זרם קצר חשמלי, הקובע את גודל זרם הקצר

מאמר זה יתמקד בקצר חשמלי ברשתות חשמל. נשקול דוגמאות אופייניות של קצר חשמלי, שיטות חישוב זרמי קצר חשמלי, נשים לב לקשר בין התנגדות אינדוקטיבית להספק המדורג של שנאים בעת חישוב זרמי קצר חשמלי, וכן ניתן נוסחאות פשוטות ספציפיות לחישובים אלו.

בעת תכנון מתקנים חשמליים, יש צורך לדעת את הערכים של זרמי קצר חשמלי סימטריים עבור נקודות שונות של מעגל תלת פאזי. הערכים של זרמים סימטריים קריטיים אלה מאפשרים לחשב את הפרמטרים של כבלים, מתג, התקני הגנה סלקטיביים וכו '

לאחר מכן, שקול זרם קצר תלת פאזי בעל התנגדות אפסית המוזן דרך שנאי הפצה טיפוסי. בתנאים רגילים, נזק מסוג זה (קצר בחיבור הבורג) הוא המסוכן ביותר והחישוב פשוט מאוד.חישובים פשוטים מאפשרים, בכפוף לכללים מסוימים, להשיג תוצאות מדויקות מספיק המקובלות לתכנון של מתקנים חשמליים.

זרם קצר בפיתול המשני של שנאי הפצה מטה. כקירוב ראשון, ההנחה היא שההתנגדות של מעגל המתח הגבוה היא קטנה מאוד ולכן ניתן להזניח:

כאן P הוא ההספק המדורג באמפר וולט, U2 הוא מתח הפאזה לפאזה של הפיתול המשנית ללא עומס, In הוא הזרם הנקוב באמפר, Isc הוא זרם הקצר באמפר, Usc הוא הקצר- מתח המעגל באחוזים.

הטבלה שלהלן מציגה מתחי קצר חשמליים טיפוסיים עבור שנאים תלת פאזיים עבור פיתול HV של 20 קילוואט.

אם, למשל, נשקול את המקרה שבו מוזנים מספר שנאים במקביל לאפיק, אזי ניתן לקחת את הערך של זרם הקצר בתחילת הקו המחובר לאוטובוס שווה לסכום הקצר. זרמים, אשר מחושבים בעבר בנפרד עבור כל אחד מהשנאים.

כאשר כל השנאים מוזנים מאותה רשת מתח גבוה, ערכי זרמי הקצר, בסיכום, יתנו ערך מעט גבוה יותר ממה שהם נראים בפועל. ההתנגדות של הפסים והמתגים מוזנחת.

תן לשנאי הספק מדורג של 400 kVA, המתח של הפיתול המשני הוא 420 V, אז אם ניקח Usc = 4%, אז:

האיור שלהלן מספק הסבר לדוגמה זו.

דיוק הערך המתקבל יספיק כדי לחשב את ההתקנה החשמלית.

זרם קצר תלת פאזי בכל נקודת התקנה בצד המתח הנמוך:

כאן: U2 הוא המתח ללא עומס בין השלבים של הפיתולים המשניים של השנאי. Zt - עכבה של המעגל הממוקם מעל נקודת הכשל. לאחר מכן שקול כיצד למצוא את Zt.

לכל חלק של המתקן, בין אם זה רשת, כבל חשמל, השנאי עצמו, מפסק או פס, יש עכבה משלו Z המורכבת מ-R אקטיבי ו-X תגובתי.

התנגדות קיבולית לא משחקת כאן תפקיד. Z, R ו-X מבוטאים באוהם ומחושבים כצלעות של משולש ישר זווית כפי שמוצג באיור למטה. עכבה מחושבת לפי כלל המשולש הישר.

