Tema: kas yra trumpasis jungimas elektros grandinėje, kokios trumpojo jungimo pasekmės.
Daugelis yra girdėję apie elektros trumpąjį jungimą, tačiau ne visi žino šio reiškinio esmę. Spręskime tai. Taigi, jei pasigilinsite į pačią frazę „trumpasis jungimas“, suprasite, kad vyksta kažkoks procesas, kurio metu kažkas uždaroma trumpuoju, būtent trumpiausiu srauto keliu. elektros srovė (elektros krūviai dirigente). Paprasčiau tariant, yra kelias, kuriuo teka elektra, jos krūvių srovė. Tai įvairios elektros grandinės, elektros laidininkai. Kuo ilgesnis šis kelias, tuo daugiau kliūčių turi įveikti mokesčiai, tuo daugiau elektrinė varžašis kelias. O iš Ohmo dėsnio žinoma, kad kuo didesnė grandinės varža, tuo mažesnė srovė bus joje (esant tam tikrai įtampos vertei). Todėl trumpiausiu keliu bus didžiausia galima srovė, o šis kelias bus trumpas, jei sutrumpės paties maitinimo šaltinio galai.
Apskritai, mes turime, pavyzdžiui, įprastą automobilio akumuliatorių (įkrautą). Jei prie jos prijungiate lemputę, skirtą akumuliatoriaus įtampai (12 voltų), tada, kai per šią lempą praeina tam tikros vertės srovė, gausime šviesos ir šilumos spinduliuotę. Lempa turi tam tikrą elektrinę varžą, kuri riboja per šią grandinę tekančią srovę. Norėdami tyčia trumpąjį jungimą, tereikia paimti vielos gabalą ir prijungti jį prie akumuliatoriaus laidų galų (lygiagrečiai lempai). Šis laidas turi labai mažą pasipriešinimą, palyginti su lempa. Todėl nėra specialaus apribojimo, kuris neleistų judėti įkrautoms dalelėms. Ir kai tik uždarome tokią grandinę, gauname trumpąjį jungimą. Viela iš karto tekės didelė srovė, kuris gali tiesiog įkaitinti ir išlydyti šį vielos gabalą.
Dėl tokio trumpojo jungimo laidininkas (jo izoliacija) užsidegs iki gaisro, jei šis laidininkas savo užsidegimu perduos ugnį šalia esantiems degiems daiktams. Be to, toks staigus, spazminis srovės srautas gali pakenkti pačiam akumuliatoriui. Šiuo metu jis taip pat pradeda kaisti. Ir kaip žinote, baterijos tikrai nemėgsta per didelio karščio. Mažiausiai jų tarnavimo laikas žymiai sutrumpėja, o maksimaliai jie sugenda, netgi užsidega ir sprogsta. Jei toks trumpasis jungimas įvyksta, pavyzdžiui, su ličio baterija telefone (kurio viduje nėra elektroninės apsaugos), kelias sekundes įvyksta stiprus įkaitimas, po kurio užsidega liepsna ir sprogimas.
Yra keletas baterijų, kurios iš pradžių buvo skirtos tiekti didelę srovę (traukos akumuliatoriai), tačiau net ir naudojant juos visiškas trumpasis jungimas gali sukelti didelių problemų. Na, o kas nutinka įtampai trumpojo jungimo metu? Iš mokyklos fizikos reikėtų žinoti, kad kuo didesnė srovė, tuo didesnis įtampos kritimas šioje grandinės dalyje. Todėl, kai prie maitinimo šaltinio neprijungta jokia apkrova, ant jo galite matyti maksimalią įtampos vertę (tai yra šaltinis emf tiekimas, jo elektrovaros jėga). Kai tik įkrauname šį maitinimo šaltinį, iškart atsiranda tam tikras įtampos kritimas. Ir kuo didesnė apkrova, tuo didesnis įtampos kritimas. Kadangi trumpojo jungimo atveju grandinės varža praktiškai lygi nuliui, o srovės stipris bus didžiausias įmanomas, įtampos kritimas maitinimo šaltinyje taip pat bus maksimalus (arti nulio).
Tai svarstėme visiško trumpojo jungimo, kuris įvyksta tiesiai prie maitinimo šaltinio gnybtų, galimybę. Taip, štai ką dar galima apie tai pridurti. Akumuliatoriaus atveju bus didelė srovės apkrova vidinėms akumuliatoriaus dalims ir cheminėms medžiagoms (elektrolitui, plokštėms, laidams). Įvykus trumpajam jungimui tokiuose energijos šaltiniuose kaip elektros generatoriai, srovės apkrova tenka šių generatorių apvijoms, o tai lemia per didelį jo įkaitimą ir pažeidimus (na, tos grandinės, kurios veikia generatoriuje po šios apvijos). Trumpasis jungimas įvairių maitinimo šaltinių gnybtuose sukelia perkaitimą ir gedimą elektros grandinės srovės šaltiniai ir antrinė apvija transformatorius.
Įrenginyje gali įvykti trumpasis jungimas elektros grandinė laidų schemos. Tokiu atveju pasekmės taip pat itin neigiamos. Tačiau tuo pačiu metu srovės stiprumas, kaip taisyklė, jau bus šiek tiek mažesnis nei trumpojo jungimo atveju maitinimo šaltinio išvestyje. Pavyzdžiui, yra garso stiprintuvo grandinė. Staiga dėl prastos pačių garsiakalbių izoliacijos šio stiprintuvo garso išvestyje įvyksta trumpasis jungimas. Dėl to greičiausiai sudegs išvesties tranzistoriai, mikroschema paskutinėse garso stiprinimo stadijose. Pats maitinimo šaltinis šiuo atveju gali net neturėti įtakos, nes per didelė srovės apkrova jo gali nepasiekti. Manau, supratote trumpojo jungimo esmę.
