Rövidzárlati áram kiszámítása kezdő villanyszerelők számára

Bármely energiarendszer tervezésekor a speciálisan képzett villamosmérnökök műszaki kézikönyvek, táblázatok, grafikonok és számítógépes programok felhasználásával elvégzik az áramkör különböző módokon történő működésének elemzését, ideértve a következőket:

1. alapjáraton;

2. névleges terhelés;

3. vészhelyzetek.

Különleges veszélyt jelent a harmadik eset, amikor olyan hálózati működési zavarok merülnek fel, amelyek károsíthatják a berendezést. Leggyakrabban a tápáramkör fémes rövidzárlatához kapcsolódnak, amikor az Ohm töredék méretű elektromos ellenállások véletlenszerűen vannak összekapcsolva a bemeneti feszültség különféle potenciálja között.

Az ilyen üzemmódokat rövidzárlati áramnak nevezzük, vagy "rövidzárlatnak" rövidítjük. Ezek akkor fordulnak elő, amikor:

• hibák az automatizálás és a védelem működésében;

• személyzeti hibák;

• a berendezések műszaki öregedés okozta károsodása;

• a természeti jelenségek természetes hatásai;

• szabotázs vagy vandal akciók.

A rövidzárlati áramok nagysága jelentősen nagyobb, mint a névleges terhelés, amely alatt egy elektromos áramkör létrejön. Ezért egyszerűen kiégik a berendezés gyenge pontjait, megsemmisítik őket, tüzet okozhatnak.

A termikus megsemmisítés mellett dinamikus hatásuk is van. Megjelenése jól mutatja a videót:

Annak érdekében, hogy kizárják az ilyen baleseteket a működés során, már az elektromos berendezések projektjének létrehozásakor küzdenek velük. Ehhez elméletileg kiszámítsa a rövidzárlati áramok előfordulásának lehetőségét és azok nagyságát.

Ezeket az adatokat felhasználják a projekt további létrehozására és az áramkör tápelemeinek és védőberendezéseinek kiválasztására. A berendezések üzemeltetése közben folyamatosan együtt dolgoznak velük.

A lehetséges rövidzárlatok áramát elméleti módszerekkel kell kiszámítani, változó pontossággal, amely elfogadható a védelem megbízható létrehozásához.

Milyen elektromos folyamatok képezik a rövidzárlati áramok kiszámításának alapját?

Kezdetben arra fogunk összpontosítani, hogy bármilyen alkalmazott feszültség, beleértve a közvetlen, váltakozó szinuszos, impulzusos vagy bármilyen egyéb véletlenszerű feszültséget is, olyan baleseti áramot hoz létre, amely megismétli ennek a formanek a képét, vagy megváltoztatja azt az alkalmazott ellenállás és az oldalsó tényezők hatása alapján. Mindezt a tervezők rendelkezésére kell bocsátani, és számításuk során figyelembe kell venni.

A rövidzárlati áram m m-es fellépésének felmérése lehetővé teszi a következők elvégzését:

• Ohm törvénye;

• a feszültségforrásból származó energia teljesítményjellemzőjének nagysága;

• a használt elektromos áramkör felépítése;

• a forrással szemben alkalmazott teljes ellenállás értéke.

Ohm törvénye

A rövidzárlatok kiszámításának alapja az az elv, amely meghatározza, hogy az áramerősség kiszámítható-e az alkalmazott feszültség értékével, ha elosztja azt a csatlakoztatott ellenállás értékével.

Ez a névleges terhelés kiszámításában is szerepet játszik. Az egyetlen különbség az, hogy:

• az elektromos áramkör optimális működése során a feszültség és az ellenállás gyakorlatilag stabilizálódik, és kissé eltérnek a műszaki szabványok határain belül;

• balesetek esetén a folyamat véletlenszerűen spontán módon történik. De előre látható, kiszámítva a kidolgozott módszerekkel.

Tápfeszültség

Segítségével megbecsüljük a rövidzárlati áramok általi pusztító munka elvégzésének energiájának energiáját, elemzésük időtartamát, értékét.

Nézzük meg egy példát, amikor egy és másfél négyzet mm keresztmetszetű és fél méter hosszú rézhuzal darabot először közvetlenül a Krona akkumulátor kapcsaihoz kötöttek, majd egy idő után háztartási aljzatot helyeztek be a fázis- és nulla érintkezőkbe.

Az első esetben rövidzárlati áram áramlik át a vezetéken és a feszültségforráson, amely felmelegíti az akkumulátort olyan állapotba, amely rontja annak teljesítményét. A forrás teljesítménye nem elegendő a csatlakoztatott jumper megégetéséhez és az áramkör megszakításához.

