Перейти к основному содержимому
ElecSimHub

Короткое замыкание и проверка оборудования

Уровни токов КЗ по IEC 60909, селективность по узлам и проверки стойкости

Шаг 1 из 3Короткое замыкание и проверка оборудования

Сначала выберите схему — тогда этот раздел сможет считать

Расчёты в этом разделе выполняются реальным движком по «схеме вашего проекта», а схемы пока нет — поэтому кнопки расчёта сейчас не показываются, они не сломаны. Начните с любого способа ниже; самый быстрый — пример схемы (одно нажатие, реальные параметры).

① Загрузить реальную примерную схему (быстрее всего)

Ввод 10 кВ (мощность КЗ 200 МВА) → трансформатор 1250 кВА (Dyn11) → НКУ 0,4 кВ → шины → 5 фидеров и ветвь АВР для пожарной/аварийной нагрузки. Расчётная нагрузка 1000 кВт, cosφ 0,85, целевой коэффициент мощности 0,95.

Загрузить примерную схему и начать расчёт →

Схема и её параметры загружаются прямо в ваш браузер; данные можно в любой момент заменить своими.

Режим калькулятора

Режим калькулятора вычисляет те немногие результаты, которые зависят только от вводимых вами параметров. Всё, что действительно требует всей системы (расчёт потокораспределения всей сети, связь с другими устройствами), помечается как «требуется схема», и число не приводится.

Режим калькулятора для этой колонки пока недоступен — воспользуйтесь одним из способов ниже.

Ничего не подставляется и не выдумывается: оставьте обязательное поле пустым, и область результатов покажет «недоступно».

② Или создайте свою схему

В конструкторе: разместите оборудование, соедините его и выберите модели — это станет схемой вашего проекта (чертежи / спецификация / отчёт экспортируются).

Открыть конструктор →
Нужна помощь?

Используйте чат в правом нижнем углу или «Связаться с нами» — мы подгоним пример под параметры вашего объекта.

Примечание: каждое число получено движком. Без схемы здесь ничего не выдумывается.

Определения, единицы измерения и почему это число важно для выбора и расчёта стоимости. С поиском, сгруппировано по темам, по умолчанию свёрнуто.

Каждый знак ? на этой странице открывает то же пояснение на месте — без перехода на другую страницу.

Показано 15 термин(ов) из 15

Короткое замыкание и защита · 12
Ik[kA (действующее значение)]Короткое замыкание и защита

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.

Ik1[kA (действующее значение)]Короткое замыкание и защита

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.

ip[kA (пиковое значение)]Короткое замыкание и защита

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.

κ[безразмерная величина (1,0–2,0)]Короткое замыкание и защита

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.

X/R[безразмерная величина]Короткое замыкание и защита

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.

c[безразмерный]Короткое замыкание и защита

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.

i_dc[kA]Короткое замыкание и защита

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.

t_clear[s (или ms)]Короткое замыкание и защита

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.

Ssc[MVA]Короткое замыкание и защита

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.

Icw[kA (действующее значение) для номинальной продолжительности (с)]Короткое замыкание и защита

Номинальный ток короткой продолжительности: действующее значение тока, которое сборка коммутационного оборудования может выдерживать в течение указанного короткого времени (обычно 1 с или 3 с) без повреждений (IEC 61439-1 / IEC 62271-1).

Почему это важно: Это критерий приёмки для панели: правило проектирования — Icw ≥ Ik в той же точке. Панель, предлагаемая с Icw ниже расчётного Ik, просто не может быть использована, независимо от цены.

Ipk[kA (пиковое значение)]Короткое замыкание и защита

Номинальный пиковый ток стойкости: пиковый ток, который сборка и её шинопроводы выдерживают без деформации (IEC 61439-1). Стандарт связывает Ipk с Icw через множитель, зависящий от номинального тока кратковременной стойкости — используйте значение из таблицы стандарта, а не предположение.

Почему это важно: Это динамический аналог Icw, и он должен быть ≥ ip. Поскольку эти два параметра указываются вместе и их легко перепутать, коммерческое предложение, в котором приведён только один из них, является неполным.

