Corrent de curtcircuit, que determina la magnitud del corrent de curtcircuit
Aquest article se centrarà en els curtcircuits a les xarxes elèctriques. Considerarem exemples típics de curtcircuits, mètodes de càlcul de corrents de curtcircuit, prestarem atenció a la relació entre la resistència inductiva i la potència nominal dels transformadors en calcular corrents de curtcircuit i també donarem fórmules senzilles específiques per a aquests càlculs.
A l'hora de dissenyar instal·lacions elèctriques, cal conèixer els valors dels corrents de curtcircuit simètrics per a diferents punts d'un circuit trifàsic. Els valors d'aquests corrents simètrics crítics permeten calcular els paràmetres de cables, aparells de commutació, dispositius de protecció selectiva etc.
A continuació, considereu un corrent de curtcircuit trifàsic de resistència zero alimentat a través d'un transformador reductor de distribució típic. En condicions normals, aquest tipus de dany (curtcircuit de la connexió del cargol) és el més perillós i el càlcul és molt senzill.Els càlculs senzills permeten, subjecte a determinades regles, obtenir resultats prou precisos i acceptables per al disseny d'instal·lacions elèctriques.
Corrent de curtcircuit en el bobinat secundari d'un transformador de distribució reductor. Com a primera aproximació, s'assumeix que la resistència del circuit d'alta tensió és molt petita i, per tant, es pot descuidar:
Aquí P és la potència nominal en volt-amperes, U2 és la tensió fase a fase del bobinatge secundari sense càrrega, In és el corrent nominal en amperes, Isc és el corrent de curtcircuit en amperes, Usc és el curtcircuit tensió del circuit en percentatge.
La taula següent mostra les tensions típiques de curtcircuit per als transformadors trifàsics per a un bobinat d'alta tensió de 20 kV.
Si, per exemple, considerem el cas quan s'alimenten diversos transformadors en paral·lel al bus, llavors el valor del corrent de curtcircuit al començament de la línia connectada al bus es pot prendre igual a la suma del curtcircuit. corrents, que prèviament es calculen per separat per a cadascun dels transformadors.
Quan tots els transformadors s'alimenten des de la mateixa xarxa d'alta tensió, els valors dels corrents de curtcircuit, quan es sumen, donaran un valor lleugerament superior al que apareixen realment. Es descuida la resistència de les barres i interruptors.
Que el transformador tingui una potència nominal de 400 kVA, la tensió del bobinatge secundari és de 420 V, aleshores si prenem Usc = 4%, aleshores:
La figura següent proporciona una explicació d'aquest exemple.
La precisió del valor obtingut serà suficient per calcular la instal·lació elèctrica.
Corrent de curtcircuit trifàsic en qualsevol punt d'instal·lació del costat de baixa tensió:
Aquí: U2 és la tensió sense càrrega entre les fases dels bobinatges secundaris del transformador. Zt — impedància del circuit situat per sobre del punt de fallada. A continuació, considereu com trobar Zt.
Cada part de la instal·lació, ja sigui una xarxa, un cable d'alimentació, el propi transformador, un disjuntor o una barra colectora, té la seva pròpia impedància Z formada per R actiu i X reactiu.
La resistència capacitiva no juga aquí un paper. Z, R i X s'expressen en ohms i es calculen com els costats d'un triangle rectangle tal com es mostra a la figura següent. La impedància es calcula segons la regla del triangle rectangle.
La quadrícula es divideix en seccions separades per trobar X i R per a cada secció de manera que el càlcul sigui convenient. Per a un circuit en sèrie, simplement s'afegeixen els valors de la resistència i el resultat és Xt i RT. La resistència total Zt ve determinada pel teorema de Pitàgores per a un triangle rectangle mitjançant la fórmula:
Quan les seccions estan connectades en paral·lel, el càlcul es realitza com per a resistències connectades en paral·lel, si les seccions paral·leles combinades tenen reactància o resistència activa, s'obtindrà la resistència total equivalent:
Xt no té en compte la influència de les inductàncies, i si les inductàncies adjacents s'influeixen mútuament, la inductància real serà més alta. Cal tenir en compte que el càlcul de Xz només està relacionat amb un circuit independent independent, és a dir, també sense la influència de la inductància mútua. Si els circuits paral·lels es troben a prop els uns dels altres, la resistència X serà notablement més alta.
Considereu ara la xarxa connectada a l'entrada del transformador reductor. El proveïdor d'electricitat determina el corrent de curtcircuit trifàsic Isc o la potència de curtcircuit Psc, però a partir d'aquestes dades es pot trobar la resistència equivalent total. Impedància equivalent, que resulta simultàniament en l'equivalent per al costat de baixa tensió:
Psc: subministrament de curtcircuit trifàsic, tensió U2 sense càrrega del circuit de baixa tensió.
Com a regla general, el component actiu de la resistència d'una xarxa d'alta tensió - Ra - és molt petit i, en comparació amb la resistència inductiva, insignificant. Convencionalment, Xa es pren igual al 99,5% de Za i Ra és igual al 10% de Xa. La taula següent mostra les xifres aproximades d'aquests valors per als transformadors de 500 MVA i 250 MVA.
Ztr complet - Resistència del transformador lateral de baixa tensió:
Pn: potència nominal del transformador en kilovolts-amperes.
La resistència activa dels bobinatges es basa en pèrdues de potència.
Quan es realitzen càlculs aproximats, es descuida Rtr i Ztr = Xtr.
Si s'ha de considerar un disjuntor de baixa tensió, es considera la impedància de l'interruptor per sobre del punt de curtcircuit. La resistència inductiva es pren igual a 0,00015 Ohm per interruptor i es descuida el component actiu.
Pel que fa a les barres, la seva resistència activa és insignificant, mentre que el component reactiu es distribueix a aproximadament 0,00015 Ohm per metre de la seva longitud, i quan la distància entre les barres es duplica, la seva reactància augmenta només un 10%. Els paràmetres del cable són especificats pels seus fabricants.
Pel que fa a un motor trifàsic, en el moment del curtcircuit entra en mode generador i el corrent de curtcircuit als bobinatges s'estima com a Isc = 3,5 * In. En els motors monofàsics, l'augment de corrent en el moment del curtcircuit és insignificant.
L'arc que acostuma a acompanyar un curtcircuit té una resistència que no és en absolut constant, però el seu valor mitjà és extremadament baix, però la caiguda de tensió a l'arc és petita, per tant el corrent disminueix pràcticament en un 20%, la qual cosa facilita el funcionament. de l'interruptor sense pertorbar el seu funcionament sense afectar especialment el corrent d'intervenció.
El corrent de curtcircuit a l'extrem receptor de la línia està relacionat amb el corrent de curtcircuit a l'extrem de subministrament de la línia, però també es tenen en compte la secció transversal i el material dels cables de transmissió, així com la seva longitud. compte. Tenint una idea de la resistència, qualsevol pot fer aquest senzill càlcul. Esperem que el nostre article us hagi estat útil.