Мощность короткого замыкания и сопротивление — краткий справочник

Начальный симметричный ток короткого замыкания в точке замыкания (IEC 60909-0): действующее значение тока, который сеть подаёт в металлическое трёхфазное замыкание, при замене источника напряжения эквивалентом c·Un/√3.

Почему это важно: Это число, с которым сравнивается номинал каждого устройства — Icw, отключающая способность и тепловая проверка кабеля выполняются по Ik. Занизьте Ik — и щит, который вы предложите, будет разрушен при первом же замыкании; завысьте — и клиент заплатит за коммутационное оборудование, которое ему не нужно.

Однофазный ток короткого замыкания на землю (IEC 60909-0), рассчитываемый по полному сопротивлению нулевой последовательности Z0 в дополнение к Z1 и Z2.

Почему это важно: Он определяет уставки защиты от замыкания на землю и номинальную стойкость нейтрального / заземляющего проводника. В зависимости от группы соединений обмоток трансформатора и схемы заземления Ik1 может быть меньше или больше трёхфазного Ik, поэтому его никогда нельзя принимать равным ему.

Пиковый ток короткого замыкания ip = κ·√2·I″k (IEC 60909-0): наибольшее мгновенное значение тока короткого замыкания, достигаемое примерно через полпериода после его возникновения.

Почему это важно: Это значение, которое определяет электродинамическое усилие на шинопроводах, кабельных креплениях и выводах аппаратов. Сравните его с номинальным пиковым током стойкости Ipk — указание только Ik оставляет механическую прочность распределительного устройства непроверенной.

Пиковый коэффициент κ = ip / (√2·I″k): отношение первого пика к действующему значению, рассчитываемое в IEC 60909-0 по отношению R/X эквивалентного полного сопротивления.

Почему это важно: Именно этот коэффициент преобразует ток короткого замыкания в механическую силу. Индуктивная сеть (кабели низкого напряжения, трансформаторы) смещает κ к 2,0 и увеличивает пиковую силу, поэтому i p нельзя определить только по Ik.

Отношение эквивалентного реактивного сопротивления к эквивалентному активному сопротивлению, рассматриваемое из точки короткого замыкания (IEC 60909-0).

Почему это важно: Он определяет сразу две вещи: ударный коэффициент κ (следовательно, i p) и скорость затухания апериодической составляющей. Высокое X/R (индуктивные фидеры низкого напряжения, генераторные источники) даёт как более высокий пик, так и более длительный переходный процесс апериодической составляющей, который автоматический выключатель должен отключить.

Полная мощность короткого замыкания вышестоящей сети в точке присоединения, Ssc = √3·Un·I″k, или эквивалентное полное сопротивление источника за ней.

Почему это важно: Это единственный исходный параметр, который показывает, насколько «жёсткой» является сеть. Без него невозможно рассчитать ни одну величину тока короткого замыкания, поэтому его необходимо запросить у энергоснабжающей организации (или принять на основании оговорённого допущения) до того, как можно будет предложить какое-либо коммутационное оборудование.

Коэффициент напряжения c для расчёта тока короткого замыкания (IEC 60909-0, таблица 1): отношение между напряжением, принятым в месте повреждения, и номинальным напряжением — c > 1 для максимальных токов, c < 1 для минимальных токов (для низкого напряжения: 1,05 / 0,95; для высокого напряжения: 1,10 / 1,00).

Почему это важно: Это явный запас безопасности расчёта. Коэффициент максимального тока определяет номиналы аппаратов, которые вы указываете; коэффициент минимального тока определяет чувствительность защиты. Использование неверного коэффициента смещает Ik на несколько процентов так, что это незаметно в отчёте, если коэффициент не напечатан.

Апериодическая (DC) составляющая тока короткого замыкания, i_dc = √2·I″k·e^(−ωt·R/X) (IEC 60909-0): затухающая смещённая составляющая, накладывающаяся на симметричную составляющую.

Почему это важно: Это дополнительный ток, который автоматический выключатель должен отключить в момент расхождения контактов, и именно поэтому требуемая отключающая способность выше I″k для быстрых (близких к генератору) замыканий. В коммерческом предложении это отражается как номинальная отключающая способность при указанной % DC-составляющей.

Время отключения защиты: полное время от возникновения короткого замыкания до гашения дуги — обнаружение реле + намеренная выдержка времени + время срабатывания автоматического выключателя.

Почему это важно: При исследовании дугового разряда падающая энергия почти пропорциональна времени отключения, и по нему выбирается категория СИЗ. Уменьшение времени отключения вдвое обычно вдвое снижает энергию и может понизить требуемую категорию СИЗ на одну ступень — что является прямой статьёй эксплуатационных затрат.

Напряжение короткого замыкания трансформатора: первичное напряжение, в процентах от номинального напряжения, которое обеспечивает протекание номинального тока через короткозамкнутую вторичную обмотку (IEC 60076-1).

Почему это важно: Он определяет уровень тока КЗ на стороне низкого напряжения (приблизительно I″k ≈ In / uk) и одновременно падение напряжения под нагрузкой. Это реальный компромисс при подготовке коммерческого предложения: большее uk снижает уровень тока КЗ (удешевляет коммутационное оборудование downstream), но увеличивает падение напряжения и потери. Всегда указывайте uk вместе с номинальной мощностью трансформатора.

Группа соединений обмоток трансформатора: схемы соединения обмоток двух сторон плюс угловое смещение между ними, например Dyn11 = треугольник на стороне высшего напряжения, звезда на стороне низшего напряжения с выведенной нейтралью, смещение 11 × 30° (обозначения соединений по IEC 60076-1).

Почему это важно: Он определяет фазовый сдвиг, наличие нейтрали для защиты от замыканий на землю и путь протекания тока нулевой последовательности — один и тот же трансформатор той же мощности в kVA с YNyn0 вместо Dyn11 даёт другой ток однофазного КЗ и требует другой схемы защиты.