Elektrienergiaga kaasneb üsna suur oht, mille eest pole kaitstud ei üksikute alajaamade töötajad ega kodumasinad. Lühisvool on üks ohtlikumaid elektriliike, kuid on olemas meetodid selle juhtimiseks, arvutamiseks ja mõõtmiseks.
Mis see on
Lühisvool (SCC) on järsult suurenev löögi elektriimpulss. Selle peamine oht seisneb selles, et Joule-Lenzi seaduse kohaselt on sellisel energial väga kõrge soojuseralduskiirus. Lühise tagajärjel võivad juhtmed sulada või teatud elektriseadmed läbi põleda.
Foto - ajastusskeemSee koosneb kahest põhikomponendist - perioodilisest voolukomponendist ja sunnitud perioodilisest komponendist.
Valem – perioodiline
Valem – perioodiline Põhimõtte kohaselt on kõige keerulisem mõõta aperioodilise esinemise energiat, mis on mahtuvuslik, enne hädaolukorda. Lõppude lõpuks on just õnnetuse hetkel faaside erinevus kõige suurema amplituudiga. Samuti on selle eripäraks selle voolu ebatüüpiline esinemine võrkudes. Selle moodustamise skeem aitab näidata selle voolu tööpõhimõtet.
Kõrgepingest tingitud allikate takistus lühise ajal lühistatakse lühikese vahemaa tagant või "lühistatakse" - seepärast sai see nähtus oma nime. Seal on kolmefaasiline, kahefaasiline ja ühefaasiline lühisvool - siin toimub klassifikatsioon suletud faaside arvu järgi. Mõnel juhul võib lühis olla lühises faaside vahel ja maandusega. Seejärel peate selle kindlaksmääramiseks eraldi arvestama maandusega.
Foto – lühise tulemus Samuti saate jaotada lühiseid vastavalt elektriseadmete ühenduse tüübile:
- koos maandusega;
- Ilma temata.
Selle nähtuse täielikuks selgitamiseks soovitame kaaluda näidet. Oletame, et on olemas konkreetne voolutarbija, mis on kraani abil ühendatud kohaliku elektriliiniga. Õige vooluahela korral võrdub võrgu kogupinge toiteallika EMF-i erinevuse ja kohalike elektrivõrkude pinge vähenemisega. Selle põhjal saab lühisevoolu määramiseks kasutada Ohmi valemit:
R = 0; Ikz = Ɛ/r
Siin r on lühisetakistus.
Kui asendate teatud väärtused, saate rikkevoolu määrata kogu elektriliini mis tahes punktis. Siin pole vaja lühise kordsust kontrollida.
Arvutusmeetodid
Oletame, et kolmefaasilises võrgus on lühis juba tekkinud, näiteks alajaamas või trafo mähistel, kuidas siis lühisvoolusid arvutatakse:
Valem - kolmefaasiline rikkevool Siin on U20 trafo mähiste pinge ja Z T on teatud faasi takistus (mis oli lühises kahjustatud). Kui pinge võrkudes on teadaolev parameeter, tuleb arvutada takistus.
Igal elektriallikal, olgu see siis trafo, aku klemm või elektrijuhtmed, on oma nimitakistuse tase. Teisisõnu, igaühel on oma Z. Kuid neid iseloomustab aktiivsete ja induktiivsete takistuste kombinatsioon. On ka mahtuvuslikke, kuid need pole suurte voolude arvutamisel olulised. Seetõttu kasutavad paljud elektrikud nende andmete arvutamiseks lihtsustatud meetodit: alalisvoolu takistuse aritmeetilist arvutust järjestikku ühendatud sektsioonides. Kui need omadused on teada, ei ole keeruline arvutada alloleva valemi abil lõigu või kogu võrgu impedantsi:
Täielik maandusvalem Kus ε on emf ja r on takistuse väärtus.
Arvestades, et ülekoormuste ajal on takistus null, on lahendus järgmine:
I = ε/r = 12/10-2
Selle põhjal on selle aku lühise tugevus 1200 amprit.
Sel viisil on võimalik arvutada ka mootori, generaatori ja muude paigaldiste lühisvoolu. Kuid tootmises ei ole alati võimalik arvutada iga üksiku elektriseadme jaoks vastuvõetavaid parameetreid. Lisaks tuleb arvestada, et asümmeetriliste lühiste korral on koormused erineva järjestusega, mille arvestamiseks on vaja teada cos φ ja takistust. Arvutamiseks kasutatakse spetsiaalset tabelit GOST 27514-87, kus on näidatud järgmised parameetrid:
Samuti on olemas ühesekundilise lühise kontseptsioon, siin määratakse lühise voolutugevuse valem spetsiaalse koefitsiendi abil:
Valem – lühiste koefitsient Arvatakse, et olenevalt kaabli ristlõikest võib lühis juhtmestikule märkamatult mööduda. Optimaalne lühise kestus on kuni 5 sekundit. Võetud Nebrati raamatust "Lühiste arvutamine võrkudes":
| Sektsioon, mm 2 | Konkreetset tüüpi juhtmete jaoks on lubatud lühise kestus | |||
| PVC isolatsioon | Polüetüleen | |||
| Vase veenid | Alumiiniumist | Vask | Alumiiniumist | |
| 1,5 | 0,17 | Ei | 0,21 | Ei |
| 2,5 | 0,3 | 0,18 | 0,34 | 0,2 |
| 4 | 0,4 | 0,3 | 0,54 | 0,36 |
| 6 | 0,7 | 0,4 | 0,8 | 0,5 |
| 10 | 1,1 | 0,7 | 1,37 | 0,9 |
| 16 | 1,8 | 1,1 | 2,16 | 1,4 |
| 25 | 2,8 | 1,8 | 3,46 | 2,2 |
| 35 | 3,9 | 2,5 | 4,8 | 3,09 |
| 50 | 5,2 | 3 | 6,5 | 4,18 |
| 70 | 7,5 | 5 | 9,4 | 6,12 |
| 95 | 10,5 | 6,9 | 13,03 | 8,48 |
| 120 | 13,2 | 8,7 | 16,4 | 10,7 |
| 150 | 16,3 | 10,6 | 20,3 | 13,2 |
| 185 | 20,4 | 13,4 | 25,4 | 16,5 |
| 240 | 26,8 | 17,5 | 33,3 | 21,7 |
See tabel aitab teil teada saada lühise eeldatava tingimusliku kestuse tavatöös, siinide voolutugevust ja erinevat tüüpi juhtmeid.
Kui valemite abil andmete arvutamiseks pole aega, kasutatakse spetsiaalset varustust. Näiteks on professionaalsete elektrikute seas väga populaarne indikaator Shch41160 - see on 380/220 V faas-null lühisvoolumõõtur. Digiseade võimaldab määrata ja arvutada lühise tugevust majapidamis- ja tööstusvõrkudes. Sellist arvestit saab osta spetsiaalsetes elektrikauplustes. See tehnika on hea, kui teil on vaja kiiresti ja täpselt määrata ahela või vooluringi sektsiooni praegune tase.
Kasutatakse ka programmi “Emergency Emergency”, millega saab kiiresti määrata lühise soojusefekti, kadumäära ja voolutugevust. Kontrollimine toimub automaatselt, teadaolevad parameetrid sisestatakse ja kõik andmed arvutatakse ise. See on tasuline projekt, litsents maksab umbes tuhat rubla.
Video: elektrivõrgu kaitsmine lühiste eest
Kaitse- ja varustuse valiku juhised
Vaatamata selle nähtuse ohtlikkusele on siiski olemas võimalus hädaolukordade tekkimise tõenäosust piirata või minimeerida. Lühiste piiramiseks on väga mugav kasutada elektriseadet, see võib olla voolu piirav reaktor, mis vähendab oluliselt kõrgete elektriimpulsside termilist mõju. Kuid see valik ei sobi koduseks kasutamiseks.
Foto - lühisekaitseploki skeem Kodus võib sageli leida automaatsete kaitselülitite ja releekaitse kasutamist. Nendel väljaannetel on teatud piirangud (maksimaalne ja minimaalne võrguvool), ületamise korral lülitatakse toide välja. Masin võimaldab teil määrata lubatud ampritaseme, mis aitab suurendada ohutust. Valik tehakse vajalikust kõrgema kaitseklassiga seadmete hulgast. Näiteks 21 amprise võrgu puhul on soovitatav kasutada 25 A kaitselülitit.
Korterite ja suvilate elektripaigaldiste projekteerimine (Schneider Electric)
2.1. Elektriliste koormuste arvutamine
Projekteerimise algstaadiumis, kui elektrivastuvõtjate täpsed andmed on praktiliselt teadmata, kuid elektrienergia ühendamiseks on vaja hankida tehnilised tingimused, tekib küsimus, kuidas arvutada tarbijate installeeritud võimsuse suurust ja selle põhjal? määrake projekteeritud koormus korteri või suvila sissepääsu juures. Samal ajal tähendab tarbija või võrguelemendi arvutusliku elektrikoormuse Рр mõiste võimsust, mis on võrdne eeldatava maksimaalse koormusega 30 minuti jooksul.
