάσεων, βραχυκυκλώματα μεταξύ:

• και οι τρεις φάσεις ταυτόχρονα - ονομάζεται τριφασική.

• οποιεσδήποτε δύο φάσεις μεταξύ τους - ενδιάμεση φάση.

• κάθε φάση και μηδενική - μονοφασική.

• φάση και έδαφος - μονοφασική προς τη γείωση.

• δύο φάσεις και έδαφος - δύο φάσεις προς τη γείωση.

• τρεις φάσεις και έδαφος - τριών φάσεων προς τη γείωση.

Κατά τη δημιουργία ενός σχεδίου για την τροφοδοσία του εξοπλισμού, πρέπει να υπολογίζονται και να λαμβάνονται υπόψη όλες αυτές οι λειτουργίες.

Η επίδραση της ηλεκτρικής αντίστασης ενός κυκλώματος

Το μήκος της γραμμής από την πηγή τάσης στη θέση του βραχυκυκλώματος έχει κάποια ηλεκτρική αντίσταση. Η τιμή του περιορίζει τα ρεύματα βραχυκυκλώματος. Η παρουσία περιελίξεων μετασχηματιστών, πηνίων, πηνίων, πινάκων πυκνωτών προσθέτει επαγωγικές και χωρητικές αντιστάσεις, σχηματίζοντας απεριωδικά συστατικά που διαστρεβλώνουν το συμμετρικό σχήμα των θεμελιωδών αρμονικών.

Οι υπάρχουσες μέθοδοι για τον υπολογισμό των ρευμάτων βραχυκυκλώματος τους επιτρέπουν να υπολογίζονται με επαρκή ακρίβεια για την πρακτική σύμφωνα με τις πληροφορίες που έχουν ήδη καταρτιστεί. Η πραγματική ηλεκτρική αντίσταση ενός ήδη συναρμολογημένου κυκλώματος μπορεί να μετρηθεί με τη μέθοδο φάσης μηδενικών βρόχων. Σας επιτρέπει να διευκρινίσετε τον υπολογισμό, να κάνετε προσαρμογές στην επιλογή των αμυντικών.

Βασικά έγγραφα για τον υπολογισμό των ρευμάτων βραχυκυκλώματος

1. Η μέθοδος υπολογισμού των ρευμάτων βραχυκυκλώματος

Αναφέρεται καλά στο βιβλίο του A. V. Belyaev "Η επιλογή του εξοπλισμού, των προστατευτικών και των καλωδίων σε δίκτυα 0,4 kV", που κυκλοφόρησε το 1988 από την Energoatomizdat. Οι πληροφορίες καταλαμβάνουν 171 σελίδες.

Το βιβλίο παρέχει:

• ακολουθία υπολογισμού των ρευμάτων βραχυκυκλώματος,

• λαμβανομένου υπόψη του περιορισμού του ρεύματος του ηλεκτρικού τόξου στο σημείο της βλάβης ·

• αρχές για την επιλογή του προστατευτικού εξοπλισμού σύμφωνα με τις τιμές των υπολογισθέντων ρευμάτων.

Το βιβλίο δημοσιεύει πληροφορίες αναφοράς σχετικά με:

• τους διακόπτες κυκλώματος και τις ασφάλειες με ανάλυση των χαρακτηριστικών των προστατευτικών τους ιδιοτήτων.

• επιλογή καλωδίων και εξοπλισμού, συμπεριλαμβανομένων εγκαταστάσεων προστασίας ηλεκτρικών κινητήρων, συγκροτημάτων ισχύος, διατάξεων εισόδου γεννητριών και μετασχηματιστών ·

• μειονεκτήματα της προστασίας ορισμένων τύπων αυτόματων διακοπτών

• χαρακτηριστικά της χρήσης της απομακρυσμένης προστασίας ρελέ.

• παραδείγματα επίλυσης προβλημάτων σχεδιασμού.

Μπορείτε να κατεβάσετε αυτό το βιβλίο εδώ: Επιλογή εξοπλισμού, ασπίδων και καλωδίων σε δίκτυα 0,4 kV

2. Κατευθυντήριες γραμμές RD 153-34.0-20.527-98

Το παρόν έγγραφο ορίζει:

• Μέθοδοι υπολογισμού ρευμάτων βραχυκυκλώματος συμμετρικών και ασύμμετρων τρόπων σε ηλεκτρικές εγκαταστάσεις με τάσεις έως και 1 kV.

• Μέθοδοι ελέγχου ηλεκτρικών συσκευών και αγωγών για θερμική και ηλεκτροδυναμική αντοχή.

• μεθόδους δοκιμής για την ικανότητα μεταγωγής ηλεκτρικών συσκευών.

Οι οδηγίες δεν καλύπτουν τον υπολογισμό των ρευμάτων βραχυκυκλώματος όσον αφορά τις διατάξεις προστασίας ρελέ με συγκεκριμένες συνθήκες λειτουργίας.

Μπορείτε να τα κατεβάσετε εδώ: Κατευθυντήριες γραμμές για τον υπολογισμό των ρευμάτων βραχυκυκλώματος

3. GOST 28249-93

Το έγγραφο περιγράφει τα βραχυκυκλώματα που συμβαίνουν σε ηλεκτρικές εγκαταστάσεις εναλλασσόμενου ρεύματος και τη διαδικασία υπολογισμού τους για συστήματα με τάσεις μέχρι 1 kV. Έχει ισχύ από την 1η Ιανουαρίου 1995 στα εδάφη της Λευκορωσίας και της Κιργιζίας. Τη Μολδαβία, τη Ρωσία, το Τατζικιστάν, το Τουρκμενιστάν και την Ουκρανία.

