Skratový prúd, ktorý určuje veľkosť skratového prúdu

Tento článok sa zameria na skraty v elektrických sieťach. Budeme zvažovať typické príklady skratov, metódy výpočtu skratových prúdov, venovať pozornosť vzťahu medzi indukčným odporom a menovitým výkonom transformátorov pri výpočte skratových prúdov a tiež uviesť konkrétne jednoduché vzorce pre tieto výpočty.

Pri navrhovaní elektrických inštalácií je potrebné poznať hodnoty symetrických skratových prúdov pre rôzne body trojfázového obvodu. Hodnoty týchto kritických symetrických prúdov umožňujú vypočítať parametre káblov, rozvádzačov, selektívne ochranné zariadenia atď.

Ďalej zvážte trojfázový skratový prúd s nulovým odporom napájaný cez typický distribučný transformátor s poklesom napätia. Za normálnych podmienok je tento typ poškodenia (skrat skrutkového spojenia) najnebezpečnejší a výpočet je veľmi jednoduchý.Jednoduché výpočty umožňujú pri dodržaní určitých pravidiel získať dostatočne presné výsledky, ktoré sú prijateľné pre návrh elektrických inštalácií.

Skratový prúd v sekundárnom vinutí znižovacieho distribučného transformátora. Ako prvé priblíženie sa predpokladá, že odpor vysokonapäťového obvodu je veľmi malý, a preto ho možno zanedbať:

Tu P je menovitý výkon vo voltampéroch, U2 je medzifázové napätie sekundárneho vinutia bez záťaže, In je menovitý prúd v ampéroch, Isc je skratový prúd v ampéroch, Usc je skrat napätie obvodu v percentách.

V tabuľke nižšie sú uvedené typické skratové napätia pre trojfázové transformátory pre vinutie 20 kV VN.

Ak napríklad vezmeme do úvahy prípad, keď je niekoľko transformátorov napájaných paralelne k zbernici, potom hodnotu skratového prúdu na začiatku vedenia pripojeného k zbernici môžeme považovať za rovný súčtu skratov prúdy, ktoré sa predtým vypočítali samostatne pre každý z transformátorov.

Keď sú všetky transformátory napájané z tej istej siete vysokého napätia, hodnoty skratových prúdov, keď sa spočítajú, dávajú o niečo vyššiu hodnotu, ako sa v skutočnosti javia. Odpor prípojníc a spínačov je zanedbaný.

Nech má transformátor menovitý výkon 400 kVA, napätie sekundárneho vinutia je 420 V, potom ak vezmeme Usc = 4%, potom:

Obrázok nižšie poskytuje vysvetlenie tohto príkladu.

Presnosť získanej hodnoty bude dostatočná na výpočet elektrickej inštalácie.

Trojfázový skratový prúd v akomkoľvek mieste inštalácie na strane nízkeho napätia:

Tu: U2 je napätie naprázdno medzi fázami sekundárnych vinutí transformátora. Zt — impedancia obvodu umiestneného nad bodom poruchy. Potom zvážte, ako nájsť Zt.

Každá časť inštalácie, či už je to sieť, napájací kábel, samotný transformátor, istič alebo prípojnica, má svoju vlastnú impedanciu Z pozostávajúcu z aktívneho R a reaktívneho X.

Kapacitný odpor tu nehrá rolu. Z, R a X sú vyjadrené v ohmoch a vypočítané ako strany pravouhlého trojuholníka, ako je znázornené na obrázku nižšie. Impedancia sa vypočíta podľa pravidla pravouhlého trojuholníka.

Mriežka je rozdelená na samostatné časti, aby sa našli X a R pre každú časť, aby bol výpočet pohodlný. Pre sériový obvod sa hodnoty odporu jednoducho spočítajú a výsledkom je Xt a RT. Celkový odpor Zt je určený Pytagorovou vetou pre pravouhlý trojuholník podľa vzorca:

Keď sú sekcie zapojené paralelne, výpočet sa vykonáva ako pre paralelne zapojené rezistory, ak majú kombinované paralelné sekcie reaktanciu alebo aktívny odpor, získa sa ekvivalentný celkový odpor:

Xt nezohľadňuje vplyv indukčnosti a ak sa susedné indukčnosti navzájom ovplyvňujú, skutočná indukčnosť bude vyššia. Treba si uvedomiť, že výpočet Xz sa týka len samostatného nezávislého obvodu, teda tiež bez vplyvu vzájomnej indukčnosti. Ak sú paralelné obvody umiestnené blízko seba, potom bude odpor Xs výrazne vyšší.

Zvážte teraz sieť pripojenú k vstupu znižovacieho transformátora. Trojfázový skratový prúd Isc alebo skratový výkon Psc určuje dodávateľ elektriny, ale na základe týchto údajov možno zistiť celkový ekvivalentný odpor. Ekvivalentná impedancia, ktorá súčasne vedie k ekvivalentu pre stranu nízkeho napätia:

Psc-trojfázové napájanie nakrátko, U2-napätie nízkonapäťového obvodu naprázdno.

Aktívna zložka odporu vysokonapäťovej siete — Ra — je spravidla veľmi malá a v porovnaní s indukčným odporom nevýznamná. Bežne sa Xa rovná 99,5 % Za a Ra sa rovná 10 % Xa. V tabuľke nižšie sú uvedené približné hodnoty pre tieto hodnoty pre transformátory 500 MVA a 250 MVA.

Full Ztr — Odpor bočného transformátora nízkeho napätia:

Pn — menovitý výkon transformátora v kilovolt-ampéroch.

Aktívny odpor vinutia je založený na straty výkonu.

Pri vykonávaní približných výpočtov sa Rtr zanedbá a Ztr = Xtr.

Ak sa má uvažovať s nízkonapäťovým ističom, berie sa do úvahy impedancia ističa nad bodom skratu. Indukčný odpor sa rovná 0,00015 Ohm na spínač a aktívna zložka je zanedbaná.

Čo sa týka prípojníc, ich aktívny odpor je zanedbateľne malý, pričom jalová zložka je rozložená približne 0,00015 Ohm na meter ich dĺžky a pri zdvojnásobení vzdialenosti medzi prípojnicami sa ich reaktancia zvýši len o 10%. Parametre káblov určujú ich výrobcovia.

Pokiaľ ide o trojfázový motor, v okamihu skratu prejde do režimu generátora a skratový prúd vo vinutí sa odhaduje ako Isc = 3,5 * In. V jednofázových motoroch je nárast prúdu v momente skratu zanedbateľný.

Oblúk, ktorý zvyčajne sprevádza skrat, má odpor, ktorý nie je v žiadnom prípade konštantný, ale jeho priemerná hodnota je extrémne nízka, ale úbytok napätia na oblúku je malý, preto prúd prakticky klesá asi o 20%, čo uľahčuje prevádzku ističa bez narušenia jeho činnosti bez osobitného ovplyvnenia vypínacieho prúdu.

Skratový prúd na prijímacom konci vedenia súvisí so skratovým prúdom na napájacom konci vedenia, ale do úvahy sa berie aj prierez a materiál vysielacích vodičov, ako aj ich dĺžka. účtu. S predstavou odporu môže tento jednoduchý výpočet urobiť každý. Dúfame, že náš článok bol pre vás užitočný.