Ehitiste (korterite), suvilate, arenduse mikrorajoonide (plokkide) ja linnajaotusvõrgu elementide projekteeritud elektrikoormuste määramise standardid (linna elektrivõrkude projekteerimise juhendi muudatused ja täiendused - RD 34.20.185-94 ) pakkuda konkreetseid projekteerimiskoormusi.
Nimetatud standardid koostati korteris (suvilas) paljulubava elektriliste kodumasinate ja -masinate komplekti energiatarbimise režiimide analüüsi põhjal. Arvesse võeti andmeid seadmete ja masinate installeeritud võimsuse kohta, määrati iga seadme ja masina ööpäevane elektritarbimine ning võimalik tööaeg.
Konkreetsete arvutuslike koormuste puhul võetakse aluseks, et üksiku korteri (suvila) või väikese arvu korterite (suvilate) arvutusliku koormuse määravad juhuslikult kasutatavad, kuid olulise installeeritud võimsusega seadmed. Selliste seadmete hulka kuuluvad näiteks sooja veega pesumasinad, mullivannid, sooja veega nõudepesumasinad, elektrilised veekeetjad, elektrisaunad jne. Nende seadmete jaoks määrati nõudlustegurid ja seejärel summeeriti nende arvutuslikud koormused kõigi muude madalate seadmete koormustega. -jõuseadmed, mille määramisel kasutati nõudluse koefitsiendi keskmist väärtust.
Standardite väljatöötajad aktsepteerisid põhisisendandmetena järgmist:
1. Korteri keskmine pind (kokku), m2:
standardsetes masstoodanguga hoonetes 70
luksuskorteritega hoonetes
(eliit) üksikprojektidele 150
2. Suvila pind (kokku), m2 50 - 600
3. Keskmine pere, isikud 3.1
4. Paigaldatud võimsus, kW:
gaasipliidiga korterid 21.4
elektripliidiga korterid tüüpmajades 32.6
elektripliidiga korterid luksuslikes majades 39.6
gaasipliidiga suvilad 35.7
gaasipliidi ja elektrisaunaga suvilad 48.7
elektripliidiga suvilad 47,9
elektripliidi ja elektrisaunaga suvilad 59.9
Tabelis Tabelis 2.1 on toodud elamute korterite elektrivastuvõtjate arvutuslik erikoormus ja tabel. 2,2 - suvilad.
"Elamute elektrikoormuste arvutamise ajutistes juhendites" РМ2696-01 on I kategooria majade puhul soovitatav määrata arvestuslik koormus korteri sissepääsu juures valemiga:
kus Рз on elektrivastuvõtjate deklareeritud võimsus, mis määratakse kodumajapidamises kasutatavate elektri- ja valgustusseadmete, samuti pistikupesa võrgu nimivõimsuste liitmisel;
Tabel 2.1 Elamute korterite elektrivastuvõtjate elektriline erikoormus
Elektritarbijad | Elektri erikoormus, kW/korter, koos korterite arvuga |
|||||||||||||
Plaatidega korterid: | ||||||||||||||
Maagaasi puhul: | ||||||||||||||
Veeldatud gaasil (kaasa arvatud rühmaseadmetes) ja tahkekütusel: | ||||||||||||||
Elektrivõimsus kuni 8,5 kW | ||||||||||||||
Superior korterid elektripliidiga võimsusega kuni 10,5 kW | ||||||||||||||
Tabel 2.2 Suvilate elektrivastuvõtjate elektriline erikoormus
Elektritarbijad | Elektri erikoormus, kW/suvila, koos suvilate arvuga |
|||||||||
Maagaasi ahjudega suvila | ||||||||||
Maagaasi ahjude ja elektrisaunaga majakesed võimsusega kuni 12 kW | ||||||||||
Majakesed elektripliidiga kuni 10,5 kW | ||||||||||
Majakesed elektripliidiga võimsusega kuni 10,5 kW ja elektrisaunaga võimsusega kuni 12 kW | ||||||||||
Kc on nõudluse koefitsient, mis sõltub korteri deklareeritud võimsuse suurusest.
Kooskõlas “Ajutiste juhistega...” on eelprojekteerimisetappides soovitatav määrata arvestuslikud koormused ligikaudsete erikoormuste alusel vastavalt tabelile 2.3, olenevalt majapidamise erinevatest elektrifitseerimise tasemetest ja etapis. detailprojekti puhul on koormused määratud ülaltoodud valemi abil.
Tabelis 2,3 erikoormuste määramisel võeti elektrivastuvõtjate järgmised võimsused, kW: valgustus 2,8, pistikupesa võrk 2,8, elektripliidid 9-10,5, pesumasin 2,2, nõudepesumasin 2,2, soojendusega mullivann 2,5, duši soojendusega kabiin 3, veeboiler 2, läbivooluboiler 8-18, konditsioneerid 3, kodumasinad 4, põrandaküte 1.
Tabel 2.3 I kategooria majade ligikaudsed erikoormused
Korteri omadused | Erikoormus, kW/korter korterite arvu alusel |
|||||||||||||
1 Majad elektripliidiga kuni 9 kW ilma saunadeta, läbivooluboilerite ja kliimaseadmeteta | 600 või rohkem |
|||||||||||||
2 kuni 10,5 kW elektripliidiga maja: | ||||||||||||||
2.1 Ilma saunade ja läbivooluboileriteta | ||||||||||||||
veesoojendid võimsusega kuni 12 kW | ||||||||||||||
2.2 Saunadeta, aga läbivooluga | ||||||||||||||
2.3 Ilma saunadeta, kuid läbivooluboileritega võimsusega kuni 18 kW | ||||||||||||||
2.4 Saunadega kuni 12 kW, ilma läbivooluboileriteta | ||||||||||||||
2.5 Saunadega võimsusega kuni 6 kW ja läbivooluboileritega võimsusega kuni 8 kW | ||||||||||||||
2.6 Saunadega võimsusega kuni 12 kW ja läbivooluboileritega võimsusega kuni 12 kW | ||||||||||||||
Vajalik on selgitada, et käesolevate standardite ja juhendite väljatöötajate põhieesmärk oli elamutesse või suvilaküladesse sisestamiseks antud keskmised projekteerimiskoormused, lähtudes aluseks võetud lähteandmetest.
SP31-110-2003-s on kõrgendatud mugavusega korterite arvutuslik koormus soovitatav määrata vastavalt projekteerimisülesandele või vastavalt deklareeritud võimsuse ja nõudluse ning samaaegsuse koefitsientidele.
Luksuskorteri nõudluse tegurid:
Deklareeritud võimsus, kW Kuni 14 20 30 40 50 60 70 ja rohkem
Nõudluskoefitsient 0,8 0,65 0,6 0,55 0,5 0,48 0,45
Luksuskorteri samaaegsuskoefitsiendid Ko:
Korterite arv 1-5 6 9 12 15 18
Samaaegsuse tegur. . . 1 0,51 0,38 0,32 0,29 0,26
Korterite arv 24 40 60 100 200 400 600 ja rohkem
Samaaegsuse tegur. . . . 0,24 0,2 0,18 0,16 0,14 0,13 0,11
Luksuskorterite elektrivastuvõtjate RU-0,4 kV TP toiteliinide, sisendite ja busside arvestuslik koormus Rp.kW kW määratakse järgmise valemiga:
kus Rkv on luksuskorterite elektrivastuvõtjate koormus; n - korterite arv; Ko - luksuskorterite samaaegsuse koefitsient.
SP31-106-2002 ühepereelamute puhul on piirangute puudumisel soovitatav määrata ka arvestuslik koormus vastavalt kliendi juhistele. Kui aga toiteallika võimalused on piiratud, tuleks elektrivastuvõtjate arvutuslikuks koormuseks võtta vähemalt:
5,5 kW - ilma elektripliidita majadele;
8,8 kW - elektripliidiga majadele.
Kui maja üldpind ületab 60 m2, tuleks arvutuslikku koormust suurendada 1% iga täiendava 1 m2 kohta.
Reaalsetel juhtudel erinevad luksuskorterite ja -suvilate pinnad põhilistest oluliselt ning neil puudub majapidamise elektrifitseerimise taseme ülempiir.
Iga üksik korter või suvila koos kõrvalhoonetega esindab oma mikrokosmost, mis on täidetud mitte keskmiste, vaid tegelike elektritarbijatega, mille nimivõimsus võib oluliselt erineda regulatiivsetes materjalides vastuvõetutest.
Konkreetsed konstruktsioonikoormused ei saanud põhimõtteliselt arvesse võtta erinevate, üha keerukamate ja pikaajalise tööga (üle 30 minuti) tarbijate kasutamist, mis ilmuvad pidevalt turule eluaseme ja inimeste igapäevaelu mugavuse huvides.
