Oikosulkuvirtojen laskeminen aloittelijoille

Suunnitellessaan mitä tahansa energiajärjestelmää, erityisesti koulutetut sähköinsinöörit, jotka käyttävät teknisiä käsikirjoja, taulukoita, kuvaajia ja tietokoneohjelmia, suorittavat analyysin piirin toiminnasta eri tiloissa, mukaan lukien:

1. joutokäynti;

2. nimelliskuorma;

3. hätätilanteet.

Erityinen vaara on kolmas tapaus, kun tapahtuu verkon toimintahäiriöitä, jotka voivat vahingoittaa laitetta. Useimmiten ne liittyvät syöttöpiirin "metallisiin" oikosulkuihin, kun sähkövastukset, joiden mitta on osa Ohmista, kytketään satunnaisesti tulojännitteen eri potentiaalien välillä.

Sellaisia ​​tiloja kutsutaan oikosulkuvirroiksi tai lyhennettynä "oikosulkuiksi". Niitä esiintyy, kun:

• viat automaation ja suojauksen toiminnassa;

• henkilöstövirheet;

• laitteiden vahingot teknisen ikääntymisen vuoksi;

• luonnonilmiöiden luonnolliset vaikutukset;

• sabotaasi- tai ilkivaltatoimet.

Oikosulkuvirrat ovat huomattavasti suuremmat kuin nimelliskuormat, joiden alla sähköpiiri luodaan. Siksi ne vain polttavat laitteen heikot kohdat, tuhoavat sen, aiheuttavat tulipaloja.

Termisen tuhoamisen lisäksi niillä on edelleen dynaaminen vaikutus. Sen esitys näyttää videon hyvin:

Tällaisten onnettomuuksien käytön aikana tapahtuvan kehityksen sulkemiseksi pois, he alkavat taistella heidän kanssaan jopa sähkölaiteprojektin luomisvaiheessa. Laske tätä varten teoreettisesti oikosulkuvirtojen esiintymismahdollisuus ja niiden suuruus.

Tätä tietoa käytetään projektin luomiseen edelleen ja piirin tehoelementtien ja suojalaitteiden valitsemiseksi. He jatkavat työskentelyä heidän kanssaan jatkuvasti laitteiden käytön aikana.

Mahdollisten oikosulkujen virrat lasketaan teoreettisilla menetelmillä vaihtelevalla tarkkuudella, joka on hyväksyttävä suojausten luotettavaksi luomiseksi.

Mitkä sähköiset prosessit ovat oikosulkuvirtojen laskemisen perustana

Aluksi keskitymme tosiasiaan, että minkä tahansa tyyppinen sovellettu jännite, mukaan lukien suora, vuorotteleva sinimuotoinen, pulssitettu tai mikä tahansa muu satunnainen, synnyttää onnettomuusvirtoja, jotka toistavat tämän muodon kuvan tai muuttavat sitä käytetyn vastuksen ja sivutekijöiden vaikutuksesta riippuen. Kaikki tämä on toimitettava suunnittelijoille ja otettava huomioon heidän laskelmissaan.

Oikosulkuvirtojen m-toiminnan esiintymisen arviointi antaa sinun suorittaa:

• Ohmin laki;

• jännitelähteestä syötetyn virran tehoominaisuuden suuruus;

• käytetyn sähköpiirin rakenne;

• lähdelle kohdistetun kokonaisvastuksen arvo.

Ohmin laki

Oikosulkulaskelman perustana on periaate, joka määrittää, että virran voimakkuus voidaan laskea käytetyn jännitteen arvolla, jos jaat sen kytketyn vastuksen arvolla.

Se toimii myös laskettaessa nimelliskuormia. Ainoa ero on, että:

• sähköpiirin optimaalisen toiminnan aikana jännite ja vastus ovat käytännöllisesti katsoen vakautettuja ja vaihtelevat hieman teknisten työstandardien rajoissa;

• onnettomuustapauksissa prosessi tapahtuu spontaanisti satunnaisesti. Mutta se voidaan ennakoida, laskea kehitettyjen menetelmien avulla.

Virtalähteen jännite

Sen avulla arvioidaan voimaenergian mahdollisuus suorittaa tuhoavaa työtä oikosulkuvirroilla, analysoidaan niiden kurssin kesto, arvo.

Katsotaanpa esimerkkiä, kun yksi ja sama kuparijohtopala, jonka poikkileikkaus oli puolitoista neliö mm ja pituus puoli metriä, yhdistettiin ensin suoraan Krona-akun napoihin, ja jonkin ajan kuluttua ne lisäsivät kotitalouspistorasian vaihe- ja nollakoskettimiin.

Ensimmäisessä tapauksessa oikosulkuvirta virtaa johtimen ja jännitelähteen läpi, mikä lämmittää akun tilaan, joka vahingoittaa sen suorituskykyä. Lähteen teho ei riitä kytketyn hyppyjohtimen polttamiseen ja piirin katkeamiseen.

