الدائرة القصيرة والتحقق من المعدات
مستويات العطل IEC 60909، التدرج لكل عقدة وفحوصات التحمل
اختر مخططًا أولًا — بعدها يستطيع هذا القسم الحساب
حسابات هذا القسم تُنفَّذ على المحرك الحقيقي انطلاقًا من «مخطط مشروعك»، ولا يوجد مخطط بعد؛ لهذا لا تُعرض الآن أزرار حساب — وهي ليست معطوبة. ابدأ بأي طريق من الطرق أدناه، وأسرعها المخطط النموذجي (نقرة واحدة بمعاملات حقيقية).
دخول 10 kV (قدرة قصر 200 MVA) → محول 1250 kVA (Dyn11) → لوحة الجهد المنخفض → قضيب التوزيع → 5 مخارج مع فرع ATS للحريق/الطوارئ. حمل محسوب 1000 kW، cosφ 0.85، معامل قدرة مستهدف 0.95.
تحميل مخطط المثال والبدء في الحساب →يُحمَّل المخطط ومعطياته في متصفحك مباشرة، ويمكنك استبدال البيانات ببياناتك في أي وقت.
يحسب وضع الآلة الحاسبة النتائج القليلة التي تعتمد فقط على المعاملات التي تدخلها بنفسك. وكل ما يحتاج فعلاً إلى المنظومة كاملة (تدفق الحمل لكامل الشبكة، والاقتران بأجهزة أخرى) يظهر بوصفه «يتطلب مخططًا» ولا يُعطى له رقم.
وضع الآلة الحاسبة غير متاح لهذا العمود بعد — استخدم أحد الطرق أدناه.
لا شيء يُعبَّأ مسبقًا ولا شيء يُختلق: اترك حقلًا إلزاميًا فارغًا فتُظهر منطقة النتائج «غير متاح».
في ورشة البناء: ضع الأجهزة، وصّل الأسلاك واختر الموديلات، ليصبح ذلك مخطط مشروعك (المخططات / قائمة المواد / التقرير قابلة للتصدير).
افتح ورشة البناء →استخدم أيقونة المحادثة أسفل اليمين أو «اتصل بنا»، ونضبط المثال على معطيات موقعك.
ملاحظة: كل رقم يأتي من المحرك. بدون مخطط لا يُختلق أي شيء هنا.
التعريفات والوحدات وسبب أهمية الرقم للاختيار والتسعير. قابلة للبحث، مجمّعة حسب الموضوع، ومطوية افتراضياً.
كل علامة ? في هذه الصفحة تفتح الشرح نفسه في مكانه — دون تغيير الصفحة.
15 مصطلح/مصطلحات معروضة من 15
تيار القصر المتماثل الابتدائي عند نقطة العطل (IEC 60909-0): التيار الفعّال الذي تدفعه الشبكة إلى عطل ثلاثي الطور مثبّت، مع استبدال مصدر الجهد بالمكافئ c·Un/√3.
لماذا يهم: إنه الرقم الذي تُقارن به كل مقننات الأجهزة — Icw وسعة القطع والفحص الحراري للكابل تُقرأ جميعها مقابل Ik. قدّر Ik بأقل من الواقع وستُدمَّر اللوحة التي تسعّرها عند أول عطل؛ وقدّره بأكثر من الواقع ويدفع العميل ثمن معدات قطع لا يحتاجها.
تيار القصر أحادي الطور إلى الأرض (IEC 60909-0)، محسوب من المعاوقة ذات التسلسل الصفري Z0 بالإضافة إلى Z1 وZ2.
لماذا يهم: يحدد حجم حماية الأرضي والقدرة المقننة على التحمل لمسار الحيادي / التأريض. اعتمادًا على مجموعة توصيل المحوّل وترتيب التأريض، يمكن أن يكون Ik1 أصغر أو أكبر من Ik ثلاثي الطور، لذا يجب ألا يُفترض أبدًا أنه مساوٍ له.
تيار القصر الأقصى اللحظي ip = κ·√2·I″k (IEC 60909-0): أعلى قيمة لحظية لتيار العطل، وتُبلَغ بعد نحو نصف دورة من بدايته.
لماذا يهم: هو الرقم الذي يولّد القوة الكهروديناميكية على القضبان العمومية ومشابك الكابلات وأطراف الأجهزة. قارنه بقدرة التحمل المقننة للذروة Ipk — فذكر Ik فقط يترك المتانة الميكانيكية للوحة التوزيع دون تحقق.
معامل الذروة κ = ip / (√2·I″k): نسبة الذروة الأولى إلى القيمة الفعالة، ويُحسب في IEC 60909-0 من نسبة R/X للمعاوقة المكافئة.