Tabelis Tabelis 2.4, mis on koostatud vastavalt regulatiivsetele dokumentidele, suure hulga projektide analüüsi tulemustele ja kodumasinate passiandmetele, on näidatud üksikute elektrivastuvõtjate soovitatavad võimsusväärtused ja arvutatud koefitsiendid.
Pistikupesadesse ühendatud elektrivastuvõtjate grupi- ja toiteliinide koormuse arvutatud väärtuse Рр.р määramine peaks toimuma vastavalt SP31-110-2003 ühiselamute soovitusele vastavalt valemile:
kus Rud on erivõimsus pistikupesa kohta, pistikupesade arv kuni 100 aktsepteeritud 0,1, üle 100 - 0,06 kW;
nр - pistikupesade arv;
Ko.r - pistikupesade võrgu samaaegsuse koefitsient, mis määratakse sõltuvalt arvust
Kuni 10 pistikupesa. . . .1.0
Üle 10 kuni 20 pistikupesa. . . .0.9
Üle 20 kuni 50 pistikupesa. . . .0.8
Üle 50 kuni 100 pistikupesa. . . .0.7
Üle 100 kuni 200 pistikupesa. . .0.6
Üle 200 kuni 400 pistikupesa. . .0.5
Üle 400 kuni 600 pistikupesa. . .0.4
Üle 650 pistikupesa. . . .0.35
Peamised arvutatud koefitsiendid on: nõudluse koefitsient Kc, kasutuskoefitsient Ki ja võimsustegur cosph.
Koormusnõudluse koefitsient on arvutatud elektrilise koormuse ja elektrivastuvõtjate nimivõimsuse (paigaldatud) suhe:
kus Рр - arvutuslik elektrikoormus, kW (maksimaalselt 30 min); Ru - elektriliste vastuvõtjate paigaldatud võimsus, kW.
Nimi elektrilised vastuvõtjad | Nimi või paigaldatud aktiivvõimsus | Hinnanguline koefitsient | Märkus |
||
Nõudlus Ks | kasutades Ki |
||||
Elutubade elektrivalgustid | Hõõglambid |
||||
Elutubade (magamistubade) elektrivalgustus | |||||
Elektrivalgustus kontoritesse, raamatukogudesse, mängutubadesse jne. | |||||
Elektriline köögivalgustus | |||||
Esikute, koridoride jms elektrivalgustus. | |||||
Majapidamises kasutatavad pistikupesad (tele- ja raadioseadmed, külmikud, tolmuimejad, triikrauad, põrandalambid, lambid, laualambid jne) | 100 W/pistikupesa | 1 pistikupesa 6 m2 üldpinna kohta Ki=0,7 - rohkem kui 50 pistikupesaga; Ki=0,8 - pistikupesade arvuga 20 kuni 50; Ki=0,9 - pistikupesade arvuga 10 kuni 20; Ki=1 - pistikupesade arvuga kuni 10 |
|||
Elektripliit | 10,5 kW/ppit | ||||
Pesumasin | |||||
Nõudepesumasin | |||||
Soojendusega mullivann | |||||
Soojendusega dušikabiin | |||||
Akumuleerivad veesoojendid | |||||
Läbivooluboilerid | |||||
Konditsioneerid | |||||
Elektrilised kaminad | |||||
Köögikombainid, kohvimasinad, elektrilised veekeetjad jne. (kokku) | 4-5 kW/korter | ||||
Elutoas, köögis, esikus soojad põrandad | |||||
Vannitoas, saunas, lastetoas soojad põrandad | |||||
Elektriküttekatlad | |||||
Elektrilised kütteseadmed | |||||
Soojusfännid | |||||
Elektrilised küttekehad | |||||
Muruniidukid | |||||
Sukelpumbad | |||||
Personaalarvutid | |||||
Ühe või elektrivastuvõtjate rühma aktiivvõimsuse kasutusteguri all mõistetakse tegeliku tarbitud võimsuse P ja nimivõimsuse Pn suhet:
Tabel 2.5 Näiteks lähteandmed
Ruumid | Pindala, m2 | Paigaldatud elektriseadmed | Nimivõimsus (paigaldatud), kW | Märkus |
Elektripliit | Tabel 2.4 punkt 7 |
|||
Nõudepesumasin | Tabel 2.4 punkt 9 |
|||
Külmkapp | Passiandmete järgi |
|||
Köögikombain | Tabel 2.4 punkt 17 |
|||
Elektrivalgustus | Tabel 2.4 punkt 4 |
|||
1 pistikupesa voolule 16 A, 4 pistikupesa voolule 6 A | Tabel 2.4 punkt 6 |
|||
Hall ja koridorid | Elektrivalgustus | Tabel 2.4 punkt 5 |
||
6 pistikupesa voolu 6 A jaoks | Tabel 2.4 punkt 6 |
|||
Tabel 2.4 punkt 11 |
||||
Elektriline dušš | Tabel 2.4 punkt 12 |
|||
Soe põrand (4 m2) | Tabel 2.4 punkt 19 |
|||
Fänn | Passiandmete järgi |
|||
Elektrivalgustus | Tabel 2.4 punkt 5 |
|||
4 pistikupesa voolu 6 A jaoks | Tabel 2.4 punkt 6 |
|||
Elektriline dušš | Tabel 2.4 punkt 12 |
|||
Soe põrand (4 m2) | Tabel 2.4 punkt 19 |
|||
Fänn | Passiandmete järgi |
|||
Pesumasin | Tabel 2.4 punkt 8 |
|||
Elektrivalgustus | Tabel 2.4 punkt 5 |
|||
2 pistikupesa voolu 6 A jaoks | Tabel 2.4 punkt 6 |
|||
Elutuba | Elektriline kamin | Tabel 2.4 punkt 16 |
||
Konditsioneer | Tabel 2.4 punkt 15 |
|||
Kodukino | Passiandmete järgi |
|||
Elektrivalgustus | Tabel 2.4 punkt 1 |
|||
10 pistikupesa voolu 6 A jaoks | Tabel 2.4 punkt 6 |
|||
Magamistuba 1 | Soe põrand (12 m2) | Tabel 2.4 punkt 18 |
||
Konditsioneer | Tabel 2.4 punkt 15 |
|||
Elektrivalgustus | Tabel 2.4 punkt 2 |
|||
4 pistikupesa voolu 6 A jaoks | Tabel 2.4 punkt 6 |
|||
Magamistuba 2 | Soe põrand (10 m2) | Tabel 2.4 punkt 18 |
||
Konditsioneer | Tabel 2.4 punkt 15 |
|||
Elektrivalgustus | Tabel 2.4 punkt 2 |
|||
4 pistikupesa voolu 6 A jaoks | Tabel 2.4 punkt 6 |
|||
Lastetuba | Soe põrand (20 m2) | Tabel 2.4 punkt 18 |
||
Konditsioneer | Tabel 2.4 punkt 15 |
|||
Personaalarvuti | Tabel 2.4 punkt 26 |
|||
Elektrivalgustus | Tabel 2.4 punkt 3 |
|||
4 pistikupesa voolu 6 A jaoks | Tabel 2.4 punkt 6 |
|||
Konditsioneer | Tabel 2.4 punkt 15 |
|||
Personaalarvuti | Tabel 2.4 punkt 26 |
|||
Elektrivalgustus | Tabel 2.4 punkt 3 |
|||
4 pistikupesa voolu 6 A jaoks | Tabel 2.4 punkt 6 |
|||
Praktilistel juhtudel langeb mitmete tarbijate (nt pistikupesad ja elektrivalgustus) kasutuskoefitsient kokku selle tarbijarühma samaaegsuse koefitsiendiga Ko.
Algandmed:
Korter üldpinnaga 200 m2 korterelamus. Korteris on 5 tuba, köök,
2 vannituba, esik ja koridorid. Tabelis Tabelis 2.5 on toodud algandmed paigaldatud majapidamises kasutatavate elektriseadmete kohta. Kõik tarbijad, välja arvatud elektripliit, on ühefaasilised.
Koormuse arvutamine.
Tabeli andmete põhjal. 2.5 koostame arvutustabeli tabeli. 2.6, mis sisaldab vastavalt tabelile vastu võetud hinnangulisi nõudluse ja kasutuse koefitsiente. 2.4.
Võimsustegurid võetakse vastavalt §1.3 toodud andmetele.
Tabelis 2.6 summeeritakse sama tüüpi elektrivastuvõtjate (näiteks elektrivalgustus, majapidamises kasutatavad elektripistikud, ventilaatorid, põrandaküte) paigaldatud võimsused.
