Trumpojo jungimo srovių skaičiavimas pradedantiesiems elektrikams

Projektuodami bet kurią energetikos sistemą, specialiai apmokyti elektros inžinieriai, naudodami techninius vadovus, lenteles, grafikus ir kompiuterines programas, analizuoja grandinės veikimą įvairiais režimais, įskaitant:

1. tuščiąja eiga;

2. vardinė apkrova;

3. avarinės situacijos.

Ypatingas pavojus yra trečiasis atvejis, kai atsiranda tinklo sutrikimų, kurie gali sugadinti įrangą. Dažniausiai jie yra siejami su „metaliniu“ tiekimo grandinės trumpinimu, kai tarp skirtingų įvesties įtampos atsitiktinių atomų elektrinės varžos, kurių matmenys yra dalelė omo, yra atsitiktinai sujungtos.

Tokie režimai vadinami trumpojo jungimo srovėmis arba sutrumpintai vadinami trumpuoju jungimu. Jie atsiranda, kai:

• automatikos ir apsaugos veikimo gedimai;

• personalo klaidos;

• įrangos sugadinimas dėl techninio senėjimo;

• natūralūs gamtos reiškinių padariniai;

• sabotažo ar vandalų veiksmai.

Trumpojo jungimo srovės yra žymiai didesnės nei vardinės apkrovos, pagal kurias sukuriama elektros grandinė. Todėl jie tiesiog išdegina silpnąsias įrangos vietas, sunaikina ją, sukelia gaisrus.

Be šiluminio naikinimo, jie dar turi dinaminį poveikį. Jos pasireiškimas gerai parodo vaizdo įrašą:

Norėdami pašalinti tokių avarijų vystymąsi eksploatacijos metu, jie pradeda su jais kovoti net elektros įrenginių projekto kūrimo etape. Norėdami tai padaryti, teoriškai apskaičiuokite trumpojo jungimo srovių atsiradimo galimybę ir jų dydį.

Šie duomenys naudojami toliau projektui kurti ir grandinės maitinimo elementams bei apsauginiams įtaisams parinkti. Įrenginių eksploatavimo metu jie nuolat dirba su jais.

Galimų trumpojo jungimo srovės apskaičiuojamos teoriniais metodais, taikant skirtingą tikslumo laipsnį, kuris yra tinkamas patikimam apsaugų sukūrimui.

Kokie elektriniai procesai yra trumpojo jungimo srovių apskaičiavimo pagrindas

Iš pradžių sutelksime dėmesį į tai, kad bet kokio tipo taikoma įtampa, įskaitant tiesioginę, kintamą sinusinę, impulsinę ar bet kurią kitą atsitiktinę, sukuria avarijos sroves, kurios pakartoja šios formos vaizdą arba keičia jį priklausomai nuo taikomo pasipriešinimo ir šalutinių veiksnių veikimo. Visa tai turi būti pateikta dizaineriams ir į juos reikia atsižvelgti atliekant skaičiavimus.

Trumpųjų jungimų srovių m veikimo įvertinimas leidžia atlikti:

• Ohmo dėsnis;

• iš įtampos šaltinio naudojamos galios charakteristikos dydis;

• naudojamos elektros grandinės struktūra;

• viso taikomo atsparumo šaltiniui vertė.

Ohmo įstatymas

Trumpųjų jungimų skaičiavimo pagrindas yra principas, kuris nustato, kad srovės stipris gali būti apskaičiuojamas pagal naudojamos įtampos vertę, jei ją padalinsite iš prijungto varžos vertės.

Tai taip pat taikoma apskaičiuojant vardines apkrovas. Vienintelis skirtumas yra tas, kad:

• optimalaus elektros grandinės veikimo metu įtampa ir varža yra praktiškai stabilizuota ir šiek tiek skiriasi, atsižvelgiant į darbo techninius standartus;

• avarijų atveju procesas vyksta spontaniškai, atsitiktinai. Bet tai galima numatyti, apskaičiuoti sukurtais metodais.

Maitinimo įtampa

Jo pagalba įvertinama galios energijos galimybė atlikti griaunamąjį darbą trumpojo jungimo srovėmis, išanalizuota jų eiga, vertė.

Pažvelkime į pavyzdį, kai vienas ir tas pats varinės vielos gabalas, kurio skerspjūvis yra pusantro kvadratinio mm, o ilgis - pusė metro, pirmiausia buvo prijungtas tiesiai prie „Krona“ akumuliatoriaus gnybtų, o po kurio laiko jie į fazinius ir nulinius kontaktus įkišo buitinį lizdą.

Pirmuoju atveju per laidą ir įtampos šaltinį tekės trumpojo jungimo srovė, kuri sušildys akumuliatorių iki būklės, kuri sugadins jo veikimą. Šaltinio galios nepakanka, kad sudegintumėte prijungtą trumpiklį ir nutrauktumėte grandinę.