Toisessa tapauksessa automaattinen suojaus toimii. Oletetaan, että ne kaikki ovat viallisia ja juuttuneet. Sitten oikosulkuvirta kulkee kodin johdotuksen läpi, saavuttaa sisääntulokilven asuntoon, sisäänkäynnille ja rakennukseen ja pääsee sähkömuuntaja-asemalle kaapelin tai ilmajohdon kautta.

Seurauksena on, että muuntajan käämitykseen on kytketty melko pitkä piiri, jossa on suuri joukko johtoja, kaapeleita ja niiden kytkentäkohtia. Ne lisäävät merkittävästi oikosulun sähkövastusta. Mutta jopa tässä tapauksessa on erittäin todennäköistä, että se ei kestä käytettyä voimaa ja yksinkertaisesti palaa.

Piirin kokoonpano

Kun kuluttajia ruokitaan, jännite syötetään heille eri tavoin, esimerkiksi:

• tasajännitelähteen positiivisten ja negatiivisten napojen potentiaalien kautta;

• vaihe ja nolla yksivaiheisesta kotitalousverkosta 220 volttia;

• kolmivaiheinen piiri 0,4 kV.

Jokaisessa näistä tapauksista voi esiintyä eristyshäiriöitä eri paikoissa, mikä johtaa oikosulkuvirtojen virtaukseen niiden läpi. Vain kolmivaiheisessa vaihtovirtapiirissä oikosulkujen välillä:

• kaikki kolme vaihetta samanaikaisesti - kutsutaan kolmivaiheiseksi;

• mikä tahansa kaksi vaihetta keskenään - välivaihe;

• mikä tahansa vaihe ja nolla - yksivaiheinen;

• vaihe ja maa - yksi vaihe maahan;

• kaksi vaihetta ja maa - kaksi vaihetta maahan;

• kolme vaihetta ja maa - kolme vaihetta maahan.

Laitettaessa laitteiden virransyöttöprojektia, kaikki nämä tilat on laskettava ja otettava huomioon.

Piirin sähkövastuksen vaikutus

Linjan pituudella jännitelähteestä oikosulun sijaintiin on tietty sähkövastus. Sen arvo rajoittaa oikosulkuvirtoja. Muuntajakäämien, kuristimien, käämien, kondensaattorilevyjen läsnäolo lisää induktiivisia ja kapasitiivisia resistansseja muodostaen aperiodisia komponentteja, jotka vääristävät perustaajuisten harmonisten muotojen symmetristä muotoa.

Olemassa olevat menetelmät oikosulkuvirtojen laskemiseksi mahdollistavat niiden laskemisen riittävän tarkkuudella harjoittelua varten aiemmin laadittujen tietojen perusteella. Jo koottujen piirien todellinen sähkövastus voidaan mitata menetelmällä vaihe nolla silmukoita. Sen avulla voit selventää laskelmaa ja tehdä muutoksia puolustuksen valintaan.

Perusasiakirjat oikosulkuvirtojen laskemiseksi

1. Menetelmä oikosulkuvirtojen laskemiseksi

Se mainitaan hyvin A. V. Belyaevin kirjassa "Laitteiden, suojausten ja kaapeleiden valinta 0,4 kV-verkoissa", jonka Energoatomizdat julkaisi vuonna 1988. Tietoja on 171 sivua.

Kirja tarjoaa:

• oikosulkuvirtojen laskentajärjestys;

• ottamalla huomioon sähkökaarin virranrajoittava vaikutus vauriopaikassa;

• periaatteet suojavälineiden valinnalle laskettujen virtojen arvojen mukaan.

Kirja julkaisee viitetiedot:

• katkaisijat ja sulakkeet analysoimalla niiden suojaominaisuuksien ominaisuudet;

• kaapeleiden ja laitteiden valinta, mukaan lukien asennukset sähkömoottorien suojaamiseksi, voimayksiköt, generaattoreiden syöttölaitteet ja muuntajat;

• tietyn tyyppisten katkaisijoiden suojauksen haitat;

• kauko-ohjaussuojauksen käytön ominaisuudet;

• esimerkkejä suunnitteluongelmien ratkaisemisesta.

Voit ladata tämän kirjan täältä: Laitteiden, suojajen ja kaapeleiden valinta 0,4 kV-verkoissa

2. Ohjeet RD 153—34.0—20.527—98

Tässä asiakirjassa määritellään:

• menetelmät symmetristen ja epäsymmetristen moodien oikosulkuvirtojen laskemiseksi sähköasennuksissa, joiden jännite on vähintään 1 kV;

• menetelmät sähkölaitteiden ja johtimien tarkistamiseksi lämpö- ja sähköodynaamisen vastuksen suhteen;

• testimenetelmät sähkölaitteiden kytkentäkyvylle.