Tabel 2.6 Arvutustabel näiteks nr 1
Elektritarbijate rühmade või üksikute elektrivastuvõtjate nimetused | Paigaldatud (nimi)võimsus, kW | Hinnanguline koefitsient | Disaini võimsus | Märkus |
|||
nõudmineKs | kasutades Ki | võimsus cosф/tgф | aktiivne | täis |
|||
Elektrivalgustus | Hõõglambid aktsepteeritakse kõikjal |
||||||
Kodune pistikupesa võrk | |||||||
Elektripliit | |||||||
Nõudepesumasin | |||||||
Külmkapp | |||||||
Köögikombain | |||||||
Konditsioneerid | |||||||
Pesumasin | |||||||
Soojad põrandad | |||||||
Elektriline dušš | |||||||
Fännid | |||||||
Elektriline kamin | |||||||
Kodukino | |||||||
Personaalarvutid | |||||||
Iga elektrivastuvõtjate rühma arvutatud aktiivvõimsus (kW) määratakse valemiga
Iga elektrivastuvõtjate rühma koguvõimsus, kV*A:
Arvestades, et kõik koormused, välja arvatud elektripliit, on ühefaasilised ja toitevõrk on kolmefaasiline, jättes tähelepanuta faaside ebaühtlase koormuse, saame korteri sissepääsu juures arvutusliku voolu:
Valime korteri sissepääsu juurde paigaldamiseks kolmefaasilise neljapooluselise kaitselüliti nimivooluga 63 A.
Tabelis Tabelites 2.7 ja 2.8 on näidatud elektritarbijate soovitatavad võimsusväärtused eliitkorterite, suvilate ja isiklike kruntide üksikute hoonete jaoks. Soovituslikud väärtused määrati suure hulga viimastel aastatel lõpetatud projektide analüüsi põhjal.
Tabelis 2.7 ja 2.8, installeeritud võimsus tähendab tarbijate koguvõimsust, mille kestus ületab tavaliselt 1 tunni. Juhutarbijad sisalduvad väljalaskevõrgu koguvõimsuses. Arvutatud võimsus võtab arvesse üksikute tarbijate redutseerivaid tegureid ja üldist tegurit 0,8, mis võtab arvesse kõigi tarbijate samaaegset tööd.
Luksuskorteri üldpind, m2 | Plaat | Märkus |
||
paigaldatud | arvutatud |
|||
Köök, elutuba, magamistuba, lastetuba, vannituba, esik |
||||
Elektriline | ||||
Köök, elutuba, 2 magamistuba, lastetuba, 2 vannituba, esik |
||||
Elektriline | ||||
Köök, elutuba, 2 magamistuba, 2 vannituba, mullivann, lastetuba, raamatukogu, esik |
||||
Elektriline | ||||
Köök, elutuba, 2 magamistuba, 2 vannitoad, mullivann, lastetuba, raamatukogu, talveaed, esik |
||||
Elektriline | ||||
Suvila või üksikute hoonete üldpind krundil, m2 | plaat, küte | Märkus |
||
Paigaldatud | Arvutatud |
|||
Suvila 150 | Elektriküte, boilerid, sukelpump, põrandaküte |
|||
Elektriline | ||||
Suvila 250 | Elektriboiler, boilerid, sukelpump, põrandaküte |
|||
Elektriline | ||||
Suvila 300 | ||||
Elektriline | ||||
Suvila 400 | ||||
Elektriline | ||||
Suvila 500 | ||||
Elektriline | ||||
Suvila 600 | ||||
Elektriline | ||||
Külalistemaja 100 | ||||
Elektriline | ||||
Puuküttega | Elektriküte, boilerid, põrandaküte |
|||
Elektriline | ||||
Garaaž kahele autole 40 | ||||
Elektriküttega kasvuhoone | ||||
Territooriumi elektrivalgustus ja kunstivalgustus | Krundi pindala 0,2 hektarit |
|||
2.2. Lühisvoolude arvutamine
Lühisvoolude (SC) arvutused tehakse:
Elektriseadmete elektrodünaamilise ja soojustakistuse valimine ja testimine;
Seadete määramine ja kaitse selektiivsuse tagamine korteri või suvila sisendites.
Eelkõige puudutab see kaitselülitite valikut.
Peamised lühisvoolude arvutamise korda reguleerivad dokumendid on järgmised:
GOST 28249-93 "Lühised elektripaigaldistes. Arvutusmeetodid vahelduvvoolu elektripaigaldistes pingega kuni 1 kV;
Juhised lühisevoolude arvutamiseks ja elektriseadmete valimiseks - RD 153-34.0-20.527-98 RAO UES of Russia, (2002).
Erinevad lühisvoolude arvutamise meetodid on tehnilises kirjanduses piisavalt üksikasjalikult kajastatud. Selles töös esitame avaldatud materjalide põhjal ainult need andmed, mis on vajalikud lühisvoolude arvutamiseks eliitelamute toiteprojektide elluviimisel ning ennekõike mõisate ja suvilate toiteallikana.
Kuni 1 kV elektripaigaldiste lühisvoolude arvutamisel tuleb arvestada lühis kõigi elementide, sealhulgas jõutrafode, voolutrafode, reaktorite, kaitselülitite voolupoolide aktiiv- ja induktiivtakistust. ja dirigendid. Samuti peaksite kaaluma:
Lühises juhtmete aktiivtakistuse muutus nende kuumenemise tõttu lühise ajal;
Elektrikaare takistus lühise kohas.
Samaväärsete samaväärsete vooluahelate koostamisel tuleks algse konstruktsiooniahela elementide parameetrid taandada võrgu pingeastmeni, milles lühisepunkt asub.
Lühisvoolude arvutamisel on lubatud:
Lihtsustada võimalikult palju kogu välisvõrku tõrkekoha suhtes, esitledes seda kui nulltakistusega lõpmatu võimsusega süsteemi;
Võtke trafode teisendussuhted, mis on võrdsed trafosid ühendavate pingetasemete keskmiste nimipingete suhtega. Keskmine nimipinge väärtused: 10,5; 6,3; 0,4; 0,23 kV.
Elektripaigaldistes, mis saavad toidet otse elektrisüsteemi võrgust, on üldiselt aktsepteeritud, et alandustrafod ühendatakse konstantse pingeamplituudiga allikaga süsteemi samaväärse induktiivse reaktiivtakistuse kaudu. Selle takistuse väärtus (xc), mis on vähendatud võrgu madalaima pingeastmeni, arvutatakse valemiga (mOhm)
kus Uav.n.n on trafo madalpingemähisega ühendatud võrgu keskmine nimipinge V;
Uav.n - võrgu keskmine nimipinge, millega on ühendatud trafo kõrgepinge mähis, V;
Ikv.n = In0.v.n - voolu perioodilise komponendi efektiivne väärtus kolmefaasilise lühise ajal trafo kõrgepinge mähise klemmides, kA;
Sk - tingimuslik lühise võimsus trafo kõrgepinge mähise klemmides MV^A.
Määratud andmete puudumisel saab süsteemi ekvivalentse induktiivse reaktiivtakistuse arvutada valemiga (mOhm):
kus Iot.nom on alandava trafo kõrgepingepoolele paigaldatud lüliti nimiväljalülitusvool, kA.
Juhtudel, kui alandustrafo on ühendatud elektrivõrguga läbi reaktori, õhu- või kaabelliini (pikk üle 1 km), tuleb arvestada mitte ainult nende induktiivse, vaid ka aktiivse takistusega. elemendid.
Lühisvoolud on soovitatav arvutada elektripaigaldistes pingega kuni 1 kV nimelistes ühikutes.
Alandava trafo (RT, XT) aktiivne ja induktiivne takistus, mis on vähendatud võrgu madalpinge astmeni, arvutatakse valemite abil, mOhm:
kus St.nom on trafo nimivõimsus, kV*A; Rk.z - lühise kaod trafos, kW; Un.n.nom - trafo madalpinge mähise nimipinge, kV; Uk - trafo lühispinge, %.
Tabelis 2.9 näitab trafode aktiivset ja induktiivset takistust, vähendatud pingeni 0,4 kV.
Tabel 2.9 Sekundaarpingega 0,4 kV alandavate trafode takistus
Nominaalne jõud, | ühendused | Lühike pinge sulgemised | Vastupidavus, mOhm |
||||||||
otsene järjestus | null jada | ühefaasiline lühisvool |
|||||||||
aktiivne | induktiivne | aktiivne | induktiivne | aktiivne | induktiivne | ||||||
kus R0sh ja X0sh on siini eriaktiivsus ja reaktants, Ohm/m;
lsh - siini pikkus, m.
Täielike ShRA ja ShMA tüüpi tehases valmistatud siinide takistused on toodud tabelis 2.10.
Tabel 2.10 Terviklike siinikanalite takistuse väärtused
siini kanalid | Nimivool, A | Faasitakistus, mOhm/m | Neutraaljuhi takistus, mOhm/m |
||
aktiivne | induktiivne | aktiivne | induktiivne |
||
Andmete puudumisel võib trafo ja kaitselüliti siini takistuse võtta ligikaudu: Rsh = 0,5 mOhm, Xsh = 0,25 mOhm.
Õhuliinide aktiivne ja induktiivne takistus (OHL):
Aktiivne takistus (oomi)
kus p on traadi materjali eritakistus, vase puhul p = 0,0178 Ohm*mm2/m, alumiiniumi puhul p = 0,0294.
l - joone pikkus, m;
S - traadi ristlõige, mm2.