P.S. Bet kokiu atveju elektros trumpojo jungimo reiškinys sukelia pražūtingų pasekmių. Apsaugai nuo to dažniausiai naudojami įprasti saugikliai, grandinės pertraukikliai, apsaugos grandinės ir kt. Jų užduotis yra greitai nutraukti elektros grandinę smarkiai padidėjus srovės stiprumui. Tai yra, paprastas saugiklis yra tarsi silpniausia grandis visose elektros grandinėse. Kai tik stipriai padidės srovės stipris, lydžioji grandis tiesiog išsilydo ir nutraukia grandinę. Dėl to daugeliu atvejų kitos grandinės grandinės lieka nepažeistos.
Pagrindinė maitinimo sistemos (PSS) normalios veiklos sutrikimo priežastis – trumpieji jungimai (SC) tinkle ar elektros įrenginyje dėl izoliacijos pažeidimo ar netinkamų techninės priežiūros darbuotojų veiksmų. Norint sumažinti žalą, atsiradusią dėl elektros įrenginių gedimo trumpojo jungimo srovių tekėjimo metu, taip pat greitai atkurti normalų saulės elektrinės darbą, būtina teisingai nustatyti trumpojo jungimo sroves ir parinkti elektros įrenginius. , apsauginės priemonės ir trumpojo jungimo srovių ribojimo priemonės.
trumpas sujungimas vadinamas tiesioginiu ryšiu tarp bet kurių skirtingų fazių taškų, fazinio ir nulinio laido arba fazės su įžeminimu, kurio nenumato įprastos įrenginio eksploatavimo sąlygos.
Pagrindiniai trumpųjų jungimų tipai elektros sistemose:
3. Vienfazis trumpasis jungimas, kurioje viena iš fazių yra trumpai sujungta su neutraliu laidu arba įžeminimu. Simbolis vienfazių trumpojo jungimo taškai 
Nurodomos srovės, įtampos, galios ir kiti dydžiai, susiję su vienfaziu trumpuoju jungimu 
,
,
ir tt
Yra ir kitų tipų trumpųjų jungimų, susijusių su laidų pertraukomis ir tuo pačiu metu vykstančiais įvairių fazių laidų trumpaisiais jungimais.
Trifazis trumpasis jungimas yra simetriškas, nes su juo visos trys fazės yra tomis pačiomis sąlygomis. Visi kiti trumpųjų jungimų tipai yra asimetriški, nes su jais fazės nelieka tomis pačiomis sąlygomis, todėl srovių ir įtampų sistemos yra iškraipytos.
Įvykus trumpajam jungimui, sumažėja bendra elektros energijos tiekimo sistemos grandinės varža, dėl to stipriai padidėja srovės sistemos atšakose, o tam tikrose sistemos dalyse sumažėja įtampos.
Elektros sistemų elementai turi aktyviąją ir reaktyviąją (indukcinę arba talpinę) varžas, todėl staigiai sutrikus normaliam darbui (įvykus trumpajam jungimui), elektros sistema yra virpesių grandinė. Srovės sistemos šakose ir įtampos atskirose jos dalyse po trumpojo jungimo kurį laiką keisis pagal šios grandinės parametrus. Tie. trumpojo jungimo metu pažeistos sekcijos grandinėje vyksta pereinamasis procesas.
Trumpojo jungimo metu kiekvienoje iš fazių, kartu su periodiniu srovės komponentu (kintamojo ženklo srovės komponentu), yra aperiodinis srovės komponentas (pastoviojo ženklo komponentas), kuris taip pat gali keisti ženklą, bet ilgesniais intervalais, palyginti su periodiniu.
Momentinė vertė pilna srovė Trumpasis jungimas tam tikru laiko momentu:
kur 
- periodinis trumpojo jungimo srovės komponentas laiko momentu 
;
- kampinis dažnis kintamoji srovė; 
- šaltinio įtampos fazinis kampas laiko momentu ;
- srovės poslinkio kampas trumpajame jungime šaltinio įtampos atžvilgiu; - trumpojo jungimo laiko konstanta; 
- trumpojo jungimo induktyvumas, indukcinė ir aktyvioji varža.
Periodinis komponentas 
trumpojo jungimo srovė (1 pav.) yra visiems vienoda trys fazės ir bet kuriam laiko momentui nustatomas pagal gaubtinės ordinatės vertę, padalytą iš 
. Periodinis komponentas 
trumpojo jungimo srovė yra skirtinga visoms trims fazėms (žr. 2 pav.) ir skiriasi priklausomai nuo trumpojo jungimo momento.
Ryžiai. 3. Trumpojo jungimo srovės periodinio komponento laiko pokytis:
a) kai maitinamas generatoriais be ATS; b) kai maitina generatoriai su ATS; c) kai maitinamas iš elektros sistemos.
Periodinio komponento amplitudė pereinamajame procese kinta pagal trumpojo jungimo šaltinio EMF pokytį (3 pav.) Esant šaltinio galiai, proporcingai elemento, kuriame yra trumpasis jungimas, galia, taip pat nesant AVR generatorių, šaltinio EMF sumažėja nuo pradinės vertės 
į pastovią būseną 
, dėl to periodinio komponento amplitudė pasikeičia nuo 
(supertransientinė trumpojo jungimo srovė) iki 
(ilgalaikis trumpasis jungimas) (3a pav.).
Esant AVR generatoriams, periodinis trumpojo jungimo srovės komponentas keičiasi, kaip parodyta fig. 3, b. Periodinio komponento sumažėjimas pradiniame trumpojo jungimo periode paaiškinamas ARV prietaiso veikimo inercija, kuri pradeda veikti per 0,08-0,3 s nuo trumpojo jungimo pradžios. Padidėjus generatoriaus sužadinimo srovei, padidėja jo EMF ir atitinkamai periodinė trumpojo jungimo srovės sudedamoji dalis iki pastovios vertės.
