חישוב זרמי הקצר עבור חשמלאים מתחילים

בעת תכנון מערכת אנרגיה כלשהי, מהנדסי חשמל שהוכשרו במיוחד באמצעות מדריכים טכניים, טבלאות, גרפים ותוכנות מחשב מבצעים את הניתוח שלה על פעולת המעגל במצבים שונים, כולל:

1. סרק;

עומס מדורג;

3. מצבי חירום.

סכנה מיוחדת היא המקרה השלישי כאשר מתרחשות תקלות ברשת העלולות לפגוע בציוד. לרוב, הם קשורים לקיצור "מתכתי" של מעגל האספקה, כאשר התנגדות חשמלית עם ממד של שבריר של אוהם מחוברות באופן אקראי בין פוטנציאלים שונים של מתח הכניסה.

מצבים כאלה נקראים זרמי קצר חשמלי או מקוצרים "קצר חשמלי". הם מתרחשים כאשר:

• כשלים בהפעלת אוטומציה והגנה;

• טעויות צוות;

• נזק לציוד עקב הזדקנות טכנית;

• השפעות טבעיות של תופעות טבע;

• פעולות חבלה או אלמונים.

זרמי הקצר הם גדולים יותר באופן משמעותי מהעומסים המדורגים שבהם נוצר מעגל חשמלי. לכן הם פשוט שורפים כתמים חלשים בציוד, הורסים אותו, גורמים לשריפות.

בנוסף להרס תרמי, יש להם עדיין השפעה דינאמית. הביטוי שלו מראה את הסרטון היטב:

כדי לשלול התפתחות של תאונות כאלה במהלך הפעולה, הם מתחילים להיאבק איתם אפילו בשלב יצירת פרויקט ציוד החשמל. לשם כך, יש לחשב תיאורטית את אפשרות התרחשותם של זרמי הקצר והעוצמה שלהם.

נתונים אלה משמשים להמשך יצירת הפרויקט ולבחירת גופי הכוח והתקני המגן של המעגל. הם ממשיכים לעבוד איתם ללא הרף במהלך פעולת הציוד.

הזרמים של מעגלים קצרים אפשריים מחושבים בשיטות תיאורטיות בדרגות שונות של דיוק המקובלות ליצירת הגנות אמינות.

אילו תהליכים חשמליים הם הבסיס לחישוב זרמי הקצר

בתחילה נתמקד בעובדה שכל סוג של מתח שהוחל, כולל סינוסואידי ישיר, מתחלף, פועם או כל מקרי אחר, יוצר זרמי תאונה החוזרים על דימוי של צורה זו או משנים אותה בהתאם להתנגדות המופעלת ופעולת גורמי הצד. את כל זה יש לספק למעצבים ולהביא בחשבון בחישוביהם.

הערכה של התרחשות פעולת m של זרמים קצרים מאפשרת לך לבצע:

• החוק של אוהם;

• גודל הספק האופייני לכוח המופעל ממקור המתח;

• מבנה המעגל החשמלי המשמש;

• ערך ההתנגדות הכוללת המיושמת למקור.

חוק אוהם

הבסיס לחישוב מעגלים קצרים הוא העיקרון שקובע כי ניתן לחשב את חוזק הזרם לפי ערך המתח המופעל, אם מחלקים אותו בערך ההתנגדות המחוברת.

זה פועל גם בחישוב עומסים מדורגים. ההבדל היחיד הוא:

• במהלך ההפעלה האופטימלית של המעגל החשמלי, המתח וההתנגדות מתייצבים למעשה ומשתנים מעט בגבולות התקנים הטכניים העובדים;

• במקרה של תאונות, התהליך מתרחש באופן ספונטני באופן אקראי. אך ניתן לחזות זאת, מחושב על ידי השיטות המפותחות.

מתח אספקת חשמל

בעזרתו נבדקת אפשרות האנרגיה של הכוח לבצע עבודה הרסנית על ידי זרמים קצרים-קצר, משך מסלולם, הערך מנותח.

בואו נסתכל על דוגמא כאשר חתיכה זהה של חוט נחושת עם חתך רוחב של מ"ר וחצי מ"מ ואורך של חצי מטר התחברה לראשונה ישירות למסופי הסוללה של Krona, ואחרי זמן מה הם הכניסו לשקע ביתי למגעים ואפס קשרים.

במקרה הראשון, זרם קצר חשמלי יזרום דרך החוט ומקור המתח, שיחמם את הסוללה למצב שיפגע בביצועיו. כוחו של המקור אינו מספיק בכדי לשרוף את המגשר המחובר ולשבור את המעגל.

במקרה השני, ההגנה האוטומטית תעבוד. נניח שכולם לקויים ופקוקים. אז יעבור זרם הקצר דרך החיווט הביתי, יגיע למגן הקלט לדירה, לכניסה, לבניין ויגיע לתחנת השנאי של הכוח באמצעות קווי כבל או קווי חשמל.