Induktiivne reaktants faasi kohta (mOhm/m) määratakse järgmise valemiga:
kus a on juhtmete vaheline kaugus, mm;
dпp - juhi läbimõõt, mm.
Alumiinium- ja vaskjuhtmetega kaablite aktiiv- ja induktiivtakistus on toodud tabelis. 2.11-2.14, õhuliinid - tabelis. 2.15.
Sama ristlõikega ümmargustest juhtmetest paralleelselt paigutatud faasi- ja nulljuhtmetega faasi-nullkontuuri induktiivreaktiiv (mOhm/m) määratakse valemiga:
Faas-null-kontuuri takistused ilma maandusseadmeid arvestamata on toodud tabelis. 2.16, õhuliinide ja kaablite faasinull-kontuuri impedantsid on toodud tabelis. 2.17.
Kuni 1 kV pingega võrkudesse paigaldatud seadmete aktiiv- ja induktiivtakistused on toodud tabelis. 2,18 ja 2,19. Kaitselülitite antud takistuse väärtused hõlmavad vooluvabastusmähiste takistust ja liikuvate kontaktide üleminekutakistust.
Tabel 2.11 Alumiiniumjuhtmetega kaabli aktiivne ja induktiivne takistus mittejuhtivas ümbrises
Kaabli ristlõige | Kolme- ja neljasooneliste kaablite takistus mittejuhtivas ümbrises, mOhm/m |
|||
Otsene järjestus | Null jada |
|||
Arvestada tuleks sellega, et iga masin on ahelaga jadamisi ühendatud kahe eemaldatava kontakti kaudu. Elektrikontaktide üleminekutakistuse ligikaudseks hindamiseks võetakse: Rк = 0,1 mOhm - kaablite kontaktühenduste jaoks; Rк = 0,01 mOhm - siinide jaoks; Rк - 1,0 mOhm - seadmete lülitamiseks.
Allpool on fikseeritud kontaktiühenduste mööduvad aktiivtakistused, mOhm:
Tabel 2.12 Alumiiniumkestas alumiiniumjuhtmetega kaabli aktiivne ja induktiivne takistus
Kaabli ristlõige | Alumiiniumkestas kolme- ja neljasooneliste kaablite takistus, mOhm/m |
|||
Otsene järjestus | Null jada |
|||
Tabel 2.13 Pliikestas alumiiniumjuhtmetega kaabli aktiivne ja induktiivne takistus
Kaabli ristlõige | Kolme- ja neljasoonelise plii mantliga kaabli takistus, mOhm/m |
|||
Otsene järjestus | Null jada |
|||
Tabel 2.14 Teraskestas vaskjuhtidega kaabli aktiivne ja induktiivne takistus
Kaabli ristlõige | Otsene järjestus | Null jada |
||
Lühisvoolude arvutamisel võetakse arvesse kõigi lühises esinevate mitmepöörde mõõtevoolutrafode (Kt.a, Xta) primaarmähiste aktiiv- ja induktiivtakistus. Mõnede mitme pöördega voolutrafode parameetrid on toodud tabelis. 2.19. Ühe pöördega trafode aktiivset ja induktiivset takistust (voolude korral üle 500 A) võib lühisvoolude arvutamisel tähelepanuta jätta.
Aktiivkaare takistus on toodud tabelis. 2.20.
Vaatleme kolmefaasiliste ja ühefaasiliste lühisvoolude arvutamise põhimõtteid. Kolmefaasiline lühis viitab lühisele elektrisüsteemi kolme faasi vahel. Ühefaasiline lühis tähendab kolmefaasilise elektrisüsteemi toiteelementide lühist maandusega tugevalt maandatud nulliga, mille puhul on maandusega ühendatud ainult üks faas.
Kolmefaasiliste lühisvoolude arvutamine on määratleda:
Lühisvoolu perioodilise komponendi esialgne efektiivne väärtus;
Lühisvoolu perioodiline komponent algsel ja suvalisel ajahetkel;
Löögivoolu lühis.
Kui tarbijat toidetakse toitesüsteemist alandava trafo kaudu, arvutatakse lühisvoolu perioodilise komponendi (7k0) esialgne efektiivne väärtus, võtmata arvesse elektrimootoritest laadimist, valemiga (kA)
kus Uav.n.n on selle võrgu keskmine nimipinge, milles lühis tekkis, V;
- lühise kogutakistus, mOhm;
х1кз - lühise otsese järjestuse kogu aktiivne ja induktiivne takistus, vastavalt
kus xc on süsteemi ekvivalentne induktiivne reaktiivtakistus kuni alandava trafoni, vähendatud madalaima pingeastmeni, mOhm;
rt ja xt - alandava trafo aktiivne ja induktiivne positiivse järjestuse takistus, mOhm;
rr ja xr - reaktorite aktiivne ja induktiivne takistus, mOhm (vastavalt tootjale);
rtt ja xtt - voolutrafo primaarmähiste aktiivne ja induktiivne takistus, Ohm; rАВ ja ХАВ - kaitselülitite aktiivne ja induktiivne takistus, mOhm, sealhulgas vabastuste voolupoolide takistus ja liikuvate kontaktide üleminekutakistus;
rsh ja hsh - siinide aktiivne ja induktiivne takistus, mOhm;
rk - erinevate kontaktide kogu aktiivne takistus, mOhm;
gkb, gvl ja hkb, hvl - kaabli- ja õhuliinide aktiivne ja induktiivne takistus, mOhm; rD on kaare aktiivne takistus lühise asukohas, mOhm.
Tabel 2.15 Õhuliini juhtmete ja kaablite aktiivne ja induktiivne takistus (pingele kuni 500 V)
Vastupidavus, mOhm/m |
|||||
aktiivne | induktiivne |
||||
alumiiniumist | juhtmed lahti | vööpaberi isolatsiooniga | juhtmed torudes, kaablid kummi ja PVC isolatsiooniga |
||
Tabel 2.16 Faasi nullahela takistuse väärtused, välja arvatud maandusseadmed
Faasijuhtme ristlõige, mm2 | Kontuuri aktiivne (lugeja) ja induktiivne (nimetaja) takistus, mOhm, nulljuhtme ristlõikega, mm2 |
||||
Tabel 2.17 Õhuliinide ja kaablite faasi-null-kontuuri impedants, mOhm/m
Traadi ristlõige, mm2 | Kaabel või traat | Juhtmed rullikutel ja isolaatoritel | Õhujuhtmed |
||||
vastupidine | alumiiniumist | alumiiniumist | alumiiniumist |
||||
Tabel 2.18 Takistite voolupoolide lülitustakistused ja automaatsete kaitselülitite liikuvate kontaktide ja kaitselülitite eemaldatavate kontaktide üleminekutakistused
Nimivool, A | Kaitselülitite takistus temperatuuril 65 C, mOhm | Lülitite eemaldatavate kontaktide takistus, mOhm |
|
aktiivne | induktiivne |
||
Tabel 2.19 Mitme pöördega voolutrafode primaarmähiste takistus
Voolutrafo suhe | Vastupidavus, mOhm, täpsusklassi mitme pöördega voolutrafode primaarmähised |
|||
Tabel 2.20 Kaare takistuse väärtus
Lühisvoolu aperioodiline komponent on võrdne voolu perioodilise komponendi amplituudiga lühise alghetkel, st:
Lühisvoolu perioodiline komponent suvalisel ajahetkel määratakse järgmise valemiga:
kus t on aeg, s;
Ta on lühisevoolu aperioodilise komponendi s, võrdne sumbumisaja konstant
kus XE ja RE on lühise induktiivne ja aktiivne takistus, mOhm; yus - sünkroonse nurksagedusega võrgu pinge, rad/s.
Kolmefaasilise lühise löögivool ühe energiaallikaga (toitesüsteem või autonoomne allikas) elektripaigaldistes arvutatakse järgmise valemi abil:
Kus 
- punktis näidatud kõverate põhjal määratud löögikoefitsient
Riis. 2.1
Ta on lagunemisaja konstant
lühisvoolu perioodiline komponent;
Kolmefaasilise lühise arvutamise näide
Määrake maja (suvila) sissepääsu juures lühisvool.
Küla toidetakse elektrisüsteemi jaotuspunktist (DP) 10 kV õhuliini kaudu läbi 10/0,4 kV trafo võimsusega 400 kV*A.
Suvila toiteallikaks on 300 m pikkune 0,4 kV kaabelliin.
Vaskjuhtmetega kaabel ristlõikega 4x50 mm2 (joon. 2.2).
Lühise toide RP-10 bussidel Sk.z=200 MV*A.
Projekteerimisskeem ja samaväärne vooluahel on näidatud joonisel fig. 2.3.
Arvestades, et 10 kV liini pikkus 10 kV süsteemi jaotuspunktist trafo alajaamani on alla 1 km, siis GOST 28249-93 kohaselt ei tohi liini lühise arvutamisel arvesse võtta. hoovused.