Jei šaltinio galia yra žymiai didesnė už elemento, kuriame svarstomas trumpasis jungimas, galią, kuri atitinka neribotos galios šaltinį, kurio vidinė varža lygi nuliui, tada šaltinio EMF yra pastovus. Todėl trumpojo jungimo srovės periodinė dedamoji pereinamojo proceso metu nekinta (3 pav., c), t.y.
Periodinis trumpojo jungimo srovės komponentas 
yra skirtingas visose fazėse ir gali skirtis priklausomai nuo trumpojo jungimo momento ir ankstesnio režimo (per laikotarpį). Aperiodinės srovės dedamosios nykimo greitis priklauso nuo santykio tarp trumpojo jungimo aktyviosios ir indukcinės varžos, t.y. nuo pastovaus 
: kuo didesnė grandinės aktyvioji varža, tuo intensyvesnis slopinimas. Periodinis trumpojo jungimo srovės komponentas pastebimai pasireiškia tik per pirmąsias 0,1–0,2 s nuo trumpojo jungimo pradžios. Paprastai nustatoma pagal didžiausią įmanomą momentinę vertę, kuri (grandinėse su vyraujančia indukcine varža 
) vyksta tuo momentu, kai šaltinio įtampa pereina per nulinę reikšmę ( 
) ir nėra apkrovos srovės. Kuriame 
.Šiuo atveju didžiausią vertę turi bendra trumpojo jungimo srovė. Šios sąlygos apskaičiuojamos nustatant trumpojo jungimo sroves.
Didžiausia momentinė trumpojo jungimo srovė atsiranda maždaug po pusės periodo, t.y. 0,01 s po trumpojo jungimo. Didžiausia galima momentinė trumpojo jungimo srovė vadinama smūgine srove 
(3 pav.) Nustatyta šiuo metu 
Su:
kur 
- smūgio koeficientas, priklausomai nuo trumpojo jungimo laiko konstantos.
Bendros trumpojo jungimo srovės efektyvioji vertė tam tikram laiko momentui nustatoma pagal išraišką:
(3.4)
kur 
- trumpojo jungimo srovės periodinio komponento efektyvioji vertė; 
- efektyvioji aperiodinio komponento vertė lygi
(3.5)
Didžiausia efektyvioji smūgio srovės vertė per pirmąjį laikotarpį nuo trumpojo jungimo proceso pradžios:
(3.6)
Trumpojo jungimo galia tam tikram laiko momentui:
(3.7)
Trumpojo jungimo maitinimo šaltiniai. Skaičiuojant trumpojo jungimo sroves, daroma prielaida, kad trumpojo jungimo galios šaltiniai yra turbo ir hidrogeneratoriai, sinchroniniai kompensatoriai ir varikliai bei asinchroniniai varikliai. Į asinchroninių variklių įtaką atsižvelgiama tik pradiniu laiko momentu ir tais atvejais, kai jie yra tiesiogiai prijungti prie trumpojo jungimo vietos.
Nustatyti kiekiai. Skaičiuojant trumpojo jungimo sroves, nustatomi šie dydžiai:
- trumpojo jungimo srovės periodinio komponento pradinė vertė (pradinė supertransientinės trumpojo jungimo srovės vertė);
- šoko trumpojo jungimo srovė, reikalinga elektros prietaisų, padangų ir izoliatorių elektrodinaminiam stabilumui patikrinti;
- didžiausia efektyvioji šoko trumpojo jungimo srovės vertė, reikalinga elektros aparato stabilumui patikrinti per pirmąjį trumpojo jungimo proceso laikotarpį;
- prasmė dėl 
, būtina patikrinti grandinės pertraukiklius dėl srovės, kurią jie išjungia;
- efektyvioji pastovios būsenos trumpojo jungimo srovės vertė, kuri naudojama patikrinti elektros aparatai, šynos, įvorės ir kabeliai šiluminiam stabilumui užtikrinti;
- trumpojo jungimo galia laikui ;pasiryžta patikrinti automatinius jungiklius pagal didžiausią leistiną atjungtą galią. Didelės spartos grandinės pertraukikliams šis laikas gali būti sumažintas iki 0,08 s.
Prielaidos ir projektavimo sąlygos. Siekiant palengvinti trumpojo jungimo srovių skaičiavimą, daromos kelios prielaidos:
1) Laikoma, kad visų šaltinių EML yra fazėje;
2) EML šaltiniai, gerokai nutolę nuo trumpojo jungimo vietos ( 
), laikomi nepakeistais;
3) neatsižvelgti į skersinius talpinius trumpojo jungimo jungimus (išskyrus 330 kV oro linijas ir 110 kV aukštesnes kabelines linijas) ir transformatorių įmagnetinimo sroves;
4) į trumpojo jungimo aktyviąją varžą atsižvelgiama tik su santykiu 
,
kur 
ir 
- lygiavertės trumpojo jungimo aktyviosios ir reaktyviosios varžos;
5) kai kuriais atvejais neatsižvelgiama (arba apytiksliai) į apkrovų įtaką, ypač į mažų asinchroninių ir sinchroninių variklių įtaką.
Atsižvelgiant į trumpojo jungimo srovių nustatymo tikslą, nustatomos projektavimo sąlygos, kurios apima projektavimo schemos sudarymą, trumpojo jungimo režimo, trumpojo jungimo tipo, trumpojo jungimo taškų vietos ir numatomo trumpojo jungimo laiko nustatymą.