כתוצאה מכך, מעגל ארוך למדי עם מספר גדול של חוטים, כבלים ומקומות החיבור שלהם מחובר למתפתל השנאי. הם יגבירו משמעותית את ההתנגדות החשמלית של הקצר שלנו. אך גם במקרה זה, סביר להניח שהוא לא יעמוד בכוח המופעל ופשוט יישרף.

תצורת מעגלים

כאשר צרכנים מוזנים, מתח מועבר אליהם בדרכים שונות, למשל:

• דרך הפוטנציאלים של המסופים החיוביים והשליליים של מקור המתח DC;

• שלב ואפס של רשת ביתית חד פאזית 220 וולט;

• מעגל תלת פאזי של 0.4 קילוואט.

בכל אחד מהמקרים הללו יכולים להתרחש תקלות בידוד במקומות שונים, מה שיוביל לזרימת זרמי הקצר באמצעותם. למעגל AC שלושה תלתיים בלבד, מעגלים קצרים בין:

• כל שלושת השלבים בו זמנית - נקרא תלת פאזי;

• כל שני שלבים בינם לבין עצמם - שלב;

• כל שלב ואפס - שלב אחד;

• שלב ואדמה - שלב אחד לקרקע;

• שני שלבים ואדמה - שני שלבים לקרקע;

• שלושה שלבים ואדמה - שלושה שלב לקרקע.

בעת יצירת פרויקט לאספקת החשמל של ציוד, יש לחשב את כל המצבים הללו ולהביא אותם בחשבון.

השפעת ההתנגדות החשמלית של מעגל

באורך הקו ממקור המתח למיקום הקצר יש התנגדות חשמלית מסוימת. ערכו מגביל את זרמי הקצר. נוכחותם של פיתולי שנאי, משנקים, סלילים, צלחות קבל מוסיפים התנגדות אינדוקטיבית וקיבולית, ויוצרים רכיבים אפריודים המעוותים את הצורה הסימטרית של ההרמוניות הבסיסיות.

שיטות קיימות לחישוב זרמי קצר חשמלי מאפשרים לחשב אותם בדיוק מספיק לתרגול על פי מידע שהוכן בעבר. ניתן למדוד את ההתנגדות החשמלית בפועל של מעגל שהורכב כבר באמצעות השיטה שלבי אפס לולאות. זה מאפשר לך להבהיר את החישוב, לבצע התאמות לבחירת ההגנות.

מסמכים בסיסיים לחישוב זרמי הקצר

1. שיטת חישוב זרמי הקצר

זה מצוין היטב בספרו של A. V. Belyaev "בחירת הציוד, ההגנות והכבלים ברשתות של 0.4 קילוואט", שיצא על ידי Energoatomizdat בשנת 1988. המידע מונה 171 עמודים.

הספר מספק:

• רצף חישוב זרמי הקצר;

• תוך התחשבות בהשפעה המגבילת הנוכחית של קשת החשמל באתר הנזק;

• עקרונות לבחירת ציוד מגן לפי ערכי הזרמים המחושבים.

הספר מפרסם מידע עזר בנושא:

• מפסקים ונתיכים עם ניתוח מאפייני תכונות המגן שלהם;

• מבחר כבלים וציוד, כולל התקנות להגנה על מנועים חשמליים, מכלולי כוח, התקני כניסה לגנרטורים ושנאים;

• חסרונות של הגנה על סוגים מסוימים של מפסקי חשמל;

• תכונות של שימוש בהגנה ממסר מרחוק;

• דוגמאות לפיתרון בעיות עיצוב.

תוכלו להוריד ספר זה כאן: בחירת ציוד, מגנים וכבלים ברשתות 0.4 קילוואט

2. הנחיות RD 153—34.0—20.527—98

מסמך זה מגדיר:

• שיטות לחישוב זרמי הקצר של מצבים סימטריים ואסימטריים במתקנים חשמליים עם מתח עד 1 קילוואט;

• שיטות לבדיקת מכשירים ומוליכים חשמליים להתנגדות תרמית ואלקטרו-דינמית;

• שיטות בדיקה ליכולת המיתוג של מכשירים חשמליים.

ההוראות אינן מכסות את חישובי זרמי הקצר ביחס למכשירי הגנה ממסר עם תנאי פעולה ספציפיים.

תוכלו להוריד אותם כאן: הנחיות לחישוב זרמי הקצר

3. GOST 28249-93

המסמך מתאר את המעגלים הקצרים המתרחשים במתקנים חשמליים של זרם חילופין ואת הנוהל לחישובם עבור מערכות עם מתח עד 1 קילוואט. זה פעיל מאז 1 בינואר 1995 בשטחי בלארוס וקירגיזסטן. מולדובה, רוסיה, טג'יקיסטן, טורקמניסטן ואוקראינה.

תקן המדינה מגדיר שיטות כלליות לחישוב זרמי קצר חשמלי ברגע הראשוני ובכל רגע שרירותי עבור מתקנים חשמליים עם מכונות סינכרוניות ואסינכרוניות, כורים ושנאים, קווי חשמל תקשורתיים וכבלים, סורגים, צמתים של עומס מורכב ומורכב.