Ohjeet eivät kata oikosulkuvirtojen laskemista suhteessa relesuojalaitteisiin, joilla on erityiset käyttöolosuhteet.

Voit ladata ne täältä: Ohjeet oikosulkuvirtojen laskemiseksi

3. GOST 28249-93

Asiakirjassa kuvataan vaihtovirran sähkölaitteissa esiintyviä oikosulkuja ja niiden laskentamenetelmä järjestelmiin, joiden jännite on enintään 1 kV. Se on ollut voimassa 1. tammikuuta 1995 lähtien Valkovenäjän ja Kirgisian alueella. Moldova, Venäjä, Tadžikistan, Turkmenistan ja Ukraina.

Tilastandardi määrittelee yleiset menetelmät oikosulkuvirtojen laskemiseksi alkuperäisellä ja mahdollisella mielivaltaisella ajanhetkellä synkronisten ja asynkronisten koneiden, reaktorien ja muuntajien, ilma- ja kaapelivoimajohtojen, virtakiskojen, monimutkaisen kompleksikuorman solmujen sähkölaitteiden kanssa.

Sähköasennusten suunnittelun tekniset standardit määritetään nykyisissä valtion standardeissa, ja ne hyväksytään Interstate Council of Standardization, Metrologgy and Certification -neuvostossa.

Lataa GOST 28249-93 (2003). Oikosulku sähköasennuksissa. Laskentamenetelmät vaihtovirtalaitteissa, joiden jännite on enintään 1 kV, voivat olla täällä: GOST oikosulkuvirtojen laskemiseksi

Suunnittelijan toimintajakso oikosulkuvirtojen laskemiseksi

Aluksi olisi laadittava analysointia varten tarvittavat tiedot ja suoritettava sitten laskelmasta. Sen jälkeen kun laite on asennettu sen käyttöönottoa varten ja käytön aikana, suojauksen oikea valinta ja toimivuus tarkistetaan.

Lähteen tietojen keruu

Mikä tahansa järjestelmä voidaan pelkistää yksinkertaistettuun muotoon, kun se koostuu kahdesta osasta:

1. jännitelähde. 0,4 kV: n verkossa sen rooli on muuntajan toisiokäämillä;

2. Sähköjohto.

Niiden alla kerätään tarvittavat ominaisuudet.

Muuntajan tiedot oikosulkuvirtojen laskemiseksi

Ota selvää:

• oikosulkujännitteen arvo (%) - Uкз;

• oikosulkuhäviö (kW) - Rk;

• nimellisjännitteet korkeissa ja matalissa sivukelauksissa (kV. V) - Uvn, Unn;

• vaihejännite alhaisella käämityksellä (V) - Ef;

• nimellisteho (kVA) - Snt;

• yksivaiheisen oikosulun kokonaisvirtavastus (mOhm) - Zt.

Syöttöjohtotiedot oikosulkuvirtojen laskemiseksi

Näitä ovat:

• kaapeleiden merkinnät ja määrä merkinnällä materiaalista ja suonen osasta;

• reitin kokonaispituus (m) - L;

• induktiivinen vastus (mOhm / m) - X0;

• impedanssi vaihe-nolla-silmukalle (mOhm / m) - Zpt.

Tämä muuntajan ja linjan tiedot on keskitetty hakemistoihin. Kud-iskukerroin otetaan myös sinne.

Laskentajärjestys

Löydettyjen ominaisuuksien mukaan ne lasketaan:

• muuntaja - aktiivinen ja induktiivinen resistanssi (mOhm) - Rt, Xt;

• linjat - aktiivinen, induktiivinen ja impedanssi (mOhm).

Näiden tietojen avulla voit laskea aktiivisen ja induktiivisen kokonaisvastuksen (mOhm). Ja niiden perusteella voit määrittää piirin kokonaisvastuksen (mOhm) ja virtojen:

• kolmivaiheinen piiri ja isku (kA);

• yksivaiheinen oikosulku (kA).

Viimeisimpien laskettujen virtojen arvojen perusteella he valitsevat katkaisijat ja muut kuluttajansuojalaitteet.

Suunnittelijat voivat laskea oikosulkuvirrat manuaalisesti kaavojen, hakutaulukoiden ja kaavioiden mukaan tai käyttämällä erityisiä tietokoneohjelmia.

Käynnissä olevissa todellisissa voimalaitteissa kaikki virrat, nimellis- ja oikosulut mukaan lukien, rekisteröidään automaattisilla oskilloskoopeilla.

Tällaisten oskillalogrammien avulla voit analysoida hätätilanteiden kulkua, sähkölaitteiden ja suojalaitteiden oikeaa toimintaa.He toteuttavat tehokkaita toimenpiteitä parantaakseen sähköpiirin kuluttajien luotettavuutta.