لماذا يهم: هو ما يحوّل تيار القصر إلى قوة ميكانيكية. الشبكة الحثية (كابلات الجهد المنخفض، المحوّلات) تدفع κ نحو 2.0 وترفع القوة الذروية، ولهذا لا يمكن اشتقاق ip من Ik وحده.
نسبة المفاعلة المكافئة إلى المقاومة المكافئة كما تُرى من نقطة العطل (IEC 60909-0).
لماذا يهم: يحدد أمرين في آن واحد: معامل الذروة κ (وبالتالي ip) ومعدل تلاشي المركبة المستمرة. ارتفاع X/R (تغذيات جهد منخفض حثية، مصادر المولدات) يعطي ذروة أعلى وعابرًا مستمرًا أطول، وهو ما يجب على قاطع الدائرة قطعه.
معامل الجهد c لحساب تيار القصر (IEC 60909-0 الجدول 1): النسبة بين الجهد المفترض عند موقع العطل والجهد المقنن — c > 1 للتيارات العظمى، و c < 1 للتيارات الصغرى (للجهد المنخفض: 1.05 / 0.95؛ وللجهد العالي: 1.10 / 1.00).
لماذا يهم: إنه هامش الأمان الصريح في الحساب. يقود معامل التيار الأقصى مقننات الأجهزة التي تقدمها؛ ويقود معامل التيار الأدنى حساسية الحماية. واستخدام المعامل الخاطئ يزيح تيار القصر Ik بنسبة عدة في المئة بطريقة لا تظهر في التقرير ما لم يُطبع المعامل.
المركبة اللادورية (DC) لتيار القصر، i_dc = √2·I″k·e^(−ωt·R/X) (IEC 60909-0): الإزاحة المتلاشية التي تعلو المركبة المتماثلة.
لماذا يهم: إنه التيار الإضافي الذي يجب على القاطع قطع التلامس عنده في لحظة فصل التلامس، وهو السبب في أن سعة القطع المطلوبة أعلى من I″k للأعطال السريعة (قريبة من المولد). في عرض السعر يظهر كسعة القطع المقننة عند نسبة المركبة DC تلك.
زمن إزالة الحماية: الزمن الكلي من بداية القصر حتى انطفاء القوس — كشف المرحل + التأخير المتعمد + زمن تشغيل قاطع الدائرة.
لماذا يهم: في دراسة وميض القوس تكون طاقة الحادث متناسبة تقريبًا مع زمن الإزالة، وتُختار فئة معدات الوقاية الشخصية بناءً عليه. عادةً ما يؤدي خفض زمن الإزالة إلى النصف إلى خفض الطاقة إلى النصف وقد يخفض معدات الوقاية الشخصية المطلوبة درجة واحدة — وهو بند مباشر في تكلفة التشغيل.
قدرة القصر الظاهرية للشبكة العلوية عند نقطة الاتصال، Ssc = √3·Un·I″k، أو المعاوقة المكافئة للمصدر خلفها.
لماذا يهم: إنه المدخل الوحيد الذي يحدد مدى "صلابة" الشبكة. بدونه لا يمكن حساب أي قيمة لتيار القصر، لذا يجب طلبه من شركة المرافق (أو أخذه من افتراض معلن) قبل تسعير أي معدات فصل وقطع.
تيار التحمل المقنن قصير المدة: التيار الفعّال الذي يمكن لمجموعة المفاتيح الكهربائية تحمله لمدة قصيرة محددة (عادةً 1 s أو 3 s) دون تلف (IEC 61439-1 / IEC 62271-1).
لماذا يهم: إنه معيار القبول للوحة: قاعدة التصميم هي Icw ≥ Ik عند نفس النقطة. اللوحة المعروضة بـ Icw أقل من Ik المحسوب لا يمكن استخدامها ببساطة، مهما كان السعر.
تيار التحمل المقنن للذروة: التيار الأقصى اللحظي الذي تتحمله المجموعة وقضبانها العمومية دون تشوّه (IEC 61439-1). يربط المعيار Ipk بـ Icw بمعامل يعتمد على التيار المقنن قصير الزمن — استخدم القيمة من جدول المعيار، لا تخمينًا.
لماذا يهم: إنه النظير الديناميكي لـ Icw ويجب أن يكون ≥ ip. ولأن الاثنين يُذكران معًا ويسهل الخلط بينهما، فإن عرض السعر الذي يعطي أحدهما فقط يكون ناقصًا.
تصنيفان مختلفان للتحمل لنفس اللوحة الكهربائية. Icw هو تصنيف حراري: التيار الفعّال الذي تحمله المجموعة لمدة 1 s (أو 3 s) دون ارتفاع مفرط في الحرارة. Ipk هو تصنيف ميكانيكي: التيار الذروي الذي تتحمله القضبان والدعامات دون أن تنحني وتتفكك.