תקנים טכניים לתכנון מתקנים חשמליים נקבעים על פי תקני מצב קיימים ומוסכמים על ידי המועצה הבין-לאומית לתקינה, מטרולוגיה ואישור.

הורד את GOST 28249-93 (2003). מעגלים קצרים במתקנים חשמליים. שיטות חישוב במתקנים חשמליים AC עם מתח של עד 1 קילוואט יכולות להיות כאן: GOST לחישוב זרמי הקצר

רצף הפעולות של המעצב לחישוב זרמי הקצר

בתחילה, יש להכין את המידע הדרוש לניתוח ולאחר מכן לבצע אותו מהחישוב. לאחר התקנת הציוד לתהליך הפעלתו ובמהלך הפעולה, נבדקת הבחירה והתפעול התקינות של ההגנות.

איסוף נתוני המקור

ניתן להפחית כל סכימה לצורה מפושטת כאשר היא מורכבת משני חלקים:

מקור מתח. עבור רשת 0.4 קילוואט, תפקידו ממלא על ידי סלילה משנית של שנאי הכוח;

2. קו הכוח.

תחתיהם נאספים המאפיינים הדרושים.

נתוני שנאי לחישוב זרמי הקצר

גלה:

• ערך של מתח קצר חשמלי (%) - Uкз;

• אובדן קצר חשמלי (קילוואט) - Rk;

• מתחים מדורגים על פיתולי הצד הגבוה והנמוכים (קילוולט V) - Uvn, Unn;

• מתח פאזה בצד הנמוך מפותל (V) - Ef;

• כוח מדורג (kVA) - Snt;

• התנגדות זרם כוללת של קצר חשמלי קצר (MOhm) - Zt.

ספק נתוני קו לחישוב זרמי הקצר

אלה כוללים:

• סימני וכמות הכבלים עם ציון חומר וחתך ורידים;

• האורך הכולל של המסלול (מ ') - L;

• התנגדות אינדוקטיבית (mOhm / m) - X0;

• עכבה לולאה פאזה-אפס (mOhm / m) - Zpt.

מידע זה עבור השנאי והקו מתרכז בספריות. מקח ההשפעה של Kud נלקח גם שם.

רצף חישוב

על פי המאפיינים שנמצאו, הם מחושבים ל:

• שנאי - התנגדות פעילה ואינדוקטיבית (mOhm) - Rt, Xt;

• קווים - פעילים, אינדוקטיביים ועכבה (mOhm).

נתונים אלה מאפשרים לך לחשב את ההתנגדות הפעילה והאינדוקטיבית הכוללת (mOhm). ובהתבסס עליהם אתה יכול לקבוע את ההתנגדות הכוללת של המעגל (mOhm) והזרמים:

• מעגל תלת פאזי והלם (kA);

• קצר חשמלי קצר (KA).

על פי ערכי הזרמים המחושבים האחרונים, הם בוחרים מפסקי התקנים ומכשירי מיגון אחרים עבור הצרכנים.

מעצבים יכולים לבצע את חישוב הזרמים הקצרים באופן ידני על פי נוסחאות, טבלאות בדיקה ותרשימים, או באמצעות תוכנות מחשב מיוחדות.

על ציוד כוח אמיתי המופעל, כל הזרמים, כולל מעגלים מדורגים וקצרים, נרשמים על ידי אוסצילוסקופים אוטומטיים.

אוסילוגרמות כאלה מאפשרות לנתח את מהלך תנאי החירום, את הפעולה הנכונה של ציוד כוח ומכשירי הגנה.הם נוקטים באמצעים יעילים לשיפור האמינות של צרכני המעגל החשמלי.

Comments

[#1]

הגרף של כוח חשמלי AC אינו נכון - עם תזוזת פאזה של 90 מעלות, כוח תגובתי, אזורי הגלים החשמליים וחצי השלילי הם שווים.

[#2 מיכאיל אנטוליביץ ']

התנגדות שנאי "עכבה על ידי זרם של קצר חשמלי קצר (MOhm) - Zt." לא מסומן בצורה שגויה. Zt מהספריות חייב להיות מחולק ב -3. זה נראה כמו Zt / 3. מכיוון ש- Zt הוא ההתנגדות הכוללת של השנאי לזרמים של קצר חשמלי תלת פאזי.

[#3 אנדריי]

מאמר מהקטגוריה של "בלה בלה בלה"!
היכן הנוסחאות, תיאורי המשתנים והמקדמים שלהם, דוגמאות אופייניות לחישובים?

[#4 ולדימיר]

אנדריי, עיין בחיפוש בנושא: תוכנית חישוב קצר חשמלי rz04
אולי משהו יעבוד. ויש הרבה חומרים בנושא זה באינטרנט. העיקר כאן הוא לצייר לעצמכם את הנחוץ ביותר ולבחור את הנחוץ ביותר. בכל עמוד שנצפה, אתה יכול למצוא שימושי לעצמך.