Antruoju atveju veiks automatinė apsauga. Tarkime, kad jie visi yra sugedę ir užstrigę. Tada trumpojo jungimo srovė praeis per namo laidus, pasieks įvesties skydą į butą, įėjimas, pastatas ir per kabelį ar oro liniją pateks į elektros transformatoriaus pastotę.

Dėl to prie transformatoriaus apvijos yra prijungta gana ilga grandinė su daugybe laidų, kabelių ir jų prijungimo vietų. Jie žymiai padidins mūsų trumpojo jungimo elektrinę varžą. Tačiau net ir šiuo atveju labai tikėtina, kad jis neatlaikys naudojamos galios ir tiesiog sudegs.

Grandinės konfigūracija

Kai vartotojai maitinami, įtampa jiems tiekiama skirtingais būdais, pavyzdžiui:

• per nuolatinės srovės šaltinio teigiamų ir neigiamų gnybtų galimybes;

• vienfazio buitinio tinklo fazė ir nulis - 220 voltų;

• trifazė 0,4 kV grandinė.

Kiekvienu iš šių atvejų įvairiose vietose gali atsirasti izoliacijos gedimų, dėl kurių per jas gali tekėti trumpojo jungimo srovės. Tik trifazės kintamosios srovės grandinės, trumpasis jungimas tarp:

• visos trys fazės vienu metu - vadinama trifaziu;

• bet kurios dvi fazės tarpusavyje - tarpfazės;

• bet kokia fazė ir nulis - vienfazis;

• fazė ir įžeminimas - viena fazė į žemę;

• dvi fazės ir įžeminimas - dvi fazės į žemę;

• trys fazės ir žemės - trys fazės į žemę.

Kuriant įrangos maitinimo projektą, reikia apskaičiuoti ir atsižvelgti į visus šiuos režimus.

Grandinės elektrinės varžos poveikis

Linijos ilgis nuo įtampos šaltinio iki trumpojo jungimo vietos turi tam tikrą elektrinę varžą. Jo vertė riboja trumpojo jungimo sroves. Transformatoriaus apvijų, induktorių, ritinių, kondensatorių plokščių buvimas padidina indukcinį ir talpinį pasipriešinimą, sudarydamas aperiodinius komponentus, iškreipiančius simetrišką pagrindinių harmonikų formą.

Esami trumpojo jungimo srovių skaičiavimo metodai leidžia juos pakankamai tiksliai apskaičiuoti praktikai pagal anksčiau paruoštą informaciją. Faktinė jau surinktos grandinės elektrinė varža gali būti išmatuota šiuo metodu fazės nulio kilpos. Tai leidžia jums patikslinti skaičiavimą, atlikti koregavimus pasirenkant gynybą.

Pagrindiniai trumpojo jungimo srovių skaičiavimo dokumentai

1. Trumpojo jungimo srovių apskaičiavimo metodas

Tai gerai pasakyta A. V. Belyajevo knygoje „Įrangos, apsaugų ir kabelių pasirinkimas 0,4 kV tinkluose“, išleistoje „Energoatomizdat“ 1988 m. Informacija užima 171 puslapius.

Knygoje pateikiama:

• trumpojo jungimo srovių skaičiavimo seka;

• atsižvelgiant į srovės ribojamąjį elektros lanko poveikį pažeidimo vietoje;

• apsaugos priemonių parinkimo pagal apskaičiuotų srovių vertes principai.

Knygoje skelbiama informacinė informacija apie:

• grandinės pertraukikliai ir saugikliai su jų apsauginių savybių charakteristikų analize;

• kabelių ir įrangos pasirinkimas, įskaitant elektros variklių apsaugos įrenginius, galios agregatus, generatorių ir transformatorių įvesties įtaisus;

• tam tikrų tipų jungtuvų apsaugos trūkumai;

• nuotolinės relinės apsaugos naudojimo ypatybės;

• dizaino problemų sprendimo pavyzdžiai.

Atsisiųsti šią knygą galite čia: Įrangos, skydų ir kabelių parinkimas 0,4 kV tinkluose

2. Gairės RD 153—34.0—20.527—98

Šis dokumentas apibūdina:

• simetrinių ir asimetrinių režimų trumpojo jungimo srovių apskaičiavimo metodai elektros įrenginiuose, kurių įtampa yra didesnė kaip 1 kV ir didesnė;

• elektrinių aparatų ir laidininkų šiluminės ir elektrodinaminės varžos tikrinimo metodai;

• elektrinių prietaisų galimybės perjungti bandymo metodai.

