Короткое замыкание и проверка оборудования
Уровни токов КЗ по IEC 60909, селективность по узлам и проверки стойкости
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).
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 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».
В конструкторе: разместите оборудование, соедините его и выберите модели — это станет схемой вашего проекта (чертежи / спецификация / отчёт экспортируются).
Открыть конструктор →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
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.