Výpočet zkratového proudu v síti 0,4 kV

V souladu s článkem 3.1.8. Elektrické sítě PUE musí mít ochranu proti zkratovým proudům, zajišťující co nejkratší dobu vypnutí, přičemž je uvedeno, že ochrana musí být zkontrolována ve vztahu k nejnižší jmenovitý zkratový proud (dále jen zkratový proud) na jmenovitý proud pojistkové vložky nebo spouště jističe. (Další informace o výběru ochrany proti zkratovým proudům naleznete v článku: Výpočet elektrické sítě a výběr ochranných zařízení)

V sítích 0,4 kV s pevně uzemněným neutrálem je nejmenším zkratovým proudem jednofázový zkratový proud, jehož způsob výpočtu je uveden v tomto článku.

Základní pojmy a princip výpočtu

Vzorec pro výpočet zkratového proudu je jednoduchý, pochází z Ohmova zákona pro úplný obvod a má následující tvar:

• U_ф — fázové napětí sítě (230 voltů);
• Z_f-o — celkový odpor smyčky (obvodu) fáze-nula v ohmech.

Co je smyčka fáze-nula (fáze-nula)? Jedná se o elektrický obvod skládající se z fázových a nulových vodičů a také vinutí transformátoru, ke kterému jsou připojeny.

Na druhé straně se nazývá odpor tohoto elektrického obvodu odpor smyčky fáze nula.

Jak víte, existují tři typy odporu: aktivní (R), reaktivní (X) и plné (Z). Pro výpočet zkratového proudu je nutné použít celkový odpor, který lze určit z odporového trojúhelníku:

Poznámka: Součet impedancí nulového a fázového vodiče se nazývá impedance napájecího vedení.

Je poměrně obtížné vypočítat přesný odpor smyčky fáze-nula, protože jeho odpor je ovlivněn mnoha různými faktory, počínaje přechodovým odporem kontaktních spojů a odporem vnitřních prvků ochranných zařízení, konče teplotou okolí. Proto se pro praktické výpočty používají zjednodušené metody výpočtu zkratových proudů, z nichž jedna je uvedena níže.

Pro informaci: Zkratový proud se stanovuje výpočtem zpravidla pouze u nových a rekonstruovaných elektroinstalací ve fázi projektování elektrické sítě a výběru jejích ochranných zařízení. Ve stávajících elektrických instalacích je nejvhodnější určit zkratový proud provedením příslušných měření (přímým měřením zkratového proudu nebo nepřímým měřením, tj. měřením odporu smyčky fáze-nula). a následný výpočet zkratového proudu).

Metodika výpočtu zkratového proudu

1) Určete celkový odpor napájecího vedení až po bod zkratu:

• R_л — Odpor vedení, Ohm;
• X_л — Reaktance vedení, Ohm;

Poznámka: Výpočet se provádí pro každý úsek vedení s jiným průřezem a/nebo materiálem vodiče, následuje sečtení odporů všech úseků (Z_pl=Z_l1+Z_l2+…+Z_ln).

Aktivní odpor vedení je určen vzorcem:

• L_fo — Součet délek fázových a nulových vodičů vedení, m;
• p – Měrný odpor vodiče (pro hliník – 0,028, pro měď – 0,0175), Ohm* mm 2 /m;
• S – Průřez vodiče, mm 2.

Poznámka: vzorec je dán s přihlédnutím k tomu, že průřezy a materiál fázových a nulových vodičů vedení jsou stejné, jinak musí být výpočet proveden pomocí tohoto vzorce pro každý z vodičů jednotlivě a následným sečtením jejich odporů.

Reaktance vedení je určena vzorcem:

2) Určete odpor napájecího transformátoru

Odpor transformátoru závisí na mnoha faktorech jako je výkon, konstrukce transformátoru a hlavně zapojení jeho vinutí. Pro zjednodušený výpočet odpor transformátoru pro jednofázový zkrat (Z_tr(1)) lze převzít z následující tabulky:

3) Vypočítejte zkratový proud

Jednofázový zkratový proud je určen následujícím vzorcem:

• U_ф — Fázové napětí sítě ve voltech (pro sítě 0,4 kV se bere rovno 230 voltů);
• Z_{tr (1)} — Odpor napájecího transformátoru pro jednofázový zkrat v Ohmech (z výše uvedené tabulky);
• Z pl – Celkový odpor napájecího vedení (obvod fáze-nula) od napájecího transformátoru k bodu zkratu v Ohmech.