Instrukcijose neaptariamas trumpojo jungimo srovių, susijusių su relių apsaugos įtaisais, turinčiais specifines darbo sąlygas, skaičiavimas.

Juos galite atsisiųsti čia: Trumpojo jungimo srovių apskaičiavimo gairės

3. GOST 28249-93

Dokumente aprašomi trumpi jungimai, atsirandantys kintamos srovės elektros įrenginiuose, ir jų apskaičiavimo tvarka sistemose, kurių įtampa yra iki 1 kV. Jis įsigaliojo nuo 1995 m. Sausio 1 d. Baltarusijos ir Kirgizijos teritorijose. Moldova, Rusija, Tadžikistanas, Turkmėnistanas ir Ukraina.

Valstybės standartas apibrėžia bendruosius trumpojo jungimo srovių apskaičiavimo pradiniu ir bet kokiu savavališku momentu momentus elektros instaliacijose su sinchroninėmis ir asinchroninėmis mašinomis, reaktoriais ir transformatoriais, oro ir kabelių elektros linijomis, magistralėmis, sudėtingos kompleksinės apkrovos mazgais.

Elektrinių įrenginių projektavimo techninius standartus nustato dabartiniai valstybiniai standartai ir suderinti Tarpvyriausybinė standartizacijos, metrologijos ir sertifikavimo taryba.

Atsisiųskite GOST 28249-93 (2003). Elektros instaliacijos trumpasis jungimas. Skaičiavimo metodai kintamos srovės elektros įrenginiuose, kurių įtampa neviršija 1 kV, gali būti šie: GOST trumpųjų jungimų srovėms apskaičiuoti

Projektuotojo veiksmų seka trumpojo jungimo srovėms apskaičiuoti

Iš pradžių reikia paruošti analizei reikalingą informaciją, o paskui ją atlikti remiantis skaičiavimais. Įdiegę įrangą, skirtą jos eksploatacijai, ir eksploatacijos metu patikrinama, ar tinkamai parinktos ir apsauginės priemonės veikia.

Šaltinių duomenų rinkimas

Bet kurią schemą galima susiaurinti iki supaprastintos formos, kai ją sudaro dvi dalys:

1. įtampos šaltinis. 0,4 kV tinkle jo vaidmenį atlieka galios transformatoriaus antrinė apvija;

2. Elektros linija.

Pagal juos renkamos būtinos charakteristikos.

Transformatoriaus duomenys trumpojo jungimo srovėms apskaičiuoti

Sužinok:

• trumpojo jungimo įtampos vertė (%) - Uкз;

• trumpojo jungimo nuostoliai (kW) - Rk;

• vardinė aukštųjų ir žemųjų šoninių apvijų įtampa (kV. V) - Uvn, Unn;

• fazės įtampa žemoje šoninėje apvijoje (V) - Ef;

• vardinė galia (kVA) - Snt;

• vienfazio trumpojo jungimo bendroji srovės varža (mOhm) - Zt.

Tiekimo linijos duomenys trumpojo jungimo srovėms apskaičiuoti

Tai apima:

• kabelių žymės ir kiekis nurodant medžiagą ir venų skyrių;

• bendras maršruto ilgis (m) - L;

• indukcinis pasipriešinimas (mOhm / m) - X0;

• nulinės fazės varžos varža (mOhm / m) - Zpt.

Ši informacija apie transformatorių ir liniją yra sukaupta kataloguose. Ten taip pat imamas Kudo smūgio koeficientas.

Skaičiavimo seka

Pagal nustatytas savybes jie apskaičiuojami:

• transformatorius - aktyvusis ir indukcinis atsparumas (mOhm) - Rt, Xt;

• linijos - aktyvioji, indukcinė ir varža (mOhm).

Šie duomenys leidžia apskaičiuoti bendrą aktyviąją ir indukcinę varžą (mOhm). Ir pagal juos galite nustatyti bendrą grandinės varžą (mOhm) ir sroves:

• trifazė grandinė ir šokas (kA);

• vienfazis trumpasis jungimas (kA).

Pagal paskutines apskaičiuotas sroves jie pasirenka grandinės pertraukiklius ir kitus vartotojams skirtus apsauginius įtaisus.

Dizaineriai gali apskaičiuoti trumpojo jungimo sroves rankiniu būdu pagal formules, paieškos lenteles ir grafikus arba naudodamiesi specialiomis kompiuterinėmis programomis.

Įjungtoje realios galios įrangoje visos srovės, įskaitant vardinį ir trumpąjį jungimą, registruojamos automatiniais osciloskopais.

Tokios oscilogramos leidžia analizuoti avarinių situacijų eigą, teisingą galios įrangos ir apsauginių įtaisų veikimą.Jie imasi veiksmingų priemonių elektros grandinės vartotojų patikimumui pagerinti.