เมื่อกระแสลัดวงจรไหล อุณหภูมิของตัวนำและชิ้นส่วนที่มีไฟฟ้าของอุปกรณ์ไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้น เนื่องจากกระแสไฟฟ้าลัดวงจรเกินกว่ากระแสไฟในการทำงานอย่างมีนัยสำคัญความร้อนจึงสามารถเข้าถึงค่าที่เป็นอันตรายได้เกินอุณหภูมิสูงสุดที่อนุญาต เกณฑ์ความต้านทานความร้อนของตัวนำคืออุณหภูมิที่อนุญาตให้ทำความร้อนด้วยกระแสลัดวงจร

ระดับของผลกระทบทางความร้อนของกระแสไฟฟ้าลัดวงจรบนตัวนำและอุปกรณ์ไฟฟ้าเกิดขึ้นโดยใช้อินทิกรัลจูล: ,

ที่ไหน ฉันจะ– กระแสไฟฟ้าลัดวงจร ณ จุดใดเวลาหนึ่ง ที, ก; ถึง– ระยะเวลาไฟฟ้าลัดวงจรโดยประมาณ, s

กระแสไฟฟ้าลัดวงจรเทียบเท่าความร้อน ฉัน– กระแสแอมพลิจูดคงที่ (ไซน์ซอยด์) ซึ่งเมื่อเวลาผ่านไปเท่ากับระยะเวลาลัดวงจรโดยประมาณ จะมีผลทางความร้อนต่อตัวนำหรืออุปกรณ์ไฟฟ้าเช่นเดียวกับกระแสลัดวงจรจริงในช่วงเวลาเดียวกัน กระแสนี้เกี่ยวข้องกับอินทิกรัลจูลโดยความสัมพันธ์: .

การกำหนดอุณหภูมิความร้อนของตัวนำในขณะที่ปิดการลัดวงจรจะดำเนินการโดยใช้เส้นโค้งขึ้นอยู่กับอุณหภูมิความร้อนของตัวนำ θ จากขนาด ก(ค่าคงที่ของการรวม)

ขั้นตอนการกำหนดอุณหภูมิความร้อนของตัวนำมีดังนี้:

– ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิเริ่มต้นของตัวนำ θ นหาค่าของปริมาณจากเส้นโค้ง หนึ่งที่อุณหภูมินี้

– กำหนดค่าของอินทิกรัลจูล วีซีภายใต้สภาวะการลัดวงจรของการออกแบบ

– จงหาค่า A k ที่สอดคล้องกับอุณหภูมิการให้ความร้อนสุดท้ายของตัวน า: และสำหรับลวดเหล็ก-อลูมิเนียม ส– พื้นที่หน้าตัดของส่วนอะลูมิเนียมของเส้นลวด

– ตามมูลค่าที่พบของปริมาณ เอ ถึงเมื่อใช้เส้นโค้ง อุณหภูมิความร้อนของตัวนำจะถูกกำหนดในขณะที่ปิดไฟฟ้าลัดวงจร θ ถึง . .

ผลกระทบทางไฟฟ้าไดนามิกของกระแสลัดวงจร

ตัวนำสองตัวที่มีกระแส ฉัน 1และ ฉัน 2สัมผัสกับอิทธิพลทางกลจากกันและกัน มันแสดงออกในการดึงดูดของตัวนำต่อกันหรือผลักกัน ปรากฏการณ์นี้อธิบายได้จากปฏิสัมพันธ์ของสนามแม่เหล็กที่เกิดขึ้นรอบตัวนำกับกระแส

หากตัวนำวางขนานกันในระยะไกล กจากกันและระยะห่าง ลซึ่งขนานกันนั้นมีค่ามากกว่าระยะห่างระหว่างตัวนำอย่างมีนัยสำคัญ กจากนั้นจึงเกิดการเหนี่ยวนำแม่เหล็ก บี 1สร้างขึ้นโดยกระแส ฉัน 1ณ จุดที่ตัวนำตัวที่สองตั้งอยู่: ,ที่ไหน μ – การซึมผ่านของแม่เหล็กสัมพัทธ์ของอากาศ μ 0 – การซึมผ่านของแม่เหล็กของสุญญากาศ, H/m

แรงระหว่างตัวนำคือ: .

เมื่อเฟสอยู่ในระนาบเดียวกัน ตัวนำของเฟสด้านนอกและเฟสกลางจะอยู่ในสภาพที่แตกต่างกัน เพื่อกำหนดแรงสูงสุดที่กระทำต่อเฟสเฉพาะของระบบที่กำลังพิจารณา จำเป็นต้องเปรียบเทียบแรงที่กระทำต่อเฟสสุดขั้วและระยะกลาง เฟสกลางอยู่ในสภาวะที่รุนแรงที่สุด ซึ่งควรเป็นเฟสการออกแบบเมื่อทำการทดสอบความต้านทานไฟฟ้าไดนามิกของระบบสามเฟส

แรงปฏิสัมพันธ์ระหว่างตัวนำของเฟสของระบบสามเฟสถูกกำหนดโดยสมการ:

;

;

.

สำหรับการลัดวงจรระยะไกล อัตราส่วนของกระแสฟอลต์สองเฟสและสามเฟสจะเป็น:

ดังนั้นแรงอันตรกิริยาระหว่างตัวนำระหว่างการลัดวงจรแบบสองเฟสจึงน้อยกว่าแรงที่กระทำต่อตัวนำระหว่างการลัดวงจรแบบสามเฟส ดังนั้นประเภทการลัดวงจรที่คำนวณได้เมื่อทดสอบตัวนำและอุปกรณ์ไฟฟ้าสำหรับความต้านทานไฟฟ้าไดนามิกจึงเป็นไฟฟ้าลัดวงจรสามเฟส

ตามกฎแล้วปฏิสัมพันธ์ของตัวนำที่กระแสไฟทำงานนั้นไม่มีนัยสำคัญ ในระหว่างการลัดวงจรจะมีแรงไฟฟ้าไดนามิกสูงสุด เอฟกำหนดโดยค่าของกระแสไฟช็อตลัดวงจร

ที่ ตรวจสอบอุปกรณ์ สำหรับความต้านทานความร้อนและไฟฟ้าไดนามิก ตารางจะถูกรวบรวมเพื่อเปรียบเทียบข้อมูลหนังสือเดินทางกับค่าที่คำนวณได้ของกระบวนการลัดวงจรที่เป็นไปได้

ตัวอย่างการเลือกเซอร์กิตเบรกเกอร์ 10 kV

ตัวชี้วัดคุณภาพไฟฟ้า

การก่อตัวของหลักการสำหรับการควบคุมโหมดนั้นขึ้นอยู่กับข้อกำหนดบางประการสำหรับคุณภาพพลังงานไฟฟ้า ข้อกำหนดดังกล่าวกำหนดไว้ในมาตรฐานระหว่างรัฐ GOST 13109-97.