A második esetben az automatikus védelem működni fog. Tegyük fel, hogy mind hibás és elakadt. Ezután a rövidzárlati áram áthalad az otthoni vezetékeken, eléri a bemeneti pajzsot a lakáshoz, a bejárathoz, az épülethez és kábelen vagy felsővezetéken keresztül jut el az áramváltó alállomásához.

Ennek eredményeként egy meglehetősen hosszú áramkör, sok vezetékkel, kábellel és csatlakozási helyükkel kapcsolódik a transzformátor tekercséhez. Ezek jelentősen növelik a rövidzárlatunk elektromos ellenállását. De még ebben az esetben is nagyon valószínű, hogy nem fog ellenállni az alkalmazott energiának, és egyszerűen csak kiég.

Áramkör-konfiguráció

Amikor a fogyasztókat táplálják, a feszültséget különféle módon látják el, például:

• az egyenfeszültségű forrás pozitív és negatív kivezetéseinek lehetőségein keresztül;

• egyfázisú háztartási hálózat fázisa és nulla 220 V;

• háromfázisú áramkör 0,4 kV.

Ezen esetek mindegyikében szigetelési meghibásodások fordulhatnak elő különböző helyeken, ami rövidzárlati áramok áramlásához vezet ezeken keresztül. Kizárólag háromfázisú váltóáramú áramkör esetén rövidzárlat a következők között:

• mind a három fázis egyszerre - háromfázisúnak hívják;

• bármelyik két fázis egymás között - interfázis;

• bármilyen fázis és nulla - egyfázisú;

• fázis és talaj - egyfázisú a talajhoz;

• két fázis és föld - két fázis a földtől;

• három fázis és föld - három fázis a földig.

A berendezések áramellátására vonatkozó projekt létrehozásakor ezeket a módokat kiszámítani és figyelembe kell venni.

Az áramkör elektromos ellenállásának hatása

A feszültségforrástól a rövidzárlatig terjedő vonal hossza bizonyos elektromos ellenállással rendelkezik. Értéke korlátozza a rövidzárlati áramokat. A transzformátor tekercsek, fojtók, tekercsek, kondenzátorlemezek jelenléte induktív és kapacitív ellenállást eredményez, és olyan periódikus alkotóelemeket képez, amelyek torzítják az alapharmonikusok szimmetrikus alakját.

A rövidzárlati áramok számításának meglévő módszerei lehetővé teszik, hogy a gyakorlathoz az előzőleg elkészített információk szerint kellő pontossággal kiszámítsák őket. A már összeállított áramkör tényleges elektromos ellenállása a módszerrel mérhető fázis nulla hurkok. Ez lehetővé teszi a számítás pontosítását, a védekezés választásának kiigazítását.

Alapvető dokumentumok a rövidzárlati áramok kiszámításához

1. A rövidzárlati áram kiszámításának módja

Jól kimondható Belyaev A. V. könyve „Berendezések, védelem és kábelek megválasztása 0,4 kV-os hálózatokban” című kiadványában, amelyet az Energoatomizdat adott ki 1988-ban. Az információk 171 oldalt foglalnak magukban.

A könyv a következőket tartalmazza:

• a rövidzárlati áramok számítási sorrendje;

• figyelembe véve az elektromos ív áramkorlátozó hatását a sérülés helyén;

• a védőfelszerelés kiválasztásának alapelvei a kiszámított áramok értékei szerint.

A könyv referencia információkat közöl:

• megszakítók és biztosítékok védő tulajdonságaik jellemzőinek elemzésével;

• kábelek és berendezések kiválasztása, ideértve az elektromos motorok, tápegységek, generátorok és transzformátorok bemeneti készülékeinek védelmét szolgáló berendezéseket;

• bizonyos típusú megszakítók védelmének hátrányai;

• a távoli relé védelem használatának jellemzői;

• példák a tervezési problémák megoldására.

Itt töltheti le ezt a könyvet: Berendezések, pajzsok és kábelek kiválasztása 0,4 kV-os hálózatokban

2. RD 153–34.0–20.527–98 irányelvek

Ez a dokumentum meghatározza:

• módszerek szimmetrikus és aszimmetrikus üzemmódok rövidzárlati áramának kiszámítására 1 kV-nál nagyobb vagy ennél nagyobb feszültségű villamos berendezésekben;

• módszerek elektromos készülékek és vezetők hő- és elektrodinamikai ellenállásának ellenőrzésére;

• az elektromos eszközök kapcsolási képességének vizsgálati módszerei.