Nustatant trumpojo jungimo režimą, priklausomai nuo skaičiavimo tikslo, nustatomi galimi didžiausi ir mažiausi trumpojo jungimo srovių lygiai. Taigi, pavyzdžiui, elektros įrangos tikrinimas dėl trumpojo jungimo srovių elektrodinaminio ir šiluminio poveikio atliekamas griežčiausiu režimu - maksimaliu, kai per bandomąjį elementą teka didžiausia trumpojo jungimo srovė. Priešingai, pagal minimalų režimą, atitinkantį mažiausią trumpojo jungimo srovę , apskaičiuoti ir patikrinti įrenginių veikimą relės apsauga ir automatizavimas.
Trumpojo jungimo tipo pasirinkimas nustatoma pagal trumpojo jungimo srovių skaičiavimo tikslą. Įtaisų ir kietų padangų elektrodinaminei varžai nustatyti skaičiuojamas trifazis trumpasis jungimas; prietaisų, laidininkų šiluminei varžai nustatyti – trifazis arba dvifazis trumpasis jungimas, priklausomai nuo srovės. Prietaisų lūžimo ir gamybos gebėjimų tikrinimas atliekamas trifaziu arba pagal vienfazė srovė Trumpasis jungimas į žemę (tinkluose su didelėmis įžeminimo srovėmis), priklausomai nuo jo vertės.
Trumpojo jungimo tipo pasirinkimas relinės apsaugos skaičiavimuose priklauso nuo jo funkcinės paskirties ir gali būti trijų, dviejų, vienfazių ir dviejų fazių trumpasis jungimas į žemę.
Trumpojo jungimo taškų vietos parenkami taip, kad trumpojo jungimo metu bandoma elektros įranga, laidininkai būtų nepalankiausiomis sąlygomis. Pavyzdžiui, norint pasirinkti perjungimo įrangą, reikia pasirinkti trumpojo jungimo vietą tiesiai ant jų išvesties gnybtų, pasirinkti skyrių kabelinė linija sukurti trumpojo jungimo srovę linijos pradžioje. Trumpojo jungimo taškų vietos relinės apsaugos skaičiavimuose nustatomos pagal jos paskirtį – saugomos zonos pradžioje arba pabaigoje.
Numatomas trumpojo jungimo laikas. Tikrasis trumpojo jungimo laikas nustatomas pagal apsaugos ir atjungimo įrangos trukmę,
. (3.8)
Skaičiavimams naudojamas sumažintas (fiktyvus) laikas – laikotarpis, per kurį pastovi trumpojo jungimo srovė išskiria tiek pat šilumos, kiek realiai praeinanti trumpojo jungimo srovė turėtų išleisti per faktinį trumpojo jungimo laiką. .
Sutrumpintas laikas, atitinkantis bendrą trumpojo jungimo srovę,
. (3.9)
kur 
- sutrumpintas trumpojo jungimo srovės periodinio komponento laikas;
- sutrumpintas trumpojo jungimo srovės periodinio komponento laikas.
Su realiu laiku 
su sumažintu laiku trumpojo jungimo srovės periodiniam komponentui nustatomas nomogramomis.
Su realiu laiku 
Su 
, kur 
- nurodyto laiko vertė 
Su.
Aperiodinio komponento sutrumpinto laiko nustatymas , ir yra gaminamas 
pagal formulę:
, (3.10)
kur 
- pradinės supertransientinės srovės ir srovės, nustatytos gedimo vietoje, santykis ( 
).
At 
- pagal formulę:
. (3.11)
Realiu laiku daugiau nei 1 sek. arba 
sutrumpintas trumpojo jungimo srovės periodinio komponento laikas ( ) galima nepaisyti.
Sveiki, mieli skaitytojai ir svetainės elektriko užrašai lankytojai.
Savo svetainėje turiu straipsnį apie . Citavau atvejus iš savo praktikos.
Taigi, siekiant kuo labiau sumažinti tokių nelaimingų atsitikimų ir incidentų pasekmes, būtina pasirinkti tinkamą elektros įrangą. Tačiau norint jį teisingai pasirinkti, reikia mokėti apskaičiuoti trumpojo jungimo sroves.
Šiandienos straipsnyje parodysiu, kaip galite savarankiškai apskaičiuoti trumpojo jungimo srovę arba trumpojo jungimo srovę, naudodamiesi tikru pavyzdžiu.
Suprantu, kad daugeliui iš jūsų nereikia daryti skaičiavimų, nes. Dažniausiai tai atlieka arba dizaineriai organizacijose (firmose), turinčiose licenciją, arba studentai, rašantys kitą kursinį ar diplominį projektą. Ypač suprantu pastarąjį, nes pats būdamas studentas (dar 2000 m.), labai apgailestavo, kad tinkle nėra tokių svetainių. Taip pat šis leidinys bus naudingas energetikams ir pakels saviugdos lygį, ar atgaivins atmintį apie kažkada buvusią medžiagą.
Beje, jau atnešiau. Jei susidomėjote, sekite nuorodą ir perskaitykite.
Taigi, imkimės reikalo. Prieš kelias dienas mūsų įmonėje kilo gaisras. kabelio maršrutas prie dirbtuvių surinkimo Nr.10. Išdegė beveik visiškai kabelių dėklas su visa galia ir valdymo kabeliai. Štai nuotrauka iš įvykio vietos.
Daug nesileisiu į „apklausą“, bet mano vadovybei kilo klausimas dėl įžanginės dalies veikimo. grandinės pertraukiklis ir jos atitikimas saugomai linijai. Paprastais žodžiais Pasakysiu, kad juos domino trumpojo jungimo srovės dydis įvesties maitinimo kabelio linijos gale, t.y. toje vietoje, kur kilo gaisras.