คุณภาพไฟฟ้านั้นมีลักษณะเฉพาะคือคุณภาพของความถี่ของแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับและคุณภาพของแรงดันไฟฟ้า

เพื่อประเมินคุณภาพความถี่ ได้มีการกำหนดตัวบ่งชี้หนึ่งตัว - การเบี่ยงเบนความถี่ซึ่งเข้าใจว่าเป็นการเปลี่ยนแปลงความถี่อย่างช้าๆ อย่างราบรื่น (น้อยกว่าหนึ่งเปอร์เซ็นต์ต่อวินาที) เทียบกับค่าที่ระบุ: Δf = f – f ชื่อ

สาเหตุของการเบี่ยงเบนความถี่คือความไม่สมดุลของพลังงานที่สร้างขึ้นและบริโภคในระบบไฟฟ้ากำลัง มาตรฐานกำหนดค่าเบี่ยงเบนความถี่ที่อนุญาตตามปกติและสูงสุดที่อนุญาตตามลำดับ δf บรรทัดฐาน= ±0.2 เฮิรตซ์ และ δf ก่อน= ±0.4 เฮิรตซ์

คุณภาพของแรงดันไฟฟ้าได้รับการประเมินโดยตัวบ่งชี้หลายตัว ซึ่งส่วนใหญ่มีลักษณะเฉพาะด้วยค่าที่ยอมรับได้

ดัชนีคุณภาพแรงดันไฟฟ้า	มาตรฐานคุณภาพแรงดันไฟฟ้า
ปกติ	ขีด จำกัด
ค่าเบี่ยงเบนแรงดันไฟฟ้าในสภาวะคงตัว δU y, %	±5	±10
ช่วงการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้า δU เสื้อ	–	ขึ้นอยู่กับความถี่ของการทำซ้ำ
สัมประสิทธิ์ความผิดเพี้ยนของแรงดันไซน์ซอยด์ k U,%, ที่ชื่อ U, kV, 0.38 6-20 110-330
ค่าสัมประสิทธิ์ nองค์ประกอบฮาร์มอนิกของแรงดันไฟฟ้า k U (n), %	ขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าและเลขฮาร์มอนิก	1.5k U (n) ปกติ
ค่าสัมประสิทธิ์ความไม่สมมาตรของแรงดันไฟฟ้าลำดับลบ k 2 U, %
ค่าสัมประสิทธิ์ความไม่สมมาตรของแรงดันไฟฟ้าลำดับเป็นศูนย์ k 0 U , %
ระยะเวลาของแรงดันไฟฟ้าตกที่แรงดันไฟฟ้าสูงถึง 20 kV รวม, Δt p, s	–

ส่วนเบี่ยงเบนแรงดันไฟฟ้า: .

มีการประเมินความผันผวนของแรงดันไฟฟ้า ช่วงการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้า: ,

ที่ไหน คุณ ฉัน คุณ ฉัน +1– ค่าต่อไปนี้สุดขั้วของค่าแรงดันไฟฟ้าแอมพลิจูด

แรงดันไฟฟ้าที่ไม่ใช่ไซนูซอยด์โดดเด่นด้วยความแตกต่างรูปร่างของเส้นโค้งแรงดันไฟฟ้าจากไซน์ซอยด์ มันเป็นปริมาณ ปัจจัยการบิดเบือนของกราฟแรงดันไฟฟ้าไซน์: ,

ที่ไหน คุณ(n)ผม – ค่าแรงดันไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพ nฮาร์มอนิกสำหรับ ฉันการสังเกตครั้งที่

ความไม่สมดุลของแรงดันไฟฟ้าโดดเด่นด้วยความแตกต่างของค่าแรงดันไฟฟ้าในเฟสต่างๆ เกิดจากการเชื่อมต่อที่ไม่สม่ำเสมอของเครื่องรับไฟฟ้าแบบเฟสเดียวในเฟส ความไม่สมดุลของแรงดันไฟฟ้ามีลักษณะเชิงปริมาณ ค่าสัมประสิทธิ์ความไม่สมมาตรของแรงดันไฟฟ้าสำหรับลำดับลบและศูนย์

; ,

ที่ไหน ยู 2(1) i คือค่าเฟสต่อเฟสที่มีประสิทธิผลของแรงดันไฟฟ้าลำดับลบของความถี่พื้นฐานของระบบแรงดันไฟฟ้าสามเฟสในการสังเกต i ยู0(1)ผม – ค่าประสิทธิผลของแรงดันไฟฟ้าลำดับศูนย์ของความถี่พื้นฐาน คุณชื่อ– พิกัดแรงดันไฟฟ้าแบบเฟสต่อเฟส

การควบคุมแรงดันไฟฟ้า

ความสามารถในการควบคุมและเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าถูกกำหนดโดยอุปกรณ์เปลี่ยนแทปออนโหลด (การควบคุมออนโหลด) และอุปกรณ์สวิตช์ออฟโหลด (สวิตช์แบบไม่ตื่นเต้น) หม้อแปลงไฟฟ้าที่มี PBBปัจจุบันมีการผลิต 10/0.4 kV โดยมีสาขาหลักและสาขาเพิ่มเติมอีก 4 สาขา

ลักษณะของหม้อแปลงที่ปรับได้นั้นระบุไว้ในรูปแบบของจำนวนสูงสุดของกิ่งที่ปรับได้ทั้งบวกและลบที่สัมพันธ์กับขั้วหลักของขดลวด HV ซึ่งระบุขั้นตอนของอัตราส่วนการเปลี่ยนแปลง ∆k Tในรูปแบบ ± n×Δk เสื้อ. ตัวอย่างเช่น สำหรับเครื่องเปลี่ยนแทปออนโหลด: ±6×1.5%, ±8×1.5%, ±10×1.5%, ±9×1.78%, ±12×1%; สำหรับ PBB: ±2×2.5%

การเปลี่ยนอัตราส่วนการเปลี่ยนแปลงทำได้โดยการเปลี่ยนจำนวนก๊อก (รอบ) บนขดลวดอันใดอันหนึ่ง สำหรับหม้อแปลงที่มีการควบคุมแรงดันไฟฟ้า โดยเฉพาะอย่างยิ่งตัวเปลี่ยนแทปโหลด อัตราส่วนการเปลี่ยนแปลงจะต้องสอดคล้องกับตำแหน่งที่แท้จริงของสวิตช์สำหรับสาขาที่ n:

.

การควบคุมอัตราส่วนการเปลี่ยนแปลงของหม้อแปลงจะดำเนินการเพื่อให้แน่ใจว่าและควบคุมสภาวะแรงดันไฟฟ้าที่ระบุ หากหม้อแปลงถูกสร้างขึ้นโดยไม่มีตัวเปลี่ยนแทปออนโหลด (ซึ่งโดยปกติจะเป็นกรณีในเครือข่าย 6-20 kV และที่โรงไฟฟ้าหลายแห่ง) การควบคุมอัตราส่วนการเปลี่ยนแปลงมักจะดำเนินการตามฤดูกาล หากมีตัวเปลี่ยนแทปออนโหลดบนหม้อแปลง การควบคุมจะดำเนินการทุกวันหากจำเป็น ขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงของโหลด

การผ่านของกระแสในตัวนำนำไปสู่การเกิดแรงไฟฟ้าไดนามิก (เครื่องกล) ระหว่างกัน ทิศทางเดียวกันของกระแสในตัวนำคู่ขนานทำให้เกิดแรงดึงดูด และทิศทางตรงกันข้ามทำให้เกิดการผลักกัน ในโหมดโหลดปกติแรงโต้ตอบทางกลไม่มีนัยสำคัญ แต่ที่ K3 สามารถเข้าถึงค่าที่เป็นอันตรายต่ออุปกรณ์ไฟฟ้าและบัสบาร์ทำให้เกิดการเสียรูปและแม้กระทั่งการทำลายล้าง

จากทฤษฎีวิศวกรรมไฟฟ้าเป็นที่รู้กันดีว่าพลังแห่งปฏิสัมพันธ์ระหว่างตัวนำสองตัวเมื่อกระแสไหลผ่านพวกมัน ฉัน 1 และ ฉัน 2 กำหนดโดยสูตร

ที่ไหน ฉัน 1 , ฉัน 2 - ค่าปัจจุบันของกระแสในตัวนำ A; ล- ความยาวของตัวนำ ม; เอ -ระยะห่างระหว่างแกนตัวนำ, m; ถึง ฉ -ปัจจัยรูปร่างโดยคำนึงถึงรูปร่างหน้าตัดและตำแหน่งสัมพัทธ์ของตัวนำ (สำหรับตัวนำทรงกลมที่มีหน้าตัดตัน, หน้าตัดวงแหวน, บัสบาร์หน้าตัดกล่องที่มีความสูงหน้าตัด 0.1 เมตรขึ้นไป, K คือ ได้รับการยอมรับ ฉ= 1 .