<strong>Příklad výpočtu zkratového proudu</strong>

Vezměme si například následující zjednodušený jednořádkový diagram:

1. Určete celkový odpor napájecího vedení do místa zkratu

Jak je z diagramu patrné, celkem jsou tři úseky sítě, odpor je nutné vypočítat pro každý zvlášť a následně vypočítané odpory všech úseků sečíst.

Celkový odpor napájecího vedení (obvod s fázovou nulou) od napájecího transformátoru k místu zkratu tedy bude:

1. Stanovení odporu transformátoru

Jak je vidět ze schématu, zdrojem energie je transformátor 160 kVA se schématem zapojení vinutí „hvězda-hvězda“ s odstraněným neutrálem. Odpor transformátoru určíme podle výše uvedené tabulky:

1. Vypočítáme zkratový proud

Na článku se pracovalo:

Autor článku: Dmitrij Komlev

Byl pro vás tento článek užitečný? Nebo možná ty otázky zůstávají? Pište do komentářů!

Na stránkách jsem nenašel odpověď na vaši otázku? Zeptejte se na fóru! Naši specialisté vám určitě odpoví.

29 2024 сентября k-igor

Nedílnou součástí návrhu elektrického napájení je výpočet zkratových proudů. Z vlastní zkušenosti mohu říci, že to není vždy vyžadováno, ne vždy je to možné kvůli nedostatku počátečních dat, ne vždy je to relevantní a dává to smysl.

V ideálním případě by měl být v každém skupinovém vedení vypočten jednofázový zkratový proud a na základě jeho hodnoty by mělo být vybráno ochranné zařízení a kabel.

Moje sada programů již obsahuje program pro výpočet zkratových proudů v síti 0,4 kV poměrně nedávno se objevil i program pro výpočet zkratových proudů 10 kV;

Obvykle je při navrhování napájecích systémů přípustné vypočítat zkratové proudy pomocí zjednodušené metody. Moje metoda výpočtu je založena na výpočtu odporu fázově neutrální smyčky a vyžaduje údaje o napájecí síti a transformátoru.

Co dělat, když nejsou k dispozici žádné údaje o napájení?

V tomto případě lze použít zjednodušenou metodu výpočtu zkratového proudu. Onehdy proběhl audit projektu v Telegramu, kde byla použita tato metoda výpočtu.

Osobně jsem k tomu skeptický, ale pojďme se na to podívat, třeba se to bude někomu hodit.

Mimochodem, pro skupinové sítě se počítá právě jednofázový zkratový proud, protože je pro naše sítě nejnebezpečnější a ochranné zařízení musí být zvoleno tak, aby se v případě zkratu vypnulo maximálně do 0,4 sekundy.

Minimální zkratový proud lze vypočítat pomocí následujícího vzorce:

Vzorec – zjednodušená metoda pro výpočet zkratového proudu

• Iкmin – minimální hodnota očekávaného zkratového proudu [A];
• U0 – napětí mezi fází a zemí zdroje [V];
• ρ je měrný odpor materiálu vodiče při 20 0 C [Ohm*mm/m] a rovná se 0,018 pro měď, 0,027 pro hliník;
• L – délka chráněného vodiče [m];
• S – průřez vodiče [mm2];
• ksec – korekční faktor zohledňující reaktanci kabelu s průřezem větším než 95 mm2;

• kpar – korekční faktor pro paralelní vodiče;

• m je součinitel úměrnosti mezi odporem nulového a fázového vodiče (pokud je vyroben ze stejného materiálu, m je poměr mezi průřezy fázového a nulového vodiče).

Po výpočtu minimálního zkratového proudu je nutné to zkontrolovat

• Iз je nastavovací proud magnetické ochrany jističe;
• 1,2 – odchylka prahu odezvy.

Jak vidíte, v této metodě se měrný odpor bere při 20 0 C, ale ve svých programech to beru s přihlédnutím ke koeficientu. 1,25, ale zde zahrnují koeficient. 1,2 na ochranné zařízení.

Tato metoda je uvedena v příručce ABB, která je k dispozici ve 220 plyšácích.

Návod Legrand obsahuje následující informace:

Měrný odpor materiálů při výpočtu zkratových proudů

V blízké budoucnosti přidám tuto metodu do své sady programů a analyzuji výsledky výpočtů.