Natūralu, kad ne projekto dokumentacija parduotuvių elektrikams, pagal trumpojo jungimo srovių skaičiavimus. šiai eilutei nebuvo kam, o visą skaičiavimą turėjau atlikti pačiam, kurį paskelbiu viešoje erdvėje.
Duomenų rinkimas trumpojo jungimo srovių skaičiavimui
Maitinimo mazgas Nr. 10, šalia kurio kilo gaisras, yra maitinamas per automatinį jungiklį A3144 600 (A) variniu kabeliu SBG (3x150) iš laipsniško transformatoriaus Nr. 1 10 / 0,5 (kV) galios 1000 (kVA).
Nenustebkite, mūsų įmonėje vis dar yra daug veikiančių pastočių su izoliuota neutralia 500 (V) ir net 220 (V) įtampa.
Netrukus parašysiu straipsnį apie tai, kaip sujungti 220 (V) ir 500 (V) tinklą su izoliuota neutrale. Nepraleiskite naujo straipsnio išleidimo – užsiprenumeruokite naujienas.
Žemyninis transformatorius 10 / 0,5 (kV) maitinamas AASHv maitinimo kabeliu (3x35) iš aukštos įtampos paskirstymo pastotės Nr.20.
Kai kurie trumpojo jungimo srovės apskaičiavimo paaiškinimai
Norėčiau pasakyti keletą žodžių apie patį trumpojo jungimo procesą. Trumpojo jungimo metu grandinėje vyksta pereinamieji procesai, susiję su joje esančiais induktyvumais, kurie užkerta kelią staigiam srovės pokyčiui. Šiuo atžvilgiu trumpojo jungimo srovė Perėjimo proceso metu galima suskirstyti į 2 komponentus:
- periodinis (pasirodo pradiniu momentu ir nemažėja tol, kol elektros instaliacija neatjungiama nuo apsaugos)
- periodinis (pasirodo pradiniu momentu ir greitai sumažėja iki nulio pasibaigus pereinamajam procesui)
Trumpojo jungimo srovė Skaiciuosiu pagal RD 153-34,0-20,527-98.
Tuo norminis dokumentas sakoma, kad trumpojo jungimo srovės apskaičiavimą leidžiama atlikti apytiksliai, tačiau su sąlyga, kad skaičiavimo paklaida neviršija 10%.
Atliksiu trumpojo jungimo srovių skaičiavimą santykiniais vienetais. Aš prilyginsiu grandinės elementų reikšmes pagrindinėms sąlygoms, atsižvelgdamas į galios transformatoriaus transformacijos santykį.
Tikslas yra A3144, kurio srovės įvertinimas yra 600 (A) vienam perjungimo pajėgumui. Norėdami tai padaryti, turiu nustatyti trifazę ir dvifazę trumpojo jungimo srovę maitinimo kabelio linijos gale.
Trumpojo jungimo srovių skaičiavimo pavyzdys
Mes priimame 10,5 (kV) įtampą kaip pagrindinę pakopą ir nustatome pagrindinę elektros energijos sistemos galią:
pagrindinė elektros sistemos galia Sb = 100 (MVA)
bazinė įtampa Ub1 = 10,5 (kV)
trumpojo jungimo srovė pastotės Nr.20 šynose (pagal projektą) Ikz = 9,037 (kA)
Mes sudarome elektros energijos tiekimo skaičiavimo schemą.
Šioje diagramoje nurodome visus elektros grandinės elementus ir jų. Taip pat nepamirškite nurodyti taško, kuriame turime rasti trumpojo jungimo srovę. Viršuje esančiame paveikslėlyje pamiršau tai nurodyti, todėl paaiškinsiu žodžiais. Jis yra iš karto po žemos įtampos kabelio SBG (3x150) prieš surinkimą Nr. 10.
Tada mes sudarysime lygiavertę grandinę, pakeisdami visus aukščiau pateiktos grandinės elementus aktyviosiomis ir reaktyviosiomis varžomis.
Skaičiuojant trumpojo jungimo srovės periodinę dedamąją, leidžiama nepaisyti kabelių ir oro linijų aktyviosios varžos. Tikslesniam skaičiavimui atsižvelgsiu į aktyviąją kabelių linijų varžą.
Žinodami pagrindines galias ir įtampas, randame pagrindines sroves kiekvienam transformacijos etapui:
Dabar reikia rasti kiekvieno grandinės elemento reaktyviąją ir aktyviąją varžą santykiniais vienetais ir apskaičiuoti bendrą ekvivalentinės grandinės atsparumą nuo maitinimo šaltinio (maitinimo sistemos) iki trumpojo jungimo taško. (paryškinta raudona rodykle).
Apibrėžkime reaktyvumas lygiavertis šaltinis (sistema):
Nustatykime kabelio linijos 10 (kV) reaktyvumą:
- Xo - specifinė AASHv kabelio indukcinė varža (3x35), kurią paimame iš maitinimo šaltinio ir elektros įrangos žinyno A.A. Fiodorovas, 2 tomas, skirtukas. 61,11 (matuojama omų/km)
Nustatykime kabelio linijos 10 (kV) aktyviąją varžą:
- Ro - specifinė aktyvioji varža AASHv kabeliui (3x35), kurią paimame iš maitinimo šaltinio ir elektros įrangos žinyno A.A. Fiodorovas, 2 tomas, skirtukas. 61,11 (matuojama omų/km)
- l yra kabelio linijos ilgis (kilometrais)
Nustatykime dviejų apvijų transformatoriaus reaktyviąją varžą 10 / 0,5 (kV):
- uk% - transformatoriaus trumpojo jungimo įtampa 10 / 0,5 (kV), kurios galia yra 1000 (kVA), mes paimame iš maitinimo šaltinio ir elektros įrangos žinyno A.A. Fiodorovas, skirtukas. 27.6
Neatsižvelgiau į aktyviąją transformatoriaus varžą, nes jis yra nepalyginamai mažas, palyginti su reaktyviuoju.