แรงทางกลที่ยิ่งใหญ่ที่สุดระหว่างตัวนำเกิดขึ้นในโหมดลัดวงจรในขณะที่กระแสไฟฟ้าลัดวงจรถึงค่าช็อต

เพื่อป้องกันความเสียหายทางกลภายใต้อิทธิพลของแรงที่เกิดขึ้นในตัวนำเมื่อกระแสไฟฟ้าลัดวงจรไหลผ่าน องค์ประกอบทั้งหมดของโครงสร้างรับกระแสต้องมีความต้านทานไฟฟ้าไดนามิก, คือต้องอดทนคุณลักษณะของแรงทางกลที่เกิดขึ้นระหว่างการไหลของกระแสลัดวงจรขปราศจาก การเสียรูปซึ่งป้องกันการขยายตัวตามปกติต่อไปการแสวงหาผลประโยชน์

เงื่อนไขในการทดสอบความต้านทานไฟฟ้าไดนามิกนั้นขึ้นอยู่กับประเภทของอุปกรณ์ไฟฟ้า ตัวอย่างเช่น ผู้ผลิตระบุกระแสไฟลัดวงจรที่รับประกัน ฉันดินแดง (หรือ ฉัน ม โอ้, หรือ ฉัน ป r.skv) ซึ่งรับประกันความต้านทานไฟฟ้าไดนามิกของอุปกรณ์ (สวิตช์ ตัวตัดการเชื่อมต่อ) เมื่อเลือกจะต้องปฏิบัติตามเงื่อนไขต่อไปนี้: ฉันตี< ฉันดินแดง, กะ.

โครงสร้างบัสบาร์มีความต้านทานไฟฟ้าไดนามิกหากตรงตามเงื่อนไขต่อไปนี้:

โดยที่ σ m ax, σ เพิ่มเติม - ตามลำดับ การออกแบบสูงสุดและความเค้นที่อนุญาตในวัสดุยาง MPa (ดูตาราง 4.2) เอฟ สูงสุด , เอฟ พิเศษ- ตามลำดับโหลดทางกลสูงสุดที่คำนวณได้และอนุญาตบนฉนวน N (ระบุไว้ในแค็ตตาล็อก)

ตาม PUE การทดสอบความต้านทานไฟฟ้าไดนามิกของตัวนำแบบยืดหยุ่นเพื่อความใกล้ชิดและความตึงสูงสุดของตัวนำในระหว่างการลัดวงจรจะดำเนินการเฉพาะเมื่อ ฉัน เอาชนะ >50 kA

อุปกรณ์และบัสบาร์ของวงจรหม้อแปลงแรงดันไฟฟ้าไม่ได้ทดสอบความต้านทานไฟฟ้าไดนามิกเมื่ออยู่ในห้องแยกต่างหาก อุปกรณ์และตัวนำป้องกันด้วยฟิวส์พร้อมฟิวส์ลิงค์สำหรับกระแสสูงถึง 60 A

4.3. ผลกระทบทางความร้อนของกระแสลัดวงจร

เมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านตัวนำ ตัวนำจะร้อนขึ้น เมื่อตัวนำได้รับความร้อนจากกระแสโหลด ความร้อนที่เกิดขึ้นบางส่วนจะกระจายออกสู่สิ่งแวดล้อม และระดับการกระจายจะขึ้นอยู่กับสภาวะการทำความเย็น

เมื่อกระแสลัดวงจรไหล อุณหภูมิของตัวนำจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก เนื่องจากกระแสในระหว่างการลัดวงจรเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วและระยะเวลาของการลัดวงจรสั้น ดังนั้นความร้อนที่ปล่อยออกมาในตัวนำจึงไม่มีเวลาที่จะ ถูกถ่ายโอนสู่สิ่งแวดล้อมและเกือบทั้งหมดจะไปเพื่อให้ความร้อนแก่ตัวนำ การให้ความร้อนแก่ตัวนำในระหว่างการลัดวงจรอาจถึงค่าที่เป็นอันตราย ซึ่งนำไปสู่การหลอมละลายหรือการไหม้เกรียมของฉนวน การเสียรูปและการละลายของชิ้นส่วนที่มีไฟฟ้า ฯลฯ

เกณฑ์ความต้านทานความร้อนของตัวนำคืออุณหภูมิที่อนุญาตให้ทำความร้อนด้วยกระแสลัดวงจร

ตัวนำหรืออุปกรณ์ถือว่าต้านทานความร้อนได้ถ้าอุณหภูมิความร้อนระหว่างไฟฟ้าลัดวงจรไม่เกินขีด จำกัด ที่อนุญาตปริมาณสภาวะต้านทานความร้อนในกรณีทั่วไปจะเป็นดังนี้ °C:

θ º คอน ≤ θ º เพิ่ม

โดยที่ θ° con คือค่าสุดท้ายของอุณหภูมิตัวนำในโหมดลัดวงจร

ขอแนะนำให้ประเมินระดับผลกระทบทางความร้อนของกระแสไฟฟ้าลัดวงจรในตัวนำและอุปกรณ์ไฟฟ้าในเชิงปริมาณโดยใช้อินทิกรัลจูล

โดยที่ i ถึง t คือกระแสลัดวงจรทั้งหมดในเวลาใดก็ได้ t, A; เสื้อ ปิด - ระยะเวลาไฟฟ้าลัดวงจรโดยประมาณ, s

ผู้ผลิตในแคตตาล็อกระบุค่าของกระแสความร้อนรากเฉลี่ย - กำลังสองที่รับประกัน (/ter, kA) และเวลาที่อนุญาตของการไหล (tter, s) สำหรับอุปกรณ์ไฟฟ้า (สวิตช์, ตัวตัดการเชื่อมต่อ, หม้อแปลงกระแสไฟฟ้า ฯลฯ ) .

ในกรณีนี้เงื่อนไขความต้านทานความร้อนของอุปกรณ์ในโหมดลัดวงจรจะมีลักษณะเช่นนี้ kA 2 -s

เมื่อตรวจสอบความต้านทานความร้อนของตัวนำที่มีหน้าตัดมาตรฐาน ถาม มาตรฐาน, มม. 2 จะต้องเป็นไปตามเงื่อนไข

โดยที่ q นาที – หน้าตัดของตัวนำขั้นต่ำ

เมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านตัวนำ ตัวนำจะร้อนขึ้น เมื่อตัวนำได้รับความร้อนจากกระแสโหลด ความร้อนที่เกิดขึ้นบางส่วนจะกระจายออกสู่สิ่งแวดล้อม และระดับการกระจายจะขึ้นอยู่กับสภาวะการทำความเย็น

เมื่อกระแสลัดวงจรไหล อุณหภูมิของตัวนำจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก เนื่องจากกระแสในระหว่างการลัดวงจรเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วและระยะเวลาของการลัดวงจรสั้น ดังนั้นความร้อนที่ปล่อยออกมาในตัวนำจึงไม่มีเวลาที่จะ ถูกถ่ายโอนสู่สิ่งแวดล้อมและเกือบทั้งหมดจะไปเพื่อให้ความร้อนแก่ตัวนำ การให้ความร้อนแก่ตัวนำในระหว่างการลัดวงจรอาจถึงค่าที่เป็นอันตราย ซึ่งนำไปสู่การหลอมละลายหรือการไหม้เกรียมของฉนวน การเสียรูปและการละลายของชิ้นส่วนที่มีไฟฟ้า ฯลฯ

เกณฑ์ความต้านทานความร้อนของตัวนำคืออุณหภูมิที่อนุญาตให้ให้ความร้อนแก่ตัวนำด้วยกระแสลัดวงจร (x ที่อนุญาต, °C)

ตัวนำหรืออุปกรณ์ถือว่าทนต่อความร้อนได้หากอุณหภูมิความร้อนในระหว่างการลัดวงจรไม่เกินค่าที่อนุญาต สภาวะต้านทานความร้อนในกรณีทั่วไปจะเป็นดังนี้ °C:

คอนx? x พิเศษ (4.1.)