הרשת מחולקת למקטעים נפרדים כדי למצוא X ו-R לכל קטע כך שהחישוב יהיה נוח. עבור מעגל סדרתי, ערכי ההתנגדות פשוט מוסיפים והתוצאה היא Xt ו-RT. ההתנגדות הכוללת Zt נקבעת על ידי משפט פיתגורס עבור משולש ישר זווית על ידי הנוסחה:

כאשר הקטעים מחוברים במקביל, החישוב מתבצע כמו לנגדים המחוברים במקביל, אם למקטעים המקבילים המשולבים יש תגובתיות או התנגדות אקטיבית, תתקבל ההתנגדות הכוללת המקבילה:

Xt אינו מביא בחשבון את השפעת השראות, ואם השראות סמוכות משפיעות זו על זו, אז השראות בפועל תהיה גבוהה יותר. יש לציין שחישוב Xz קשור רק למעגל עצמאי נפרד, כלומר גם ללא השפעת השראות הדדית. אם המעגלים המקבילים ממוקמים קרוב זה לזה, אז ההתנגדות Xs תהיה גבוהה יותר באופן ניכר.

שקול כעת את הרשת המחוברת לכניסה של השנאי המורד. זרם הקצר התלת פאזי Isc או הספק הקצר Psc נקבע על ידי ספק החשמל, אך בהתבסס על נתונים אלו ניתן למצוא את ההתנגדות המקבילה הכוללת. עכבה שווה ערך, הגורמת בו-זמנית למקבילה עבור צד המתח הנמוך:

אספקת קצר חשמלי תלת פאזי Psc, מתח U2 ללא עומס של מעגל המתח הנמוך.

ככלל, המרכיב הפעיל של ההתנגדות של רשת מתח גבוה - Ra - קטן מאוד, ובהשוואה להתנגדות האינדוקטיבית, לא משמעותי. באופן קונבנציונלי, Xa נלקח שווה ל-99.5% מ-Za ו-Ra שווה ל-10% מ-Xa. הטבלה שלהלן מציגה נתונים משוערים עבור ערכים אלה עבור שנאים של 500 MVA ו-250 MVA.

Ztr מלא - התנגדות שנאי צד במתח נמוך:

Pn - הספק מדורג של השנאי בקילו-וולט-אמפר.

ההתנגדות הפעילה של הפיתולים מבוססת על הפסדי חשמל.

בעת ביצוע חישובים משוערים, Rtr מוזנח ו-Ztr = Xtr.

אם יש לשקול מפסק מתח נמוך, נחשבת העכבה של המפסק מעל נקודת הקצר. ההתנגדות האינדוקטיבית נלקחת שווה ל-0.00015 אוהם למתג והרכיב הפעיל מוזנח.

באשר לפסים, ההתנגדות הפעילה שלהם קטנה באופן זניח, בעוד שהרכיב התגובתי מתפזר בכ-0.00015 אוהם למטר מאורכם, וכאשר המרחק בין הפסים מוכפל, התגובתיות שלהם עולה רק ב-10%. פרמטרי כבלים מוגדרים על ידי היצרנים שלהם.

לגבי מנוע תלת פאזי, ברגע הקצר הוא עובר למצב גנרטור, וזרם הקצר בפיתולים מוערך כ- Isc = 3.5 * In. במנועים חד פאזיים, העלייה בזרם ברגע הקצר היא זניחה.

לקשת שבדרך כלל מתלווה לקצר יש התנגדות שאינה קבועה בשום פנים ואופן, אך ערכה הממוצע נמוך ביותר, אך ירידת המתח על פני הקשת קטנה ולכן הזרם יורד למעשה בכ-20%, מה שמקל על הפעולה. של מפסק החשמל מבלי להפריע לפעולתו מבלי להשפיע במיוחד על זרם הטריפה.

זרם הקצר בקצה הקולט של הקו קשור לזרם הקצר בקצה האספקה ​​של הקו, אך החתך והחומר של החוטים המשדרים, כמו גם אורכם, נלקחים בחשבון. חֶשְׁבּוֹן. עם רעיון של התנגדות, כל אחד יכול לעשות את החישוב הפשוט הזה. אנו מקווים שהמאמר שלנו היה שימושי עבורך.