Riis. 2.2
Riis. 2.3
Samaväärsete vooluahela takistuste määramine
Süsteemi takistus:
Trafo takistus 400 kVA (tabel 2.9):
Elektriliste kontaktide üleminekutakistus (vt GOST 28249-93 punkt 2.5), Rк = 0,1 mOhm;
Kaitselülitite takistus (tabel 2.18)
Voolutrafo takistus 300/5A 1 (vt tabel 2.19)
CL takistus - 0,4 kV, ristlõige 4x50, pikkus 300 m (tabel 2.14)
Lühise takistus:
aktiivne:
reaktiivne:
Lühise impedants:
Kolmefaasilise lühisevoolu perioodilise komponendi algväärtus:
Lühise voolu perioodiline komponent lühise alghetkel:
kus Ia0 on lühisevoolu aperioodilise komponendi suurim algväärtus.
Aperioodiline komponent suvalisel ajal t arvutatakse järgmise valemi abil:
kus t on aeg, s
Ta on lühisvoolu aperioodilise komponendi sumbumise ajakonstant;
meie puhul
aperioodiline komponent laguneb ligikaudu 0,002 s pärast ja seda võib ignoreerida.
Lühise põrutusvool:
kus kus. = 1 - piki kõverat joonisel fig. 2,1 suhtest
Ühefaasiliste lühisvoolude arvutamine võrkudes kuni 1 kV toimub kaitse töökindluse tagamiseks lühisvoolu minimaalsetel väärtustel kaitstud liini lõpus.
Ühefaasilise lühise projekteerimispunkt on kaitselülitiga kaitstud võrguosa elektriliselt kõige kaugem punkt.
Vastavalt "Elektripaigaldise reeglite" (PUE) nõuetele peab kahjustatud võrguosa usaldusväärseks lahtiühendamiseks väikseim lühise nimivool ületama kaitsmelüli nimivoolu või vooluahela nimivoolu. kaitselüliti, mis kaitseb seda võrguosa, pöördvoolu karakteristikuga vähemalt 3 korda.
Kui kaitselülitil on ainult hetkvabastus (väljalülitus), siis peab minimaalne lühise nimivool ületama väljalülitusseadet vähemalt 1,4 korda.
Võrreldes kolmefaasiliste lühisvoolude arvutamisega on ühefaasiliste lühisvoolude arvutamine keerulisem, kuna sel juhul tuleb lisaks pärisuunalise lühise (faasis) takistuse arvestamisele arvestada ka maandusahela takistusega (tagurdusahelas). Kui maandamiseks kasutatakse terastorusid, kaablikanalite raame ja muid ehituskonstruktsioone, on lühisekindluse küsimuse otsustamisel palju ebakindlust.
Lisaks klassifitseeritakse ühefaasilised lühised asümmeetrilisteks, mis toob arvutusse täiendavaid raskusi.
Ühefaasiliste lühisvoolude arvutamiseks võib kasutada sümmeetriliste komponentide meetodit või faasi-null-kontuuri takistust.
Asümmeetriliste lühiste arvutuste lihtsustamiseks pakutakse välja sümmeetriliste komponentide meetod. Selle meetodi olemus seisneb kolmefaasilise võrgu asümmeetrilise voolusüsteemi asendamises ühefaasilise lühise ajal kolme sümmeetrilise süsteemiga: positiivne, negatiivne ja nulljärjestus. Sümmeetrilised süsteemid on teoreetiliseks arvutamiseks üsna lihtsad. Selle meetodi praktilisel kasutamisel tekivad sageli raskused maandusahela vastuvõetud versiooni nulljärjestuse takistuste võrdlusmaterjalide puudumise tõttu.
Ühefaasiliste lühisvoolude arvutamisel faasi-nullkontuuri takistuse alusel kasutatakse Ohmi seadust, kuid samad raskused tekivad ka algandmetega.
Mõlemad meetodid peaksid andma sama tulemuse ja neid saab teoreetiliselt üksteisest tuletada. Arvutuse täpsuse määrab ainult lähteandmete täpsus.
Standardis GOST 28249-93 on ühefaasiliste lühisvoolude arvutamise aluseks sümmeetriliste komponentide meetod, mida käsitletakse üksikasjalikumalt allpool.
Ühefaasilise lühise arvutamine sümmeetriliste komponentide meetodil toimub vastavalt valemile:
kus I1 on ühefaasilise lühisvoolu perioodilise komponendi efektiivne väärtus, kA;
Ul - keskmine nimi (lineaarne) võrgupinge, V;
R1E - lühise faasiahela kogu aktiivne takistus (positiivse järjestuse takistus), mOhm;
R0E - lühise kogu aktiivne takistus nulljärjestuse voolu jaoks (nulljärjestuse takistus), mOhm;
X1E - lühise faasiahela kogu induktiivne reaktiivtakistus (positiivse järjestuse takistus), mOhm;
X0E - lühise kogu induktiivne reaktiivtakistus nulljärjestuse voolu jaoks (nulljärjestuse takistus), mOhm.
Negatiivse järjestuse takistused on võrdsed positiivsete järjestuste resistentsustega ja ülaltoodud valemis võetakse enne R1E ja X1E arvesse koefitsiendiga 2.
Lühise faasiahela kogu aktiivne ja kogu induktiivne takistus määratakse järgmiste valemitega:
kus r1T ja X1T on alandava trafo positiivse järjestuse takistus, mOhm;
r1Л ja Х1Л - liini positiivse järjestuse takistus (faasijuht), mOhm;
rTT ja XTT - voolutrafode primaarmähiste takistus, mOhm;
rA ja XA - kaitselülitite takistus, mOhm;
rK - lühise faasiahela erinevate kontaktide kogu aktiivne takistus, mOhm;
rD - elektrikaare aktiivne takistus lühise asukohas, mOhm.
Nulljärjestuse voolu lühise kogu aktiivne ja kogu induktiivne takistus määratakse järgmiste valemitega:
kus r0Т ja Х0Т on alandava trafo nulljärjestuse takistused, mOhm; r0Л ja Х0Л - liini nulljärjestustakistus (siinide, juhtmete, kaablite takistus, arvestades maandusahelat), mOhm;
rTT, XTT, rA, XA, rK ja rD - lühise faasiahela takistus, mOhm.
Liini nulljärjestuse takistus on võrdne faasijuhtme takistusega pluss maandusahela kolmekordne takistus:
kus rН ja ХН on maandusahela (null) ekvivalenttakistused lühisepunktist trafoni, võttes arvesse kõiki maanduselemente (nulltraat, kaablikest, terastorud jne), mOhm.
Maandusahela takistuse 3-kordne suurenemine kahjustatud faasi nulljärjestuse voolu jaoks on tingitud asjaolust, et vastavalt sümmeetriliste komponentide meetodile on kõigi kolme võrdse väärtusega faasi nulljärjestusvoolud. suletud läbi maandusahela. Seega:
Ühefaasiliste lühisvoolude miinimumväärtuste määramisel kaitse tundlikkuse kontrollimiseks on soovitatav võtta arvesse juhtmete aktiivtakistuse suurenemist, mis tuleneb nende kuumenemisest lühisest. praegune. Selleks on soovitatav viia kuni 16 mm2 (kaasa arvatud) ristlõikega juhtmete takistus temperatuurini 1200C, 25-95 mm2 ristlõikega juhtmete takistus temperatuurini. 1450C, 120-140 mm2 ristlõikega juhtmete takistus - temperatuurini 950C. Sellised (ligikaudsed) juhtmete temperatuuri väärtused lühise lõpus saadi arvutuste tulemusena, võttes arvesse kaitseseadiste reaalajas vooluomadusi ja adiabaatilise kuumutusprotsessi tingimustes. juhi südamikud. Riiklik standard GOST 2824+-89 lubab kõigi sektsioonide elektritakistuse temperatuuriteguri väärtuseks võtta 1,5, mis vastab temperatuurile 1450C. Kuid suure ristlõikega juhid praktiliselt ei kuumene lühise ajal sellise temperatuurini.
Temperatuurikoefitsient juhi takistuse vähendamiseks temperatuuril 200 C kuni takistuseni lõpptemperatuuril arvutatakse järgmise valemiga:
kus on Okon. - juhtme südamiku temperatuur lühise lõpus, 0C.
Juhi takistus piiratud temperatuuril
kus r20 on juhi takistus temperatuuril 20 0C.
Ühefaasilise lühise voolu arvutamise näide.
Ahela jaoks vastavalt joonisele fig. 2.2 määrata ühefaasiline lühisvool suvila sisendis.
Arvutamine toimub sümmeetriliste komponentide meetodil.
Kui elektripaigaldis toidetakse süsteemist alandava trafo kaudu, arvutatakse ühefaasilise lühisevoolu perioodilise komponendi algväärtus valemiga (kA):
kus r1E, x1E - aktiivne ja induktiivne kogu positiivse järjestuse takistus lühisepunkti suhtes. Meie puhul (vt kolmefaasilise lühise arvutamist) - r1E = 137,5 mOhm, X1E = 45,4 mOhm;
r0E, XOE. - aktiivne ja induktiivne nulljärjestuse kogutakistus lühisepunkti suhtes.