โดยที่ x con คือค่าสุดท้ายของอุณหภูมิตัวนำในโหมดลัดวงจร

ขอแนะนำให้ประเมินระดับผลกระทบทางความร้อนของกระแสไฟฟ้าลัดวงจรในตัวนำและอุปกรณ์ไฟฟ้าในเชิงปริมาณโดยใช้อินทิกรัลจูล

โดยที่ i Kt คือกระแสลัดวงจรทั้งหมดในเวลาใดก็ได้ t, A; เสื้อ ปิด - ระยะเวลาไฟฟ้าลัดวงจรโดยประมาณ, s

อินทิกรัลจูลเป็นฟังก์ชันที่ซับซ้อนซึ่งขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์ของแหล่งพลังงาน การกำหนดค่าของวงจรการออกแบบดั้งเดิม ระยะห่างทางไฟฟ้าของตำแหน่งความผิดปกติจากแหล่งกำเนิด และปัจจัยอื่น ๆ สำหรับการคำนวณโดยประมาณของจูลอินทิกรัล V k ในวงจรซึ่งอยู่ห่างจากแหล่งพลังงานอย่างมีนัยสำคัญคุณสามารถใช้สูตร kA 2 * s

โดยที่ค่าประสิทธิผลขององค์ประกอบคาบของกระแสไฟฟ้าลัดวงจร ณ เวลานั้น t = 0 จากแหล่งที่เทียบเท่า kA; - ค่าคงที่เวลาการสลายตัวเทียบเท่าขององค์ประกอบระยะของกระแสลัดวงจร, s; เสื้อ ปิด - ระยะเวลาไฟฟ้าลัดวงจรโดยประมาณ, s

กรณีที่ยากที่สุดคือกรณีของการกำหนดอินทิกรัลจูลระหว่างการลัดวงจรใกล้กับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหรือตัวชดเชยแบบซิงโครนัส แต่ในการออกแบบการศึกษา คุณสามารถใช้สูตร (4.1.3.) ได้ที่นี่เนื่องจากค่าผลลัพธ์ของ Vk จะถูกประเมินสูงเกินไปและตัวนำและอุปกรณ์ที่เลือกในการเชื่อมต่อที่ทรงพลัง (เครื่องกำเนิดไฟฟ้า, หม้อแปลงสื่อสาร ฯลฯ ) เป็นเวลานาน- เงื่อนไขระยะและความต้านทานไฟฟ้าไดนามิกมีความต้านทานความร้อนสำรองอย่างมีนัยสำคัญ จากการพิจารณาข้างต้นในสูตร (4.1.3.) เช่น T a.eq เราสามารถรับค่าที่ใหญ่ที่สุดของ T a ของแหล่งที่มาเหล่านั้นที่ป้อนไซต์ไฟฟ้าลัดวงจรหากมีหลายค่าเนื่องจาก สิ่งนี้นำไปสู่การเพิ่มขึ้นของอินทิกรัลจูลที่คำนวณได้และไม่ให้ข้อผิดพลาดเมื่อทดสอบอุปกรณ์สำหรับความต้านทานความร้อน

เมื่อพิจารณาอินทิกรัลจูล จำเป็นต้องพิจารณาค่าอินทิกรัลจูลอย่างแม่นยำ ตาม PUE ระยะเวลาโดยประมาณของการลัดวงจร t off คือผลรวมของเวลาการทำงานของการป้องกันรีเลย์หลักของวงจรที่กำหนด (t pz) โดยคำนึงถึงการกระทำของการปิดฝาอัตโนมัติและเวลารวมในการปิดสวิตช์ เบรกเกอร์ (t ปิด) ซึ่งระบุไว้ในข้อมูลแค็ตตาล็อกของเบรกเกอร์, s,

t ปิด = t pz + t ปิด (4.4.)

สำหรับวงจรเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มี Р nomG? แนะนำให้ถอด PUE 60 MW = 4 วินาที เช่น ตามระยะเวลาการป้องกันการสำรองข้อมูล

ผู้ผลิตในแคตตาล็อกระบุค่าของกระแสความร้อนรากเฉลี่ย - กำลังสองที่รับประกัน (t ter, kA) และเวลาที่อนุญาตของการไหล (t ter, s) สำหรับอุปกรณ์ไฟฟ้า (สวิตช์, ตัวตัดการเชื่อมต่อ, หม้อแปลงกระแส ฯลฯ ).

ในกรณีนี้เงื่อนไขความต้านทานความร้อนของอุปกรณ์ในโหมดลัดวงจรมีลักษณะดังนี้: kA 2 * s

บีถึง? ทีเตอร์ (4.5.)

เมื่อตรวจสอบความต้านทานความร้อนของตัวนำที่มีหน้าตัดมาตรฐาน q std, mm 2 ต้องเป็นไปตามเงื่อนไข

คิวมาตรฐาน? คิว นาที (4.6.)

PUE กำหนดหลายกรณีที่ไม่อนุญาตให้ตรวจสอบตัวนำและอุปกรณ์สำหรับความต้านทานความร้อนระหว่างการลัดวงจร สิ่งนี้ใช้กับสายไฟ อุปกรณ์ และตัวนำวงจรที่มีการป้องกันด้วยฟิวส์ ฯลฯ

ในการติดตั้งระบบไฟฟ้าอาจเกิดการลัดวงจรหลายประเภทซึ่งมาพร้อมกับกระแสไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว

อุปกรณ์ไฟฟ้าที่ติดตั้งทั้งหมดในระบบจ่ายไฟจะต้องทนต่อกระแสลัดวงจรและได้รับการคัดเลือกโดยคำนึงถึงกระแสเหล่านี้

ผลกระทบทางไฟฟ้าไดนามิกของกระแสลัดวงจร

ด้วยการลัดวงจร อันเป็นผลมาจากการเกิดกระแสไฟฟ้าลัดวงจรสูงสุด ในยางและโครงสร้างอื่นๆ ของอุปกรณ์สวิตช์เกียร์ แรงไฟฟ้าไดนามิกเกิดขึ้น ซึ่งในทางกลับกันจะสร้างโมเมนต์การดัดงอ และผลที่ตามมาคือ ความเค้นเชิงกลในโลหะ ซึ่งจะต้องน้อยกว่าความเค้นที่อนุญาตสำหรับโลหะที่กำหนด

ผลทางไฟฟ้าไดนามิกของกระแสไฟฟ้าช็อตลัดวงจร ด้วยการลัดวงจรสามเฟส ถูกกำหนดโดยแรงสูงสุด F(3) (kG) ที่กระทำต่อบัสเฟสกลาง โดยมีเงื่อนไขว่าตัวนำอยู่ในระนาบเดียวกัน:

โดยที่ l,a คือความยาวและระยะห่างระหว่างส่วนที่มีกระแสไฟฟ้า (ซม.)