Az utasítások nem foglalják magukban a rövidzárlati áram kiszámítását a speciális működési körülmények között működő relévédelmi készülékek vonatkozásában.

Itt töltheti le: Útmutatások a rövidzárlati áramok kiszámításához

3. GOST 28249-93

A dokumentum leírja a váltakozó áramú elektromos berendezésekben fellépő rövidzárlatot és az 1 kV-ig terjedő feszültségű rendszerek számításának eljárását. 1995. január 1-jétől lépett hatályba Fehéroroszország és Kirgizisztán területén. Moldova, Oroszország, Tádzsikisztán, Türkmenisztán és Ukrajna.

Az állami szabvány meghatározza a rövidzárlati áramok kiszámításának általános módszereit szinkron és aszinkron gépek, reaktorok és transzformátorok, felsővezetékek és kábelek távvezetékeivel, gyűjtősínekkel, komplex komplex terhelésű csomópontokkal rendelkező szinkron és aszinkron gépek, reaktorok és transzformátorok rövidzárlati áramának kiszámításához.

Az elektromos berendezések tervezésének műszaki szabványait a jelenlegi állami szabványok határozzák meg, és azokat az Állami Állami Szabványügyi, Metrológiai és Tanúsítási Tanács hagyja jóvá.

Töltse le a GOST 28249-93 (2003) terméket. Rövidzárlatok az elektromos berendezésekben. Az 1 kV-os feszültségű váltakozó áramú elektromos berendezések számítási módszerei itt lehetnek: GOST a rövidzárlati áramok kiszámításához

A tervező műveleteinek sorrendje a rövidzárlati áramok kiszámításához

Kezdetben el kell készíteni az elemzéshez szükséges információkat, majd a számítás alapján kell elvégezni. A berendezés üzembe helyezése és üzembe helyezése után ellenőrzik a védelem helyes kiválasztását és működőképességét.

Forrás adatok gyűjtése

Bármely séma egyszerűsített formára redukálható, ha két részből áll:

1. feszültségforrás. Egy 0,4 kV-os hálózat esetében annak szerepét a teljesítmény-transzformátor másodlagos tekercselése játszik;

2. Az elektromos vezeték.

Ezek alatt összegyűjtik a szükséges jellemzőket.

Transzformátor adatok a rövidzárlati áramok kiszámításához

Megtudhatja:

• a rövidzárlati feszültség értéke (%) - Uкз;

• rövidzárlat veszteség (kW) - Rk;

• névleges feszültség a magas és az alsó oldalsó tekercseknél (kV. V) - Uvn, Unn;

• fázisfeszültség az alacsony oldalsó tekercsen (V) - Ef;

• névleges teljesítmény (kVA) - Snt;

• az egyfázisú rövidzárlat teljes ellenállása (mOhm) - Zt.

Tápvezeték-adatok a rövidzárlati áramok kiszámításához

Ide tartoznak:

• a kábelek jelölése és mennyisége az anyag és az erek szakaszának feltüntetésével;

• az út teljes hossza (m) - L;

• induktív ellenállás (mOhm / m) - X0;

• impedancia a nulla fázisú hurok számára (mOhm / m) - Zpt.

Ez a transzformátorra és vonalra vonatkozó információ a könyvtárakba koncentrálódik. A Kud ütési együtthatót szintén ott veszik.

Számítási sorrend

A megállapított jellemzők szerint kiszámítják őket:

• transzformátor - aktív és induktív ellenállás (mOhm) - Rt, Xt;

• vonalak - aktív, induktív és impedancia (mOhm).

Ezek az adatok lehetővé teszik az összes aktív és induktív ellenállás (mOhm) kiszámítását. És ezek alapján meghatározhatja az áramkör teljes ellenállását (mOhm) és az áramokat:

• háromfázisú áramkör és ütés (kA);

• egyfázisú rövidzárlat (kA).

Az utoljára kiszámított áramok értékei alapján választják meg a megszakítókat és más védőberendezéseket a fogyasztók számára.

A tervezők a rövidzárlati áram kiszámítását kézi, képlet, keresési táblázat és grafikon alapján, vagy speciális számítógépes programok segítségével végezhetik el.

Az üzembe helyezett valódi tápegységeken az összes áramot, beleértve a névleges és a rövidzárlatot is, automatikus oszcilloszkóp rögzíti.

Az ilyen oszcilloggramok lehetővé teszik a vészhelyzetek menetének, az energiaellátó berendezések és a védőberendezések helyes működésének elemzését.Hatékony intézkedéseket hoznak az elektromos áramkör fogyasztói megbízhatóságának javítása érdekében.