Need takistused on võrdsed:
kus r0Т, X0Т - alandava trafo aktiivne ja induktiivne nulljärjestuse takistus;
rTT, XTT - voolutrafo aktiivne ja induktiivne takistus;
rkv, HKV - kaitselülitite aktiivne ja induktiivne takistus;
rK - kontakttakistus.
Kõnealuse näite puhul:
Tabeli järgi 2.9 400 kVA trafo nulljärjestuse takistused on: Х0Т = 149 mOhm, r0Т = 55,6 mOhm.
kus r’0 ja x’0 on 1 m pikkuse vaskkaabli ristlõikega 4x50 mm2 aktiiv- ja induktsioontakistus (tabel 2.14);
Seega:
Täna tahaksin teie tähelepanu juhtida lühisvoolude arvutamise meetodile. Kõige tähtsam on ilma veeta ja igaüks teist saab seda minimaalse vaevaga kasutada ja mõned teist saavad minu järgmise programmi, millega on veelgi lihtsam lugeda.
See on teine lühisvooludele pühendatud artikkel. Juhtisin teie tähelepanu laiendatud elektrivõrkude kaitsele ja asjaolule, et sellistes võrkudes ei ole mõnikord nii lihtne valida kaitset lühisvoolude eest. Selleks on disainer, et selliseid probleeme lahendada.
Lühisvoolude arvutamise teooria leiate järgmistest dokumentidest:
1 GOST 28249-93 (Lühised elektripaigaldistes. Arvutusmeetodid vahelduvvoolu elektripaigaldistes pingega kuni 1 kV).
2 RD 153-34.0-20.527-98 (Lühisvoolude arvutamise ja elektriseadmete valiku juhend).
3 A.V. Beljajev (Seadmete, kaitse ja kaablite valik 0,4 kV võrkudes).
Ma ei leidnud Internetist midagi, kus kõik oleks selgelt välja toodud A-st Z-ni.
Arvan, et nõustute minuga, et lühisvoolude arvutamine pole nii lihtne, kuna projekteerijal pole alati kogu vajalikku teavet põhjalikult. See arvutusmeetod on lihtsustatud, kuna see ei võta arvesse kaitselülitite, kaitsmete, siinide ja voolutrafode kontakttakistust.
Võib-olla võtan hiljem arvesse kõiki neid takistusi, kuid minu arvates ei mõjuta need väärtused lõpptulemust vähe.
Lühisvoolude arvutamise järjekord.
1 Trafo algandmete kogumine:
Ukz— trafo lühispinge, %;
RK— trafo lühiskaod, kW;
UVn– alandustrafo HV mähiste nimipinge; kV;
Unn (El)– alandava trafo madalpinge mähiste nimipinge; IN;
Eph– alandava trafo madalpinge mähiste faasipinge; IN;
Snt– trafo nimivõimsus, kVA;
Zt– ühefaasilise lühisvooluga alandava trafo kogutakistus, mOhm;
Trafode aktiiv- ja induktsioontakistus 6 (10)/0,4 kV, mOhm
2 Toiteliini algandmete kogumine:
Tüüp, kaabli ristlõige, kaablite arv;
L– joone pikkus, m;
Ho– liini induktiivne reaktiivtakistus, mOhm/m;
Zpt– trafo ja lühisepunkti faasi nullahela kogutakistus, mõõdetuna katsetamise käigus või arvutatuna, mOhm/m;
3 Muud andmed.
Kus– mõjukoefitsient.
Pärast algandmete kogumist saate otse arvutuste juurde minna.
Alandava trafo aktiivne takistus, mOhm:
Trafo takistus
Alandava trafo induktiivne reaktiivsus, mOhm:
Toiteliini aktiivne takistus, mOhm:
RTo= Rud.k*l/ NTo
Toiteliini induktiivne reaktiivsus, mOhm:
XTo=Hood.k*l/ Nk
Kogu aktiivne takistus, mOhm:
RΣ = RT+RTo
Kogu induktiivne reaktants, mOhm:
XΣ =XT+XTo
Kogutakistus, mOhm:
Kolmefaasiline lühisvool, kA:
Kolmefaasilise lühise löökvool, kA:
Ühefaasiline lühisvool, kA:
Zpt=Zpt.ud.*L
Pärast lühisevoolude arvutamist võite hakata valima kaitseseadmeid.
Seda põhimõtet kasutades koostasin oma uue programmi lühisvoolude arvutamiseks. Programmi kasutades saab kõiki arvutusi teha palju kiiremini ja minimaalse vigade riskiga, mis käsitsi arvutamisel tekkida võivad. Praegu on see veel beetaversioon, kuid sellest hoolimata arvan, et see on programmi täiesti töötav versioon.
Programmi välimus:
Allpool on programmis kõik vajalikud tabelid trafo ja toiteliini vajalike parameetrite valimiseks.
Samuti lisan koos programmiga oma arvutuse näidise, et arvutus saaks kiirelt valmis ja kõikidele huvitatud ametiasutustele edastatud.
Väärib märkimist, et mul on veel üks väike programm - interpolatsioon. Mugav on leida näiteks korterite spetsiifiline koormus etteantud väärtuste juures.
Ootan teie tagasisidet, soove, ettepanekuid, täpsustusi.
Jätkub... tuleb veel
Kas lühise arvutamisel on vaja arvestada lülitusseadmete takistust?
Lühis tekib siis, kui erinevate potentsiaalide või faasidega voolu kandvad osad on omavahel ühendatud. Lühis võib tekkida ka maandusega ühendatud seadme korpusel. See nähtus on tüüpiline ka elektrivõrkudele ja elektrivastuvõtjatele.
Lühisvoolu põhjused ja tagajärjed
Lühise põhjused võivad olla väga erinevad. Seda soodustab niiske või agressiivne keskkond, kus see oluliselt halveneb. Lühis võib tuleneda mehaanilistest mõjudest või personali vigadest remondi ja hoolduse ajal.
Nähtuse olemus peitub selle nimes ja kujutab endast tee lühenemist, mida mööda vool kulgeb. Selle tulemusena voolab vool takistuskoormusest mööda. Samal ajal suureneb see vastuvõetamatute piirideni, kui kaitseseiskamine ei tööta.
Siiski ei pruugi elektrikatkestust tekkida isegi kaitsemeetmete olemasolul. Selline olukord tekib siis, kui lühis asub väga kaugel ja märkimisväärne takistus muudab voolu kaitseseadmete käivitamiseks ebapiisavaks. See vool on aga täiesti piisav, et juhtmed süüdata ja tulekahju tekitada.
Sellistes olukordades on suur tähtsus kaitselülititele iseloomulikel nn aeg-voolu omadustel. Siin mängivad olulist rolli voolukatkestus ja termilised vabastused, mis kaitsevad ülekoormuse eest. Nendel süsteemidel on täiesti erinevad reaktsiooniajad, seetõttu võib termilise kaitse aeglane toimimine põhjustada põleva kaare teket ja läheduses asuvate juhtmete kahjustamist.
Lühisvooludel on elektrodünaamiline ja termiline mõju seadmetele ja elektripaigaldistele, mis lõppkokkuvõttes põhjustab nende märkimisväärset deformatsiooni ja ülekuumenemist. Sellega seoses on vaja eelnevalt teha lühisvoolude arvutused.
Kuidas arvutada lühise voolu valemi abil
Nende voolude arvutamine toimub reeglina siis, kui on vaja kontrollida seadmete tööd äärmuslikes olukordades. Peamine eesmärk on automaatsete kaitseseadmete sobivuse väljaselgitamine. Lühise voolu õigeks arvutamiseks peate kõigepealt täpselt teadma metalli, millest juht on valmistatud. Arvutuste tegemiseks vajate ka traadi pikkust ja selle ristlõiget.
Takistuse määramiseks on vaja teada aktiivtakistuse indeksit Rп, mille väärtus koosneb traadi eritakistuse korrutamisest selle pikkusega. Induktiivreaktantsi väärtus Xp arvutatakse spetsiifilise induktiivse reaktiivtakistuse põhjal, mis on 0,6 Ohm/km.
Näidik Zt on trafo madalpinge poolele paigaldatud faasimähise kogutakistus. Seega aitavad õigeaegsed esialgsed arvutused vältida lühisest põhjustatud tõsist elektriseadmete kahjustust.
Arvutused võimaldavad täpselt kindlaks teha, milline kaitselüliti pakub kõige tõhusamat kaitset lühiste eest. Kuid kõiki vajalikke mõõtmisi saab teha spetsiaalse seadme abil, mis on täpselt ette nähtud nende väärtuste määramiseks. Mõõtmiste tegemiseks ühendatakse seade võrku ja lülitatakse vajalikku režiimi.
Võrgu lühise kaitse
Juhtmetevaheline lühis on väga ohtlik nähtus nii eramajapidamiste elektrivõrgus kui ka alajaamade ja võimsate tootmisseadmete toiteahelate keerukas juhtmestikus. Lühis võib põhjustada tulekahju ja kallite elektriseadmete rikke, seega on lühisvoolude arvutamine kohustuslik samm enne erinevate elektritarbijate kaablite paigaldamist.