– สัมประสิทธิ์โดยคำนึงถึงความไม่ตรงกันและค่าไม่เท่ากันของกระแสช็อกในเฟส

เมื่อพิจารณาถึงยางที่เป็นคานหลายช่วงที่รับน้ำหนักสม่ำเสมอ โมเมนต์การโค้งงอที่เกิดจากกระแสกระแทกคือ:

ผลกระทบทางความร้อนของกระแสลัดวงจร

ชิ้นส่วนที่มีกระแสไฟรวมถึงสายเคเบิลในกรณีที่ไฟฟ้าลัดวงจร สามารถทำความร้อนได้ถึงอุณหภูมิที่สูงกว่าในโหมดปกติอย่างมาก เพื่อให้ชิ้นส่วนที่มีกระแสไฟฟ้าสามารถต้านทานความร้อนต่อกระแสลัดวงจรได้ ค่าของอุณหภูมิที่คำนวณได้ t คำนวณ จะต้องต่ำกว่าอุณหภูมิที่อนุญาต t ที่อนุญาตสำหรับวัสดุที่กำหนด

สำหรับเวลาจริงของกระแสไฟลัดวงจร ระยะเวลาการป้องกันทั้งหมด t з และอุปกรณ์สวิตชิ่ง t เข้า

เมื่อตรวจสอบชิ้นส่วนที่มีกระแสไฟฟ้าเพื่อหาความร้อน โดยปกติจะใช้ความเสถียรในแนวคิดเรื่องเวลาลดลง T pr ในระหว่างนั้นกระแสไฟฟ้าลัดวงจรในสถานะคงตัว I∞ ปริมาณความร้อนที่เท่ากันจะถูกปล่อยออกมาพร้อมกับกระแสไฟฟ้าลัดวงจรที่แปรผันตามเวลา แบบเรียลไทม์

เวลาที่กำหนดจะถูกกำหนดโดยองค์ประกอบ เวลาของส่วนประกอบกระแสไฟฟ้าลัดวงจรเป็นระยะ : :

ค่า t pr.p แบบเรียลไทม์ t<5сек. Находят по кривым зависимости где

สำหรับเรียลไทม์ t>5 วินาที ค่า t pr.p = t pr.5 + (t-5) โดยที่ t pr.5 คือเวลาที่ลดลงสำหรับ t=5 วินาที ลดเวลาขององค์ประกอบเป็นระยะ

แบบเรียลไทม์ T<1 сек величина t пр.а не учитывается.

การคำนวณเสถียรภาพทางความร้อนของชิ้นส่วนที่มีกระแสไฟฟ้าเกิดขึ้นตามการสลายตัวของกราฟความร้อน โลหะที่แสดงถึงการเสพติด ข้าว. 3.15 โดยที่คือความหนาแน่นกระแส a/mm 2

T pr - ลดเวลาการดำเนินการของกระแสไฟฟ้าลัดวงจร (วินาที)

ข้อ จำกัด กระแสไฟฟ้าลัดวงจร

เมื่อจ่ายไฟให้กับการติดตั้งระบบไฟฟ้าทางอุตสาหกรรม องค์กรที่มีระบบไฟฟ้ากำลังสูงจะต้องเพิ่มหน้าตัดของชิ้นส่วนที่มีกระแสไฟฟ้าและขนาดของอุปกรณ์อย่างมีนัยสำคัญ โดยเลือกตามสภาวะปกติและไดนามิก และความร้อน ความยั่งยืน

ที่พบมากที่สุด วิธีการจำกัดกระแสลัดวงจร เป็น:

ก) การทำงานแยกกันของหม้อแปลงและอุปกรณ์จ่ายไฟ เส้น

B) การรวมไว้ในเครือข่ายเพิ่มเติม เครื่องปฏิกรณ์ต้านทาน

B) การใช้หม้อแปลงไฟฟ้าที่มีขดลวดป้องกัน

การติดตั้งเครื่องปฏิกรณ์ที่เหมาะสมและมีประสิทธิภาพมากที่สุดคือบนสายผู้บริโภคที่เชื่อมต่อโดยตรงกับบัสบาร์ของสถานีไฟฟ้า เช่นเดียวกับที่สถานีย่อยระดับภูมิภาคกำลังสูงที่จ่ายสถานีย่อยของโรงงานพลังงานต่ำ

3.3. วาดวงจรสมมูลเริ่มต้นเชิงซ้อนสำหรับการคำนวณการลัดวงจรแบบไม่สมมาตร

3.4. การบัญชีสำหรับการเหนี่ยวนำร่วมกันของสายไฟ

3.5. การแปลงวงจรสมมูลดั้งเดิมให้เป็นวงจรผลลัพธ์ที่เทียบเท่ากัน

สูตรการแปลงวงจรพื้นฐาน

3.7. การประยุกต์หลักการซ้อนทับ

3.8. ตัวอย่างการวาดและแปลงวงจรสมมูล

4. พารามิเตอร์ขององค์ประกอบของโครงร่างการออกแบบ

4.1. พารามิเตอร์ที่จำเป็นสำหรับการคำนวณกระแสลัดวงจร

4.1.1. เครื่องจักรแบบซิงโครนัส (เครื่องกำเนิดไฟฟ้า เครื่องชดเชย มอเตอร์ไฟฟ้า):

4.1.2. มอเตอร์ไฟฟ้าแบบอะซิงโครนัส:

4.1.3. หม้อแปลงไฟฟ้าและหม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติ:

4.2.2. มอเตอร์ไฟฟ้าแบบอะซิงโครนัส

4.2.3. หม้อแปลงไฟฟ้าและหม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติ

วงจรสมมูลสำหรับหม้อแปลงไฟฟ้า หม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติ และเครื่องปฏิกรณ์คู่

4.2.4. เครื่องปฏิกรณ์จำกัดกระแส

4.2.5. สายไฟเหนือศีรษะ

ค่าเฉลี่ยของอัตราส่วน x0/x1 สำหรับสายไฟเหนือศีรษะ

4.2.6. สายเคเบิ้ล

5. การคำนวณกระแสไฟฟ้าลัดวงจรในการติดตั้งระบบไฟฟ้ากระแสสลับที่มีแรงดันไฟฟ้าเกิน 1 kb

5.1. สมมติฐานที่เกิดขึ้น

5.1.1. เมื่อคำนวณกระแสไฟฟ้าลัดวงจรจะอนุญาตสิ่งต่อไปนี้:

5.2. การคำนวณค่าเริ่มต้นขององค์ประกอบตามระยะเวลาของกระแสไฟฟ้าลัดวงจร

5.3. การคำนวณองค์ประกอบระยะของกระแสไฟฟ้าลัดวงจร

5.4. การคำนวณกระแสไฟกระชากลัดวงจร

5.5. การคำนวณองค์ประกอบเป็นระยะของกระแสลัดวงจรสำหรับจุดเวลาโดยพลการ

5.6. คำนึงถึงมอเตอร์ไฟฟ้าแบบซิงโครนัสและแบบอะซิงโครนัสเมื่อคำนวณกระแสไฟฟ้าลัดวงจร

5.7. คำนึงถึงภาระที่ซับซ้อนเมื่อคำนวณกระแสไฟฟ้าลัดวงจร

พารามิเตอร์ขององค์ประกอบโหลดที่ซับซ้อน

พารามิเตอร์ของโหนดโหลดทั่วไป

5.8. การพิจารณาอิทธิพลของการส่งหรือการแทรก DC ต่อกระแสไฟฟ้าลัดวงจรในระบบ AC ที่เชื่อมต่อถึงกัน

5.9. การคำนวณกระแสสำหรับการลัดวงจรแบบอสมมาตร

ค่าความต้านทานเพิ่มเติม dх(n) และค่าสัมประสิทธิ์ t(n) สำหรับการลัดวงจรแบบอสมมาตรประเภทต่างๆ

5.10. คำนึงถึงการเปลี่ยนแปลงของพารามิเตอร์ลัดวงจรเมื่อคำนวณกระแสไฟฟ้าลัดวงจร

5.11. ตัวอย่างการคำนวณกระแสไฟฟ้าลัดวงจร

6. การคำนวณกระแสไฟฟ้าลัดวงจรในการติดตั้งระบบไฟฟ้ากระแสสลับที่มีแรงดันไฟฟ้าสูงถึง 1 kb