Το πρότυπο κατάστασης ορίζει γενικές μεθόδους για τον υπολογισμό των ρευμάτων βραχυκυκλώματος στην αρχική και τυχόν αυθαίρετη χρονική στιγμή για ηλεκτρικές εγκαταστάσεις με σύγχρονα και ασύγχρονα μηχανήματα, αντιδραστήρες και μετασχηματιστές, ηλεκτρικές γραμμές εναέριου και καλωδιακού, αγωγούς, κόμβους σύνθετου σύνθετου φορτίου.

Τα τεχνικά πρότυπα για το σχεδιασμό των ηλεκτρικών εγκαταστάσεων καθορίζονται από τα ισχύοντα πρότυπα και συμφωνούνται από το Διακρατικό Συμβούλιο Τυποποίησης, Μετρολογίας και Πιστοποίησης.

Κατεβάστε GOST 28249-93 (2003). Βραχυκυκλώματα σε ηλεκτρικές εγκαταστάσεις. Οι μέθοδοι υπολογισμού στις ηλεκτρικές εγκαταστάσεις εναλλασσόμενου ρεύματος με τάση μέχρι 1 kV μπορούν να είναι εδώ: GOST για τον υπολογισμό των ρευμάτων βραχυκυκλώματος

Η ακολουθία των ενεργειών του σχεδιαστή για τον υπολογισμό των ρευμάτων βραχυκυκλώματος

Αρχικά, οι πληροφορίες που είναι απαραίτητες για την ανάλυση πρέπει να προετοιμαστούν και στη συνέχεια να πραγματοποιηθούν από τον υπολογισμό. Μετά την εγκατάσταση του εξοπλισμού για τη διαδικασία θέσης του σε λειτουργία και κατά τη λειτουργία, ελέγχεται η σωστή επιλογή και λειτουργικότητα των προστατευτικών.

Πηγή συλλογής δεδομένων

Κάθε σχέδιο μπορεί να μειωθεί σε απλουστευμένη μορφή όταν αποτελείται από δύο μέρη:

1. πηγή τάσης. Για ένα δίκτυο 0,4 kV, ο ρόλος του παίζεται από τη δευτερεύουσα περιέλιξη του μετασχηματιστή ισχύος.

2. Η γραμμή ισχύος.

Κάτω από αυτά, συλλέγονται τα απαραίτητα χαρακτηριστικά.

Δεδομένα μετασχηματιστή για τον υπολογισμό των ρευμάτων βραχυκυκλώματος

Μάθετε:

• τιμή τάσης βραχυκυκλώματος (%) - Uкз;

• απώλεια βραχυκυκλώματος (kW) - Rk;

• ονομαστικές τάσεις στις περιελίξεις υψηλής και χαμηλής πλευράς (kV, V) - Uvn, Unn;

• τάση φάσης στην περιέλιξη χαμηλής πλευράς (V) - Ef.

• ονομαστική ισχύς (kVA) - Snt.

• συνολική αντίσταση ρεύματος μονοφασικού βραχυκυκλώματος (mOhm) - Zt.

Δεδομένα γραμμής παροχής για τον υπολογισμό των ρευμάτων βραχυκυκλώματος

Αυτά περιλαμβάνουν:

• σήματα και ποσότητα καλωδίων με ένδειξη υλικού και διατομή

• συνολικό μήκος της διαδρομής (m) - L,

• επαγωγική αντίσταση (mOhm / m) - Χ0.

• αντίσταση για το βρόχο φάσης-μηδέν (mOhm / m) - Zpt.

Αυτές οι πληροφορίες για τον μετασχηματιστή και τη γραμμή είναι συγκεντρωμένες στους καταλόγους. Ο συντελεστής κρούσης Kud λαμβάνεται επίσης εκεί.

Υπολογιστική ακολουθία

Σύμφωνα με τα διαπιστωμένα χαρακτηριστικά, υπολογίζονται για:

• μετασχηματιστής - ενεργός και επαγωγική αντίσταση (mOhm) - Rt, Xt;

• γραμμές - ενεργή, επαγωγική και αντίσταση (mOhm).

Αυτά τα δεδομένα σας επιτρέπουν να υπολογίσετε τη συνολική ενεργή και επαγωγική αντίσταση (mOhm). Και βάσει αυτών, μπορείτε να προσδιορίσετε τη συνολική αντίσταση του κυκλώματος (mOhm) και των ρευμάτων:

• τριφασικό κύκλωμα και κρούση (kA).

• μονοφασικό βραχυκύκλωμα (kA).

Σύμφωνα με τις τιμές των τελευταίων υπολογιζόμενων ρευμάτων, επιλέγουν διακόπτες κυκλώματος και άλλες προστατευτικές διατάξεις για τους καταναλωτές.

Οι σχεδιαστές μπορούν να εκτελέσουν χειροκίνητα τον υπολογισμό των ρευμάτων βραχυκυκλώματος σύμφωνα με τους τύπους, τους πίνακες αναζήτησης και τα γραφήματα ή χρησιμοποιώντας ειδικά προγράμματα ηλεκτρονικών υπολογιστών.

Σε πραγματικό εξοπλισμό ισχύος που τίθεται σε λειτουργία, όλα τα ρεύματα, συμπεριλαμβανομένων των ονομαστικών και βραχυκυκλωμάτων, καταγράφονται από τους αυτόματους παλμογράφους.

Τέτοια παλμογράφοι σας επιτρέπουν να αναλύσετε την πορεία των συνθηκών έκτακτης ανάγκης, τη σωστή λειτουργία του εξοπλισμού ισχύος και των προστατευτικών συσκευών.Λαμβάνουν αποτελεσματικά μέτρα για τη βελτίωση της αξιοπιστίας των καταναλωτών του ηλεκτρικού κυκλώματος.