Curent de scurtcircuit, care determină mărimea curentului de scurtcircuit

Acest articol se va concentra pe scurtcircuite în rețelele electrice. Vom lua în considerare exemple tipice de scurtcircuite, metode de calculare a curenților de scurtcircuit, vom acorda atenție relației dintre rezistența inductivă și puterea nominală a transformatoarelor atunci când calculăm curenții de scurtcircuit și vom oferi, de asemenea, formule simple specifice pentru aceste calcule.

La proiectarea instalațiilor electrice, este necesar să se cunoască valorile curenților de scurtcircuit simetrici pentru diferite puncte ale unui circuit trifazat. Valorile acestor curenți critici simetrici fac posibilă calcularea parametrilor cablurilor, aparatelor de comutare, dispozitive de protecție selectivă etc.

În continuare, luați în considerare un curent de scurtcircuit trifazat cu rezistență zero alimentat printr-un transformator de distribuție obișnuit. În condiții normale, acest tip de deteriorare (scurtcircuit al îmbinării șuruburilor) este cel mai periculos și calculul este foarte simplu.Calculele simple permit, sub rezerva anumitor reguli, obținerea unor rezultate suficient de precise care să fie acceptabile pentru proiectarea instalațiilor electrice.

Curent de scurtcircuit în înfășurarea secundară a unui transformator de distribuție coborâtor. Ca o primă aproximare, rezistența circuitului de înaltă tensiune se presupune a fi foarte mică și, prin urmare, poate fi neglijată:

Aici P este puterea nominală în volți-amperi, U2 este tensiunea fază-la-fază a înfășurării secundare fără sarcină, In este curentul nominal în amperi, Isc este curentul de scurtcircuit în amperi, Usc este scurtcircuitul tensiunea circuitului în procente.

Tabelul de mai jos prezintă tensiunile tipice de scurtcircuit pentru transformatoarele trifazate pentru o înfășurare de 20 kV HV.

Dacă, de exemplu, luăm în considerare cazul în care mai multe transformatoare sunt alimentate în paralel cu magistrala, atunci valoarea curentului de scurtcircuit la începutul liniei conectate la magistrală poate fi luată egală cu suma scurtcircuitului. curenti, care sunt calculati anterior separat pentru fiecare dintre transformatoare.

Când toate transformatoarele sunt alimentate din aceeași rețea de înaltă tensiune, valorile curenților de scurtcircuit, atunci când sunt însumate, vor da o valoare puțin mai mare decât par de fapt. Rezistența barelor colectoare și a comutatoarelor este neglijată.

Fie ca transformatorul să aibă o putere nominală de 400 kVA, tensiunea înfășurării secundare este de 420 V, atunci dacă luăm Usc = 4%, atunci:

Figura de mai jos oferă o explicație pentru acest exemplu.

Precizia valorii obtinute va fi suficienta pentru a calcula instalatia electrica.

Curent de scurtcircuit trifazat în orice punct de instalare pe partea de joasă tensiune:

Aici: U2 este tensiunea fără sarcină dintre fazele înfășurărilor secundare ale transformatorului. Zt — impedanța circuitului situat deasupra punctului de defecțiune. Apoi luați în considerare cum să găsiți Zt.

Fiecare parte a instalației, fie că este o rețea, un cablu de alimentare, transformatorul în sine, un întrerupător sau o bară, are propria impedanță Z constând din R activ și X reactiv.

Rezistența capacitivă nu joacă un rol aici. Z, R și X sunt exprimate în ohmi și calculate ca laturile unui triunghi dreptunghic, așa cum se arată în figura de mai jos. Impedanța se calculează conform regulii triunghiului dreptunghic.

Grila este împărțită în secțiuni separate pentru a găsi X și R pentru fiecare secțiune, astfel încât calculul să fie convenabil. Pentru un circuit în serie, valorile rezistenței sunt pur și simplu adăugate și rezultatul este Xt și RT. Rezistența totală Zt este determinată de teorema lui Pitagora pentru un triunghi dreptunghic cu formula:

Când secțiunile sunt conectate în paralel, calculul se efectuează ca și pentru rezistențele conectate în paralel, dacă secțiunile paralele combinate au reactanță sau rezistență activă, se va obține rezistența totală echivalentă:

Xt nu ține cont de influența inductanțelor, iar dacă inductanțe adiacente se influențează reciproc, atunci inductanța reală va fi mai mare. Trebuie remarcat faptul că calculul lui Xz este legat doar de un circuit independent separat, adică, de asemenea, fără influența inductanței reciproce. Dacă circuitele paralele sunt situate aproape unul de celălalt, atunci rezistența Xs va fi vizibil mai mare.

Luați în considerare acum rețeaua conectată la intrarea transformatorului descendente. Curentul de scurtcircuit trifazat Isc sau puterea de scurtcircuit Psc este determinat de furnizorul de energie electrică, dar pe baza acestor date se poate găsi rezistența echivalentă totală. Impedanță echivalentă, care are ca rezultat simultan echivalentul pentru partea de joasă tensiune:

Psc-alimentare cu scurtcircuit trifazat, U2-tensiune fără sarcină a circuitului de joasă tensiune.

De regulă, componenta activă a rezistenței unei rețele de înaltă tensiune — Ra — este foarte mică și, în comparație cu rezistența inductivă, nesemnificativă. În mod convențional, Xa este considerat egal cu 99,5% din Za și Ra este egal cu 10% din Xa. Tabelul de mai jos prezintă cifre aproximative pentru aceste valori pentru transformatoarele de 500 MVA și 250 MVA.

Ztr complet - Rezistența transformatorului lateral de joasă tensiune:

Pn — puterea nominală a transformatorului în kilovolti-amperi.

Rezistența activă a înfășurărilor se bazează pe pierderi de putere.

La efectuarea calculelor aproximative, Rtr este neglijat și Ztr = Xtr.

Dacă se ia în considerare un întrerupător de joasă tensiune, se ia în considerare impedanța întreruptorului deasupra punctului de scurtcircuit. Rezistența inductivă este considerată egală cu 0,00015 Ohm per comutator și componenta activă este neglijată.

În ceea ce privește barele, rezistența lor activă este neglijabil de mică, în timp ce componenta reactivă este distribuită la aproximativ 0,00015 Ohm pe metru din lungimea lor, iar când distanța dintre barele este dublată, reactanța acestora crește cu doar 10%. Parametrii cablurilor sunt specificați de producătorii lor.

În ceea ce privește un motor trifazat, în momentul scurtcircuitului acesta intră în modul generator, iar curentul de scurtcircuit în înfășurări este estimat ca Isc = 3,5 * In. La motoarele monofazate, creșterea curentului în momentul scurtcircuitului este neglijabilă.

Arcul care însoțește de obicei un scurtcircuit are o rezistență deloc constantă, dar valoarea sa medie este extrem de mică, dar căderea de tensiune pe arc este mică, prin urmare curentul scade practic cu aproximativ 20%, ceea ce facilitează funcționarea. a întreruptorului fără a perturba funcționarea acestuia fără a afecta în mod deosebit curentul de declanșare.

Curentul de scurtcircuit de la capătul de recepție al liniei este legat de curentul de scurtcircuit de la capătul de alimentare al liniei, dar se ia în considerare și secțiunea transversală și materialul firelor de transmisie, precum și lungimea acestora. cont. Având o idee de rezistență, oricine poate face acest calcul simplu. Sperăm că articolul nostru v-a fost de folos.