6.1. สมมติฐานที่เกิดขึ้น

6.2. การคำนวณค่าเริ่มต้นขององค์ประกอบเป็นระยะของกระแสไฟฟ้าลัดวงจรสามเฟส

6.3. วิธีการคำนวณการลัดวงจรแบบอสมมาตร วาดวงจรสมมูล

6.4. การคำนวณองค์ประกอบระยะของกระแสไฟฟ้าลัดวงจร

6.5. การคำนวณกระแสไฟกระชากลัดวงจร

6.6. การคำนวณองค์ประกอบคาบของกระแสไฟฟ้าลัดวงจรในช่วงเวลาใดก็ได้

6.7. การบัญชีสำหรับมอเตอร์ไฟฟ้าซิงโครนัสและอะซิงโครนัสเมื่อคำนวณกระแสไฟฟ้าลัดวงจร

6.8. คำนึงถึงภาระที่ซับซ้อนเมื่อคำนวณกระแสไฟฟ้าลัดวงจร

6.9. การบัญชีสำหรับความต้านทานอาร์กไฟฟ้า

6.10. คำนึงถึงการเปลี่ยนแปลงความต้านทานแบบแอคทีฟของตัวนำระหว่างไฟฟ้าลัดวงจร

6.11. ตัวอย่างการคำนวณกระแสไฟฟ้าลัดวงจร

7. การคำนวณการกระทำทางไฟฟ้าพลศาสตร์ของกระแส

การออกแบบไดอะแกรมของโครงสร้างบัสบาร์

7.1.2. ความเค้นเชิงกลที่อนุญาตในวัสดุตัวนำและโหลดทางกลบนตัวรองรับระหว่างการลัดวงจร

ลักษณะสำคัญของวัสดุยาง

7.2. แรงพลศาสตร์ไฟฟ้าในการติดตั้งระบบไฟฟ้า

ค่าสัมประสิทธิ์ Kdisp

7.3. การทดสอบโครงสร้างยางเพื่อหาความต้านทานไฟฟ้าไดนามิก

7.3.1. ข้อควรพิจารณาทั่วไป

7.3.2. การทดสอบโครงสร้างยางเพื่อหาความต้านทานไฟฟ้าไดนามิก

7.3.3. การทดสอบโครงสร้างบัสที่มีการรองรับอย่างเข้มงวดสำหรับความต้านทานไฟฟ้าไดนามิก

สูตรหาโมเมนต์ความเฉื่อย j และโมเมนต์ความต้านทานของหน้าตัดของยาง

ค่าสัมประสิทธิ์ zs และ zF ของโครงสร้างบัสบาร์

7.3.4. การตรวจสอบตัวนำกระแสไฟฟ้าที่รองรับตัวเองแบบแขวนลอยเพื่อดูความต้านทานไฟฟ้าไดนามิก

7.3.5. การทดสอบโครงสร้างบัสที่มีการรองรับแบบยืดหยุ่นสำหรับความต้านทานไฟฟ้าไดนามิก

7.3.6. การตรวจสอบตัวนำกระแสไฟฟ้าเพื่อหาความต้านทานไฟฟ้าไดนามิกเมื่อมีอุปกรณ์ปิดอัตโนมัติ

7.4. การทดสอบตัวนำที่ยืดหยุ่นสำหรับความต้านทานไฟฟ้าไดนามิกระหว่างการลัดวงจร

ค่าของสัมประสิทธิ์การลดมวล g ที่อัตราส่วน Mg/m ต่างๆ

7.5. การทดสอบอุปกรณ์ไฟฟ้าเพื่อหาความต้านทานไฟฟ้าไดนามิกระหว่างการลัดวงจร

7.6. ตัวอย่างการคำนวณการทดสอบอุปกรณ์ไฟฟ้าสำหรับความต้านทานไฟฟ้าไดนามิกระหว่างการลัดวงจร

8. การคำนวณผลกระทบทางความร้อนของกระแสลัดวงจรและการทดสอบอุปกรณ์ไฟฟ้าเพื่อต้านทานความร้อนระหว่างการลัดวงจร

8.1. บทบัญญัติทั่วไป

8.2. ผลกระทบทางความร้อนของกระแสไฟฟ้าลัดวงจร การหาค่ากระแสไฟฟ้าลัดวงจรของจูลและเทียบเท่ากับความร้อน

8.3. การทดสอบตัวนำความต้านทานความร้อนระหว่างการลัดวงจร

อุณหภูมิความร้อนสูงสุดที่อนุญาตของตัวนำระหว่างไฟฟ้าลัดวงจร

ค่าพารามิเตอร์ St สำหรับยางแข็ง

ค่าพารามิเตอร์ St สำหรับสายเคเบิล

ค่าพารามิเตอร์ St สำหรับสายไฟ

8.4. การทดสอบอุปกรณ์ไฟฟ้าเพื่อต้านทานความร้อนขณะลัดวงจร

8.5. ตัวอย่างการคำนวณการทดสอบอุปกรณ์ไฟฟ้าความต้านทานความร้อนระหว่างไฟฟ้าลัดวงจร

9. การตรวจสอบอุปกรณ์ไฟฟ้าเพื่อดูความสามารถในการสลับ

9.1. บทบัญญัติทั่วไป

9.2. การตรวจสอบสวิตช์

อิโนม ³ อินอร์ม.แคล;

9.3. การตรวจสอบฟิวส์

การใช้งาน

หม้อแปลงไฟฟ้าแรงสูง 35 kV

หม้อแปลงไฟฟ้าแรงสูง 110 kV

หม้อแปลงไฟฟ้าแรงสูง 150 kV

หม้อแปลงไฟฟ้าและหม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติที่มีแรงดันไฟฟ้าสูงกว่า 220 kV

หม้อแปลงไฟฟ้าและหม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติที่มีแรงดันไฟฟ้าสูงกว่า 330 kV

หม้อแปลงไฟฟ้าและหม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติที่มีแรงดันไฟฟ้าสูงกว่า 500 kV

หม้อแปลงไฟฟ้าและหม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติที่มีแรงดันไฟฟ้าสูงกว่า 750 และ 1150 kV

ลักษณะการออกแบบสายเคเบิลหุ้มฉนวนกระดาษ

ลักษณะการออกแบบเส้นเหนือศีรษะ 35 - 150 กิโลโวลต์ ด้วยลวดเหล็ก-อลูมิเนียม

ลักษณะการออกแบบเส้นเหนือศีรษะ 220 - 1150 กิโลโวลต์ ด้วยลวดเหล็ก-อลูมิเนียม

รีแอคแตนซ์แบบเหนี่ยวนำของเส้นเหนือศีรษะกับสายทองแดงและอะลูมิเนียม

รีแอคแตนซ์แบบเหนี่ยวนำของเส้นเหนือศีรษะด้วยลวดเหล็ก-อลูมิเนียม

1. แบบจำลองและโปรแกรมทางคณิตศาสตร์

1.1. องค์ประกอบของแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่พัฒนาขึ้น

1.2. ลักษณะทั่วไปของโปรแกรมคำนวณ

สารบัญ

8. การคำนวณผลกระทบทางความร้อนของกระแสลัดวงจรและการทดสอบอุปกรณ์ไฟฟ้าเพื่อต้านทานความร้อนระหว่างการลัดวงจร

8.1. บทบัญญัติทั่วไป

8.1.1. เพื่อทดสอบความต้านทานความร้อนของตัวนำและอุปกรณ์ไฟฟ้าระหว่างการลัดวงจร ไม่เพียงแต่แผนภาพการออกแบบเบื้องต้นและจุดออกแบบของการลัดวงจรเท่านั้น แต่ยังรวมถึงประเภทการออกแบบการลัดวงจรและระยะเวลาโดยประมาณของการลัดวงจรด้วย อันดับแรกจะถูกเลือก