Nustatykime kabelio linijos reaktyvumą 0,5 (kV):
- Xo - SBG kabelio (3x150) varža, kurią paimame iš maitinimo šaltinio ir elektros įrangos žinyno A.A. Fiodorovas, skirtukas. 61,11 (matuojama omų/km)
- l yra kabelio linijos ilgis (kilometrais)
Nustatykime kabelio linijos aktyviąją varžą 0,5 (kV):
- Ro - SBG kabelio (3x150) varža, kurią paimame iš maitinimo šaltinio ir elektros įrangos žinyno A.A. Fiodorovas, skirtukas. 61,11 (matuojama omų/km)
- l yra kabelio linijos ilgis (kilometrais)
Nustatykime bendrą ekvivalentinę varžą nuo maitinimo šaltinio (maitinimo sistemos) iki trumpojo jungimo taško:
Raskite trifazio trumpojo jungimo srovės periodinį komponentą:
Raskite dviejų fazių trumpojo jungimo srovės periodinį komponentą:
Trumpojo jungimo srovės skaičiavimo rezultatai
Taigi, mes apskaičiavome dviejų fazių trumpojo jungimo srovę elektros kabelio linijos gale, kurios įtampa yra 500 (V). Tai yra 10,766 (kA).
Įvadinio grandinės pertraukiklio A3144 vardinė srovė yra 600 (A). Elektromagnetinio atleidimo nustatymas yra 6000 (A) arba 6 (kA). Todėl galime daryti išvadą, kad įvykus trumpajam jungimui įvesties kabelio linijos gale (mano pavyzdyje dėl gaisro), pažeista grandinės atkarpa buvo atjungta.
Gautos trifazių ir dvifazių srovių vertės taip pat gali būti naudojamos relinės apsaugos ir automatikos nustatymams pasirinkti.
Šiame straipsnyje aš neatlikau smūginės srovės trumpojo jungimo metu skaičiavimo.
P.S. Aukščiau pateiktas skaičiavimas buvo išsiųstas mano vadovybei. Apytiksliai apskaičiavimui jis puikiai tiks. Žinoma, žemąją pusę būtų galima skaičiuoti ir detaliau, atsižvelgiant į grandinės pertraukiklio kontaktų varžą, kabelių antgalių kontaktines jungtis su šynomis, lanko varžą gedimo vietoje ir kt. Apie tai parašysiu kitą kartą.
Jei jums reikia tikslesnio skaičiavimo, galite naudoti specialias programas savo kompiuteryje. Internete jų yra daug.
Būtina užpildyti skaičiavimas trifazė srovė trumpasis jungimas (TKZ) projektuojamos ZRU-6 kV 110/6 kV pastotės „GPP-3“ autobusuose. Ši pastotė maitinama dviem 110 kV oro linijomis iš 110 kV GPP-2 pastotės. ZRU-6 kV „P4SR“ maitinimą gauna iš dviejų galios transformatoriai TDN-16000/110-U1, kurie veikia atskirai. Atjungus vieną iš įėjimų, sekciniu jungikliu automatiniu režimu (ATS) galima tiekti maitinimą išjungtai šynų sekcijai.
1 paveiksle parodyta tinklo projektavimo schema
Kadangi grandinė iš I s.sh. „GPP-2“ į I s.sh. „GPP-3“ yra identiška grandinei II s.sh. iš "GPP-2" į II s.sh. „GPP-3“ skaičiavimas atliekamas tik pirmajai grandinei.
Lygiavertė trumpojo jungimo srovių skaičiavimo grandinė parodyta 2 paveiksle.
Skaičiavimas bus atliktas nurodytais vienetais.
2. Pradiniai skaičiavimo duomenys
- 1. Sistemos duomenys: Ikz=22 kA;
- 2. Oro linijų duomenys - 2xAS-240/32 (Duomenys pateikti vienai AC-240/32 grandinei, RD 153-34.0-20.527-98, 9 priedas):
- 2.1 Tiesioginės sekos indukcinė varža - Х1ud=0,405 (Ohm/km);
- 2.2 Talpinis laidumas - wsp=2,81x10-6 (S/km);
- 2.3 Aktyvus pasipriešinimas esant +20 С 100 km linijos - R=R20C=0,12 (Ohm/km).
- 3. Transformatoriaus duomenys (paimti iš GOST 12965-85):
- 3.1 TDN-16000/110-U1, Uin=115 kV, Un=6.3 kV, apkrovos atšakų jungiklis ±9*1.78, Uk.in-nn=10.5%;
- 4. Lanksčiojo laidininko duomenys: 3хАС-240/32, l=20 m. (Kad būtų supaprastintas skaičiavimas, į lanksčiojo laidininko varžą neatsižvelgiama.)
- 5. Srovės ribojimo reaktoriaus duomenys - RBSDG-10-2x2500-0,2 (paimta iš GOST 14794-79):
- 5.1 Nominali srovė reaktorius – Inom. = 2500 A;
- 5.2 Vardiniai galios nuostoliai vienai reaktoriaus fazei - ∆P= 32,1 kW;
- 5.3 Indukcinė varža - Х4=0,2 Ohm.