Kes on seotud lühise arvutamisega?
Lühise arvutusi viivad läbi kvalifitseeritud spetsialistid, kes mitte ainult ei tee vajalikke arvutusi, vaid vastutavad ka elektriseadmete edasise töötamise eest. Neid arvutusi saavad teha ka koduelektrikud, kuid ainult siis, kui neil on algteadmised elektri olemusest, juhtide omadustest ja dielektrikute rollist nende usaldusväärsel üksteisest eraldamisel. Samal ajal tuleb lühise väärtuse saadud tulemus enne elektritööde tegemist iseseisvalt uuesti üle kontrollida või kasutada spetsialiseerunud ettevõtete teenuseid, kes teostavad neid arvutusi tasuliselt. Allpool kirjeldatakse üksikasjalikult lühisevoolu arvutamist spetsiaalsete valemite abil.
Arvutusfunktsioonid
Kolmefaasiliste seadmete voolude arvutamine toimub spetsiaalsete valemite abil.
Kui kolmefaasilise lühisevoolu arvutamine on vajalik kuni 1000 V pingega elektrivõrkudele, siis tuleb arvutuste tegemisel arvestada järgmiste nüanssidega:
- Kolmefaasilist süsteemi tuleks pidada sümmeetriliseks.
- Trafo toide võetakse konstantse väärtusena, mis on võrdne selle nimiväärtusega.
- Tavaliselt loetakse lühise tekkimise hetkeks voolu maksimumväärtust.
- Toiteallikate EMF, mis asuvad märkimisväärsel kaugusel elektrivõrgu lõigust, kus tekib lühis.
Samuti on lühise parameetrite arvutamisel vaja õigesti arvutada juhi takistus, kuid seda tuleb teha ühe võimsuse väärtuse toomisega. Kui arvutate takistuse füüsikakursusest tuntud standardsete valemite abil, võite teha vigu ebavõrdse nimipinge tõttu hetkel, kui elektriahela erinevate osade jaoks tekib lühis. Sellise baasvõimsuse valik võimaldab arvutusi oluliselt lihtsustada ja oluliselt suurendada nende täpsust.
Lühisvoolu arvutamisel on tavaks valida ka pinge mitte nimiväärtusest lähtuvalt, vaid seda näitajat 5% ületav. Näiteks 380 V elektrivõrgu puhul on lühisvoolude arvutamise baaspingeks 0,4 kV.
Vahelduvvooluvõrgu puhul, mille pinge on 220 V, on baaspingeks 231 V.
Valemid kolmefaasiliste ahelate arvutamiseks
Kolmefaasilise elektrienergia elektrisüsteemides lühisevoolude arvutamisel võetakse arvesse selle protsessi toimumise iseärasusi.
Lühise tekkiva juhi induktiivsuse avaldumise tõttu ei muutu lühise jõud koheselt, kuid see väärtus suureneb vastavalt teatud seadustele. Selleks, et lühisvoolude arvutamise meetod võimaldaks teha suure täpsusega arvutusi, on vaja arvutada kõik arvutusvalemitesse sisestatud peamised suurused.
Sageli on selleks vaja kasutada täiendavaid valemeid või spetsiaalset tarkvara. Kaasaegsed arvutusvõimalused võimaldavad keerulisi toiminguid sooritada mõne sekundiga. Lühisvoolude arvutamise meetodeid saab laiendada spetsiaalse tarkvara abil. Sel juhul saab kasutada arvutiprogrammi, mille saab kirjutada iga kvalifitseeritud programmeerija.
Kui kolmefaasilise võrgu lühise parameetrite arvutamine toimub käsitsi, kasutatakse selle väärtuse täpse tulemuse saamiseks valemit:
Kus:
Hvn - takistus lühisepunkti ja siinide vahel.
Xsist on kogu süsteemi takistus lähtesiinide suhtes.
Uс on süsteemisiinide pinge.
Kui arvutuste käigus mõni näitaja puudub, saab selle arvutada täiendavate valemite abil või kasutada spetsiaalseid arvutiprogramme.
Juhul, kui lühise arvutamine on vaja läbi viia keeruka hargnenud võrgu jaoks, teisendatakse samaväärne vooluahel. Arvutuste võimalikult lihtsustamiseks esitatakse ahel ühe takistuse ja elektriallikaga.
Diagrammi lihtsustamiseks vajate:
- Lisage kõik elektriahelate paralleelselt ühendatud takistuse näitajad.
- Lisage järjestikku ühendatud takistid.
- Arvutage saadud takistus, lisades kõik paralleelselt ja järjestikku ühendatud takistused.
Ühefaasilise võrgu arvutamine
Ühefaasiliste pingega elektrisüsteemide lühisevoolude arvutamine võimaldab teha lihtsustatud arvutusi. Tavaliselt ei tarbi ühefaasilised elektriseadmed palju elektrit ning korteri või maja usaldusväärseks kaitsmiseks lühise eest piisab 25 A tööväärtusele mõeldud kaitselüliti paigaldamisest.
ühefaasilise lühise ligikaudseks arvutamiseks, siis toodetakse see järgmise valemi järgi:
Kus
Uf on faasipinge.
Zt on trafo takistus lühise tekkimisel.
Zc on faasi- ja nulljuhtme vaheline takistus.
Ik - ühefaasiline lühisvool.
Lühise parameetrite arvutamine ühefaasilises vooluringis selle valemi abil toimub kuni 10% veaga, kuid enamasti piisab sellest elektrivõrgu nõuetekohaseks kaitsmiseks. Peamine raskus selle valemi abil arvutatud andmete hankimisel on Zc väärtuse saamise raskus. Kui juhi parameetrid on teada ja määratud on ka üleminekutakistused, arvutatakse faasi- ja nulljuhtme vaheline takistus järgmise valemi abil:
Kus:
rf on faasijuhtme aktiivne takistus Ohm;
rn — nulljuhtme aktiivne takistus, Ohm;
ra on faas-null-ahela kontaktide kogu aktiivne takistus Ohm;
xf" - faasijuhtme sisemine induktiivne takistus, Ohm;
xn" - nulljuhtme sisemine induktiivne reaktiivtaksus, Ohm;
x’ - faas-null-ahela väline induktiivne reaktiivtaksus, Ohm.
Seega, asendades teadaolevad väärtused ülaltoodud valemitega, saame hõlpsalt leida ühefaasilise võrgu lühisevoolu.
Lühise parameetrite arvutamine ühefaasilises võrgus toimub järgmises järjestuses:
- Määratakse kindlaks toitetrafo või reaktori parameetrid.
- Määratakse kasutatava juhi parameetrid.
- Kui elektriahel on liiga ulatuslik, tuleks seda lihtsustada.
- Määratakse kindlaks kogutakistus "faasi" ja "0" vahel.
- Trafo või reaktori kogutakistus arvutatakse, kui seda väärtust ei ole võimalik saada toiteallika dokumentatsioonist.
- Väärtused asendatakse valemiga.
Kui kogu toimingute jada viidi läbi õigesti, on sel viisil võimalik arvutada voolutugevus, kui ühefaasilises võrgus tekib lühis.
Lühise arvutamine passiandmete abil
Lühise arvutamise ülesanne on oluliselt lihtsustatud, kui on olemas reaktori või trafo passiandmed. Sel juhul piisab lühisevoolu väärtuse saamiseks elektri ja pinge nimiväärtuste asendamisest arvutusvalemitega.
Lühise tugevust ja võimsust saab määrata järgmiste valemite abil:
Selles valemis on In väärtus võrdne elektritrafo või reaktori nimivooluga.
Lühisvoolu määramine piiramatus elektrivõrgus
Sellistes tingimustes võrdub elektrienergia võimsus lõpmatusega ja juhi takistus on null. Neid tingimusi saab rakendada sellistele projekteerimistingimustele ainult siis, kui lühisepunkt asub elektriallikast märkimisväärsel kaugusel ja sellest tulenev vooluahela takistus on kümneid kordi suurem süsteemi takistusest.
Piiramatu võimsusega elektrivõrgu jaoks arvutatakse elektriintensiivsus järgmise valemi abil:
Ik=Ib/Xres
Kus:
Ik — lühisvool;
Ib – põhivool;
Khrez on saadud võrgupinge.
Asendades väärtuse valemis, saate lühise parameetrite väärtuse piiramatu võimsusega võrgus.
Käesolevas artiklis toodud lühisvoolude arvutamise juhised sisaldavad põhiprintsiipe, mille järgi määratakse voolutugevus juhis selle ohtliku nähtuse tekkimise hetkel. Kui nende arvutuste tegemine ise muutub keeruliseks, võite kasutada professionaalsete elektriinseneride teenuseid, kes teevad kõik vajalikud arvutused. Lühisvoolude arvutamine ja elektriseadmete valik professionaalide nõuandel tagab elektrivõrkude katkematu ja ohutu kasutamise eramajas või töökohas.