ประเภทการลัดวงจรที่คำนวณได้เมื่อตรวจสอบตัวนำและอุปกรณ์ไฟฟ้าของการติดตั้งระบบไฟฟ้าที่มีแรงดันไฟฟ้า 110 kV ขึ้นไปนั้นเป็นการลัดวงจรแบบสามเฟสหรือเฟสเดียวในการติดตั้งระบบไฟฟ้ามากกว่า 1 kV ถึง 35 kV - การลัดวงจรแบบสามเฟส วงจรและในการติดตั้งระบบไฟฟ้าของโรงไฟฟ้าแรงดันเครื่องกำเนิดไฟฟ้า - ไฟฟ้าลัดวงจรสามเฟสหรือสองเฟสขึ้นอยู่กับว่าวงจรใดทำให้เกิดผลกระทบทางความร้อนมากขึ้น

ระยะเวลาโดยประมาณของการลัดวงจรเมื่อทดสอบตัวนำและอุปกรณ์ไฟฟ้าสำหรับความต้านทานความร้อนในระหว่างการลัดวงจรควรพิจารณาโดยการเพิ่มเวลาการทำงานของการป้องกันรีเลย์หลักพื้นที่ครอบคลุมซึ่งรวมถึงตัวนำและอุปกรณ์ที่กำลังทดสอบและ เวลารวมในการปิดสวิตช์ใกล้กับไฟฟ้าลัดวงจรมากที่สุด และเมื่อทดสอบสายเคเบิลว่าไม่ติดไฟ - โดยการเพิ่มเวลาการทำงานของการป้องกันรีเลย์สำรองและเวลาปิดรวมของสวิตช์ที่เกี่ยวข้อง

หากมีอุปกรณ์ปิดอัตโนมัติ (ARD) ควรคำนึงถึงผลกระทบทางความร้อนทั้งหมดของกระแสไฟฟ้าลัดวงจรด้วย

8.1.2. ด้วยระยะเวลาลัดวงจรโดยประมาณสูงถึง 1 วินาที กระบวนการให้ความร้อนของตัวนำภายใต้การกระทำของกระแสไฟฟ้าลัดวงจรถือได้ว่าเป็นอะเดียแบติก และด้วยระยะเวลาโดยประมาณมากกว่า 1 วินาที และด้วยการปิดใหม่อัตโนมัติที่ออกฤทธิ์ช้า ควรคำนึงถึงการถ่ายเทความร้อนสู่สิ่งแวดล้อมด้วย

8.2. ผลกระทบทางความร้อนของกระแสไฟฟ้าลัดวงจร การหาค่ากระแสไฟฟ้าลัดวงจรของจูลและเทียบเท่ากับความร้อน

8.2.1. ขอแนะนำให้ประเมินระดับผลกระทบทางความร้อนของกระแสไฟฟ้าลัดวงจรในตัวนำและอุปกรณ์ไฟฟ้าในเชิงปริมาณโดยใช้อินทิกรัลจูล

ที่ไหน ฉันถึงที - กระแสไฟฟ้าลัดวงจร ณ จุดใดเวลาหนึ่ง ที, ก;

ทีปิด - ระยะเวลาไฟฟ้าลัดวงจรโดยประมาณ, s

การประเมินเชิงปริมาณของระดับผลกระทบทางความร้อนของกระแสไฟฟ้าลัดวงจรสามารถทำได้โดยใช้กระแสไฟฟ้าลัดวงจรที่เทียบเท่ากับความร้อน ฉัน ter.ek เช่น กระแสแอมพลิจูดคงที่ (ไซน์ซอยด์) ซึ่งเมื่อเวลาผ่านไปเท่ากับระยะเวลาลัดวงจรโดยประมาณ จะมีผลทางความร้อนต่อตัวนำหรืออุปกรณ์ไฟฟ้าเช่นเดียวกับกระแสลัดวงจรจริงในช่วงเวลาเดียวกัน กระแสนี้สัมพันธ์กับอินทิกรัลจูลด้วยความสัมพันธ์อย่างง่าย

8.2.2. อินทิกรัลจูลสามารถกำหนดได้โดยประมาณเป็นผลรวมของอินทิกรัลขององค์ประกอบคาบและคาบของกระแสไฟฟ้าลัดวงจร เช่น

ในเค = ในเคพี + ในค.ก. (8.3)

ที่ไหน ใน kp - จูลอินทิกรัลของส่วนประกอบเป็นระยะของกระแสไฟฟ้าลัดวงจร

ใน k.a คืออินทิกรัลจูลขององค์ประกอบอะคาบของกระแสไฟฟ้าลัดวงจร

8.2.3. อินทิกรัลจูล (และกระแสลัดวงจรเทียบเท่าความร้อน) เป็นฟังก์ชันที่ซับซ้อนของพารามิเตอร์ของแหล่งพลังงาน (เครื่องกำเนิดไฟฟ้า, ตัวชดเชยซิงโครนัส, มอเตอร์ไฟฟ้า), การกำหนดค่าของวงจรการออกแบบดั้งเดิม, ตำแหน่งของจุดออกแบบของลัดวงจร -วงจรสัมพันธ์กับแหล่งพลังงาน ระยะทางจากแหล่งหลัง และปัจจัยอื่นๆ ดังนั้นวิธีที่แนะนำสำหรับการคำนวณเชิงวิเคราะห์ของอินทิกรัลจูล (กระแสไฟฟ้าลัดวงจรที่เทียบเท่ากับความร้อน) ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของรูปแบบการคำนวณ

ก่อนหน้านี้ตามแผนภาพการออกแบบดั้งเดิมควรวาดวงจรสมมูลขึ้นซึ่งเมื่อคำนวณค่าเริ่มต้นของส่วนประกอบตามระยะเวลาของกระแสไฟฟ้าลัดวงจร (ดูย่อหน้าที่ 5.2.2) เครื่องซิงโครนัสและอะซิงโครนัสควรเป็น แสดงลดลงถึงระดับแรงดันไฟฟ้าพื้นฐานหรือแสดงเป็นหน่วยสัมพัทธ์ภายใต้เงื่อนไขพื้นฐานที่เลือกโดยความต้านทานซับทรานเซียนท์และ EMF ซับทรานเซียนท์ จากนั้นควรแปลงวงจรนี้ให้เป็นวงจรที่ง่ายที่สุด รูปแบบซึ่งขึ้นอยู่กับเงื่อนไขเริ่มต้น (ดูย่อหน้าที่ 8.2.4 - 8.2.7) และสุดท้าย ขึ้นอยู่กับวงจรที่ง่ายที่สุดที่ได้ผลลัพธ์ โดยใช้สูตรใดสูตรหนึ่งด้านล่าง กำหนดกระแสไฟฟ้าลัดวงจรของจูลหรือเทียบเท่าความร้อน

8.2.4. หากรูปแบบการออกแบบดั้งเดิมนั้นเป็นไปตามอำเภอใจ แต่สำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและตัวชดเชยแบบซิงโครนัสทั้งหมด ไฟฟ้าลัดวงจรที่คำนวณได้จะอยู่ระยะไกล เช่น อัตราส่วนของค่าประสิทธิผลของส่วนประกอบเป็นระยะของกระแสของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าใด ๆ (ตัวชดเชยแบบซิงโครนัส) ที่ช่วงเวลาเริ่มต้นของไฟฟ้าลัดวงจรต่อกระแสไฟฟ้าที่ได้รับการจัดอันดับนั้นไม่ถึงสองจากนั้นโดยการแปลงวงจรสมมูลที่เท่ากันแหล่งพลังงานทั้งหมด (เครื่องกำเนิดไฟฟ้า ตัวชดเชยแบบซิงโครนัสและแหล่งกำเนิดของส่วนที่ห่างไกลกว่าของระบบกำลังไฟฟ้า) ควรถูกแทนที่ด้วยแหล่งกำเนิดที่เทียบเท่ากันแหล่งเดียว โดย EMF ซึ่งถือว่าคงที่ในแอมพลิจูด และรีแอกแตนซ์อินดัคทีฟเท่ากับผลลัพธ์ความต้านทานที่เท่ากัน เอ็กซ์จากแผนภาพการออกแบบ (ดูรูปที่. 8.1 , ก). ในกรณีนี้ อินทิกรัลจูลควรถูกกำหนดโดยสูตร