3. Elementų varžų skaičiavimas
3.1 Sistemos varža (115 kV įtampai):
3.2 Oro linijos varža (115 kV įtampai):
Kur:
n - Vienoje oro linijoje VL-110 kV laidų skaičius;
3.3 Bendra transformatoriaus varža (115 kV įtampai):
X1,2 \u003d X1 + X2 \u003d 3,018 + 0,02025 \u003d 3,038 (omai)
R1,2 = R2 = 0,006 (omai)
3.4 Transformatoriaus varža:
3.4.1 Transformatoriaus aktyvioji varža (OLTC yra vidurinėje padėtyje):
3.4.2 Transformatoriaus aktyvioji varža (OLTC yra kraštutinėje „minuso“ padėtyje):
3.4.3 Transformatoriaus aktyvioji varža (OLTC yra kraštutinėje „teigimo“ padėtyje):
Minimali transformatoriaus indukcinė varža (OLTC yra kraštutinėje "minuso" padėtyje)
Didžiausia transformatoriaus indukcinė varža (OLTC yra kraštutinėje „teigimo“ padėtyje)
Į aukščiau pateiktą formulę įtraukta vertė yra įtampa, atitinkanti ekstremalią teigiamą atšakų keitiklio esant apkrovai padėtį, ir ji lygi Umax.VN = 115 * (1 + 0,1602) = 133,423 kV, o tai viršija didžiausią darbinę elektros įrenginių įtampa lygi 126 kV (GOST 721-77 " Maitinimo sistemos, tinklai, šaltiniai, keitikliai ir imtuvai elektros energija. Vardinės įtampos virš 1000 V"). Įtampa UmaxVN atitinka Uk%max=10,81 (GOST 12965-85).
Jei Umax.VN, pasirodo, daugiau nei maksimaliai leistina šiam tinklui (5.1 lentelė), tada Umax.VN reikia imti pagal šią lentelę. Reikšmė Uk%, atitinkanti šią naują maksimalią reikšmę Umax.VN, nustatoma empiriškai arba randama pagal GOST 12965-85 taikymą.
3.4.5 Srovę ribojančio reaktoriaus varža (esant 6,3 kV įtampai):
4. Trifazių trumpojo jungimo srovių taške K1 apskaičiavimas
4.1 Bendra indukcinė varža:
X∑=X1,2=X1+X2=3,018+0,02025=3,038 (omai)
4.2 Bendra aktyvioji varža:
R∑ = R1,2 = 0,006 (omai)
4.3 Bendra varža:
4.4 Trifazė trumpojo jungimo srovė:
4.5 Viršįtampio trumpojo jungimo srovė:
5. Trifazių trumpojo jungimo srovių taške K2 apskaičiavimas
6.1 ZRU 6 kV šynų varža, kai transformatoriaus T3 atšakų keitiklis įtaisytas vidurinėje padėtyje
6.1.1 Bendrosios varžos vertė taške K2, mes gauname 6,3 kV tinklo įtampą:
6.1.2 Srovė trumpojo jungimo vietoje, sumažinta iki efektyvios 6,3 kV įtampos, yra lygi:
6.1.3 Viršįtampio trumpojo jungimo srovė:
6.2 ZRU 6 kV šynų varža, kai transformatoriaus T3 apkrovos atšakų jungiklis nustatytas į minusinę padėtį
6.2.1 Bendrosios varžos vertė taške K2 sumažinama iki 6,3 kV tinklo įtampos:
6.2.2 Srovė trumpojo jungimo vietoje, sumažinta iki efektyvios 6,3 kV įtampos, yra lygi:
6.2.3 Viršįtampio trumpojo jungimo srovė:
6.3 ZRU 6 kV šynų varža, kai transformatoriaus T3 apkrovos atšakų jungiklis sumontuotas teigiamoje padėtyje
6.3.1 Bendrosios varžos vertė taške K2, mes gauname 6,3 kV tinklo įtampą:
6.3.2 Srovė trumpojo jungimo vietoje, sumažinta iki efektyvios 6,3 kV įtampos, yra lygi:
6.3.3 Viršįtampio trumpojo jungimo srovė:
Skaičiavimų rezultatai įrašomi į lentelę РР1.3
Lentelė РР1.3 - Trifazių trumpojo jungimo srovių skaičiavimo duomenys
| Transformatoriaus čiaupo padėtis | Trumpojo jungimo srovės | Trumpojo jungimo taškas | ||
|---|---|---|---|---|
| K1 | K2 | K3 | ||
| Čiaupų keitiklis vidurinėje padėtyje | Trumpojo jungimo srovė, kA | 21,855 | 13,471 | 7,739 |
| Viršįtampio srovės trumpasis jungimas, kA | 35,549 | 35,549 | 20,849 | |
| Trumpojo jungimo srovė, kA | - | 13,95 | 7,924 | |
| Viršįtampio srovės trumpasis jungimas, kA | - | 36,6 | 21,325 | |
| Čiaupų keitiklis teigiamoje padėtyje | Trumpojo jungimo srovė, kA | - | 13,12 | 7,625 |
| Viršįtampio srovės trumpasis jungimas, kA | - | 34,59 | 20,553 | |
7. Trumpojo jungimo srovės skaičiavimas, atliktas Excel
Jei atliksite šį skaičiavimą naudodami popieriaus lapą ir skaičiuotuvą, tai užtruks daug laiko, be to, galite padaryti klaidą ir visas skaičiavimas nukris į kanalizaciją, o jei pradiniai duomenys nuolat keičiasi, visa tai lemia pailgėja projektavimo laikas ir bereikalingas nervų švaistymas.
Todėl nusprendžiau šį skaičiavimą atlikti naudojant Excel lentelę, kad nebegaiščiau laiko perskaičiuojant TKZ ir apsisaugočiau nuo nereikalingų klaidų, jos pagalba galima greitai perskaičiuoti trumpojo jungimo sroves, keičiant tik pradinius duomenis.
Tikiuosi, kad ši programa jums padės ir sugaišite mažiau laiko kurdami savo objektą.