لماذا يهم: يتم مقارنتها بكميتين محسوبتين مختلفتين — Icw مقابل Ik، وIpk مقابل ip. مقارنة Icw مع ip (أو Ipk مع Ik) خطأ شائع ومكلف: فهو إما يفرط في تحجيم اللوحة أو يتركها بأقل من المقنن.
جهد معاوقة القصر لمحوّل: الجهد الابتدائي، كنسبة مئوية من الجهد المقنن، الذي يدفع التيار المقنن عبر الملف الثانوي المقصور (IEC 60076-1).
لماذا يهم: يحدد مستوى عطل الجهد المنخفض (تقريباً I″k ≈ In / uk) وفي الوقت نفسه انخفاض الجهد تحت الحمل. هذه مقايضة حقيقية في عروض الأسعار: قيمة uk أكبر تخفض مستوى العطل (معدات قطع أرخص في المصب) لكنها تزيد انخفاض الجهد والفقد. اذكر دائماً uk مع قدرة المحوّل المقننة.
القيمة لكل وحدة: كمية معبّر عنها ككسر من قيمة أساس مختارة (1.00 pu = الجهد المقنن أو القدرة المقننة)، وهي اللغة المعيارية لدراسات أنظمة القدرة.
لماذا يهم: تتيح مقارنة لوحة جهد منخفض 0.4 kV وشبكة 110 kV على محور واحد ومخطط واحد. النطاق المقبول المعتاد للجهد هو 0.95–1.05 pu، لذا يمكن قراءة أي قيمة لكل وحدة في تقرير مباشرةً مقابل المعيار.
عدم اتزان الجهد: مدى انحراف مجموعة جهد ثلاثية الطور عن التماثل، معبراً عنه بنسبة المركبة التسلسلية السالبة (أو الصفرية) إلى المركبة التسلسلية الموجبة.
لماذا يهم: تخفض المحركات والمحوّلات قدرتها وتفرط في التسخين عند تغذية غير متزنة — وتُحدد الحدود بالمعيار أو من قبل مصنّع الآلة (للمرجع: IEC 61000-2-2 يعطي 2 % لشبكات الجهد المنخفض)، لذا يجب تسمية الحد المطبق. تقليله يعني عادةً إعادة توزيع الأحمال أحادية الطور أو إعادة تحجيم الناقل المحايد.
الأسئلة الشائعة
- ماذا تستطيع هذه الحاسبة أن تفعل؟
- أدخل الظروف الخارجية (Ssc وX/R)، وSn وuk للمحول، وطول ومقطع ومادة كل فرع من المصدر إلى نقطة العطل، وقدرة المحركات (أكبر محرك وإجمالي المحركات)، ونوع العطل وزمن الفصل. تُجري الصفحة دراسة الدائرة القصيرة وفق IEC 60909 للمخطط — طريقة مصدر الجهد المكافئ، المحرك engines/shortcircuit-60909.js — وتحوّل النتيجة لكل عقدة إلى أحكام اختيار لأربعة أنواع من الأعطال (ثلاثي الأوجُه، ثنائي الأوجُه، ثنائي الأوجُه إلى الأرض، أحادي الأوجُه إلى الأرض) على جانبي الجهد المتوسط والجهد المنخفض. الاستخدامات المعتادة: تثبيت التحمل المقدر قصير الزمن وقدرة القطع للطلب، وإيجاد أصغر مقطع كابل يتحمل الواجب الحراري حتى يفصل الحماية، والتحقق من أن إعدادات الحماية لا تزال انتقائية. البيانات الناقصة تُعرض كناقصة، وليس كصفر.
- كيف تُبنى معاوقة الشبكة؟
- تأتي Z_Q من قدرة الدائرة القصيرة الخارجية Ssc مع تقسيم نسبة X/R إلى R وX، ثم تُطوى إلى جانب الجهد المنخفض عبر Sn وuk للمحول، وتضيف الفروع على المسار إلى نقطة العطل معاوقتها من الطول والمقطع والمادة. وتُضمَّن مساهمة المحركات (أكبر محرك وإجمالي المحركات)، وهذا ما يجعل القيمة مختلفة عن تقدير المحول وحده.
- ماذا يغيّر كل نوع من أنواع الأعطال الأربعة؟
- تغيّر المقدار وأي قرار اختيار يكون ملزمًا: العطل ثلاثي الأوجُه يحدد واجب القطع لمعدات الفصل والوصل، وحالتا العطل ثنائي الأوجُه تعطيان المقارنة التي تطلبها المعايير، وحالة العطل أحادي الأوجُه إلى الأرض هي التي تحدد حجم حماية عطل الأرض ومسار الحيادي. جدول كل عقدة هو ما يسمح بتتبع كل حكم إلى حالة العطل التي أنتجته.