Icw / Ipk[Icw в kA действующего значения · Ipk в kA пикового значения]Короткое замыкание и защита

Два разных параметра стойкости одного и того же распределительного щита. Icw — ТЕРМИЧЕСКИЙ параметр: действующее значение тока, которое сборка выдерживает в течение 1 с (или 3 с) без перегрева. Ipk — МЕХАНИЧЕСКИЙ параметр: пиковый ток, который шины и опоры выдерживают, не будучи разогнутыми.

Почему это важно: Их сравнивают с двумя разными расчётными величинами — Icw с Ik, Ipk с ip. Сравнение Icw с ip (или Ipk с Ik) — частая и дорогостоящая ошибка: это либо приводит к завышению номинала щита, либо оставляет его с заниженным номиналом.

Трансформаторы и коммутационное оборудование · 1
uk%[% (приведено к номинальному току и эталонной температуре)]Трансформаторы и коммутационное оборудование

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.

Система и общие вопросы · 2
pu[pu (безразмерная величина)]Система и общие вопросы

Относительное значение: величина, выраженная как доля выбранного базового значения (1,00 pu = номинальное напряжение или номинальная мощность), стандартный язык исследований электроэнергетических систем.

Почему это важно: Это позволяет сравнивать низковольтный распределительный щит 0,4 кВ и сеть 110 кВ на одной оси и одном графике. Напряжение 0,95–1,05 pu — обычный допустимый диапазон, поэтому любое относительное значение в отчёте можно напрямую сопоставить с критерием.

Unbalance[%]Система и общие вопросы

Небаланс напряжений: степень отклонения трёхфазной системы напряжений от симметрии, выражаемая как отношение составляющей обратной (или нулевой) последовательности к составляющей прямой последовательности.

Почему это важно: Двигатели и преобразователи снижают мощность и перегреваются при несимметричном питании — пределы устанавливаются стандартом или производителем машины (для справки: IEC 61000-2-2 даёт 2 % для сетей низкого напряжения), поэтому применимый предел должен быть указан. Его снижение обычно означает перераспределение однофазных нагрузок или изменение сечения нейтрали.

Часто задаваемые вопросы
Что умеет этот калькулятор?
Введите внешние условия (Ssc и X/R), Sn и uk трансформатора, длину, сечение и материал каждой ветви от источника до точки КЗ, мощность двигателей (наибольшего двигателя и суммарную мощность двигателей), вид КЗ и время отключения. Страница выполняет расчёт короткого замыкания по IEC 60909 — метод эквивалентного источника напряжения, движок engines/shortcircuit-60909.js — и превращает результат по каждому узлу в вердикты выбора для четырёх видов КЗ (трёхфазное, двухфазное, двухфазное на землю, однофазное на землю) как на стороне СН, так и на стороне НН. Типовые применения: назначение номинального тока термической стойкости и отключающей способности для заказа, определение минимального сечения кабеля, выдерживающего термическую нагрузку до отключения защитой, и проверка того, что уставки защиты сохраняют селективность. Отсутствующие данные показываются как отсутствующие, а не как нуль.
Как строится сопротивление сети?
Z_Q определяется из внешней мощности короткого замыкания Ssc с разложением отношения X/R на R и X, затем приводится к стороне НН через Sn и uk трансформатора, а ветви на пути к точке КЗ добавляют собственное сопротивление из длины, сечения и материала. Учитывается вклад двигателей (наибольшего двигателя и суммарной мощности двигателей), что и отличает это значение от простой оценки только по трансформатору.
Что меняют четыре вида КЗ?
Они меняют как величину, так и то, какое решение выбора является определяющим: трёхфазное КЗ задаёт отключающую нагрузку на распределительное устройство, двухфазные случаи дают сравнение, требуемое стандартами, а однофазное КЗ на землю определяет выбор защиты от замыкания на землю и нейтрального пути. Таблица по каждому узлу позволяет проследить каждый вердикт до вызвавшего его случая КЗ.