8. Literatūra
- 1. Trumpojo jungimo srovių skaičiavimo ir elektros įrenginių pasirinkimo gairės.
RD 153-34,0-20,527-98. 1998 m - 2. Kaip apskaičiuoti trumpojo jungimo srovę. E. N. Beliajevas. 1983 m
- 3. Trumpojo jungimo srovių skaičiavimas elektros tinkluose 0,4-35 kV, Golubev M.L. 1980 m
- 4. Trumpojo jungimo srovių skaičiavimas relinei apsaugai. I.L. Nebratas. 1998 m
- 5. Elektros instaliacijos įrengimo taisyklės (PUE). Septintasis leidimas. 2008 m
Sveiki mieli draugai! Šiame straipsnyje sužinosite, kas yra trumpojo jungimo srovė, jos priežastys ir kaip ją apskaičiuoti. Trumpasis jungimas įvyksta, kai srovę nešančios skirtingų potencialų ar fazių dalys yra sujungtos viena su kita. Trumpasis jungimas taip pat gali susidaryti ant įrangos korpuso, kuris yra prijungtas prie žemės. Šis reiškinys taip pat būdinga elektros tinklai ir elektros imtuvai.
Trumpojo jungimo srovės priežastys ir pasekmės
Trumpojo jungimo priežastys gali būti labai įvairios. Tai palengvina drėgna arba agresyvi aplinka, kurioje izoliacijos varža žymiai pablogėja. Trumpasis jungimas gali atsirasti dėl mechaninio poveikio arba dėl žmogaus klaidų remonto ir priežiūros metu. Reiškinio esmė slypi jo pavadinime ir yra kelio, kuriuo teka srovė, sutrumpinimas. Dėl to srovė teka pro varžinę apkrovą. Tuo pačiu metu jis padidėja iki nepriimtinų ribų, jei apsauginis išjungimas neveikia.
Trumpojo jungimo srovės turi elektrodinaminį ir šiluminį poveikį įrangai ir elektros instaliacijai, o tai galiausiai sukelia didelę jų deformaciją ir perkaitimą. Atsižvelgiant į tai, būtina iš anksto apskaičiuoti trumpojo jungimo sroves.
Kaip apskaičiuoti trumpojo jungimo srovę namuose
Norint užtikrinti, būtina žinoti trumpojo jungimo srovės dydį priešgaisrinė sauga. Akivaizdu, kad jei išmatuota trumpojo jungimo srovė yra mažesnė už maksimalios mašinos apsaugos srovės nustatymą arba 4 kartus didesnė už saugiklio srovės vertę, tada atsako laikas (saugiklio jungties perdegimas) bus ilgesnis, o , savo ruožtu, gali sukelti pernelyg didelį laidų įkaitimą ir jų gaisrą.
Kaip galima nustatyti šią srovę? Tam yra specialios technikos ir specialūs prietaisai. Čia mes svarstome klausimą, kaip tai padaryti, turint tik ar net voltmetrą. Akivaizdu, kad šis metodas nėra labai tikslus, tačiau jo pakanka, kad būtų galima nustatyti neatitikimą tarp apsaugos nuo viršsrovių ir šios srovės vertės.
Kaip tai padaryti namuose? Būtina pasiimti pakankamai galingą imtuvą, pavyzdžiui, elektrinį virdulį ar lygintuvą. Būtų gerai turėti trejetą. Mes prijungiame savo vartotoją ir voltmetrą arba multimetrą prie trišakio įtampos matavimo režimu. Užrašome pastovią įtampos vertę (U1). Išjungiame vartotoją ir įrašome įtampą be apkrovos (U2). Toliau atliekame skaičiavimą. Turite padalyti savo vartotojo galią (P) iš išmatuotų įtampų skirtumo.
Ic.c.(1) = Р/(U2 – U1)
Paskaičiuokime pavyzdžiu. Virdulys 2 kW. Pirmasis matavimas yra 215 V, antrasis matavimas yra 230 V. Pagal skaičiavimą išeina 133,3 A. Jei, pavyzdžiui, yra mašina VA 47-29 su charakteristika C, tai jos nustatymas bus nuo 80 iki 160 amperų. Todėl gali būti, kad ši mašina veiks su vėlavimu. Pagal mašinos charakteristikas galima nustatyti, kad reakcijos laikas gali būti iki 5 sekundžių. Kas iš esmės yra pavojinga.
Ką daryti? Būtina padidinti trumpojo jungimo srovės dydį. Galite padidinti šią srovę, pakeisdami maitinimo linijos laidus didesniu skerspjūviu.
Naudingas trumpasis jungimas
Atrodytų, akivaizdu, kad trumpasis jungimas yra labai blogas, nemalonus ir nepageidaujamas reiškinys. Geriausiu atveju tai gali sukelti įrenginio išjungimą, avarinės apsaugos įrangos atjungimą, o blogiausiu - laidų perdegimą ir net gaisrą. Todėl visos pastangos turi būti sutelktos siekiant išvengti šios rykštės. Tačiau trumpojo jungimo srovių skaičiavimas turi labai realią ir praktinę reikšmę. Daug išrasta techninėmis priemonėmis veikiantis didelių srovės verčių režimu. Pavyzdys yra įprastas suvirinimo aparatas, ypač lankinio suvirinimo aparatas, kuris veikimo metu beveik sutrumpina elektrodą su įžeminimu. Kita problema yra ta, kad šie režimai yra trumpalaikiai, o transformatoriaus galia leidžia atlaikyti šias perkrovas. Suvirinant elektrodo galo sąlyčio taške, praeina didžiulės srovės (jos matuojamos dešimtimis amperų), dėl to išsiskiria pakankamai šilumos, kad lokaliai ištirptų metalas ir susidarytų tvirta siūlė.