, (8.4)

ที่ไหน ฉัน ps - ค่าประสิทธิผลขององค์ประกอบเป็นระยะของกระแสไฟฟ้าลัดวงจรจากแหล่งพลังงานที่เทียบเท่า (ระบบ), A;

ต a.ek - ค่าคงที่เวลาการสลายตัวที่เทียบเท่ากันขององค์ประกอบระยะของกระแสไฟฟ้าลัดวงจร, s

ข้าว. 8.1. วงจรสมมูลที่ง่ายที่สุดที่สอดคล้องกัน

รูปแบบการออกแบบเริ่มต้นที่แตกต่างกัน

กระแสไฟฟ้าลัดวงจรเทียบเท่าความร้อนในกรณีที่พิจารณาคือ

. (8.5)

ในกรณีที่ ทีปิด ³ 3 ตก. กระแสไฟฟ้าลัดวงจรของจูลอินทิกรัลและเทียบเท่าความร้อนสามารถกำหนดได้โดยใช้สูตรที่ง่ายกว่า:

; (8.6)

. (8.7)

8.2.5. หากแผนภาพการออกแบบเดิมมีเครื่องกำเนิดไฟฟ้าประเภทเดียวกันตั้งแต่หนึ่งเครื่องขึ้นไป (ตัวชดเชยซิงโครนัส) และเครื่องกำเนิดไฟฟ้ารุ่นหลังอยู่ในสภาวะเดียวกันสัมพันธ์กับจุดลัดวงจรที่คำนวณได้ (เครื่องจักรหรือหน่วยทั้งหมดเชื่อมต่อกับบัสทั่วไป) และค่าที่คำนวณได้ ไฟฟ้าลัดวงจรอยู่ใกล้นั่นคือ ค่าประสิทธิผลของส่วนประกอบตามคาบของกระแสของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า (ตัวชดเชยแบบซิงโครนัส) ที่ช่วงเวลาเริ่มต้นของการลัดวงจรเกินกระแสที่กำหนดอย่างน้อยสองครั้งจากนั้นจะต้องแปลงวงจรสมมูลเป็นวงจรอย่างง่ายที่มีความต้านทานเท่ากัน เอ็กซ์กรัม และแรงเคลื่อนไฟฟ้า อีก. (รูปที่. 8.1 , ข) อย่างไรก็ตาม EMF นี้เปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลา

, (8.8)

ที่ไหน ฉัน p0g - ค่าเริ่มต้นที่มีประสิทธิภาพขององค์ประกอบตามระยะเวลาของกระแสไฟฟ้าลัดวงจรจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้า (ตัวชดเชยแบบซิงโครนัส) ก;

ต a.d คือค่าคงที่เวลาการสลายตัวขององค์ประกอบระยะของกระแสลัดวงจรจากเครื่องกำเนิด (ตัวชดเชยแบบซิงโครนัส), s;

อินทิกรัลจูลสัมพัทธ์:

, (8.9)

ที่ไหน ฉัน p t g - ค่าประสิทธิผลขององค์ประกอบเป็นระยะของกระแสไฟฟ้าลัดวงจรจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้า (ตัวชดเชยแบบซิงโครนัส) ในช่วงเวลาใดก็ได้โดยพลการ A.

ค่าของอินทิกรัลจูลสัมพัทธ์ที่ระยะทางต่าง ๆ ของจุดลัดวงจรที่คำนวณได้จากเครื่องกำเนิด (ตัวชดเชยแบบซิงโครนัส) เช่น อัตราส่วนต่าง ๆ ของค่าประสิทธิผลของส่วนประกอบตามระยะเวลาของกระแสไฟฟ้าของเครื่อง ณ ช่วงเวลาเริ่มต้นของการลัดวงจรกับกระแสไฟที่กำหนดสามารถกำหนดได้จากเส้นโค้งในรูปที่ 1 8.2.

ในกรณีที่อยู่ระหว่างการพิจารณา ควรกำหนดกระแสลัดวงจรเทียบเท่าความร้อนโดยสูตร

. (8.10)

ที่ ทีปิด ³ 3 ตก. เพื่อกำหนดอินทิกรัลจูลและกระแสไฟฟ้าลัดวงจรสมมูลทางความร้อน อนุญาตให้ใช้สูตรได้

; (8.11)

. (8.12)

ข้าว. 8.2.

8.2.6. หากวงจรการออกแบบดั้งเดิมมีแหล่งพลังงานต่าง ๆ และไฟฟ้าลัดวงจรที่คำนวณได้แบ่งวงจรออกเป็นสองส่วนอิสระซึ่งหนึ่งในนั้นประกอบด้วยแหล่งพลังงานที่ไฟฟ้าลัดวงจรอยู่ระยะไกลและอีกเครื่องหนึ่ง - เครื่องกำเนิดหนึ่งเครื่องขึ้นไป (ตัวชดเชยแบบซิงโครนัส) ในสภาวะเดียวกันสัมพันธ์กับจุด ไฟฟ้าลัดวงจร และสำหรับเครื่องนี้หรือกลุ่มของเครื่องนี้ การลัดวงจรที่คำนวณได้อยู่ใกล้แล้ว วงจรสมมูลที่เทียบเท่าจะต้องถูกแปลงเป็นคานสองลำ (รูปที่. 8.1 , วี): แหล่งพลังงานทั้งหมดที่ลัดวงจรอยู่ระยะไกลและองค์ประกอบที่เชื่อมต่อกับจุดลัดวงจรควรนำเสนอในรูปแบบของสาขาเดียวที่มีค่าคงที่ EMF เท่ากันในแอมพลิจูด อี เอ็กซ์ s และเครื่องจักรหรือกลุ่มเครื่องจักรที่มีการลัดวงจร - ในรูปของสาขาอื่นที่มี EMF แปรผันตามเวลา อี g และความต้านทานที่เท่ากันที่สอดคล้องกัน เอ็กซ์ช .

ในกรณีนี้ อินทิกรัลจูลควรถูกกำหนดโดยสูตร

(8.13)

โดยที่อินทิกรัลสัมพัทธ์ขององค์ประกอบคาบของกระแสที่ตำแหน่งลัดวงจรซึ่งเกิดจากการกระทำของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า (ตัวชดเชยแบบซิงโครนัส):

ค่าของอินทิกรัลสัมพัทธ์ที่ระยะทางที่พบของจุดลัดวงจรสามารถกำหนดได้จากเส้นโค้ง เส้นโค้งดังกล่าวสำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบซิงโครนัสที่มีระบบกระตุ้นไทริสเตอร์อิสระจะแสดงในรูปที่ 1 8.3.

ข้าว. 8.3. เส้นโค้งสำหรับการพิจารณาจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบซิงโครนัส

ด้วยระบบกระตุ้นไทริสเตอร์

ในกรณีที่ 3 ตเช่น > ทีปิด ³ 3 ต a.ek เพื่อกำหนดอินทิกรัลจูล อนุญาตให้ใช้นิพจน์ได้

(8.15)

ถ้า ทีปิด ³ 3 ตก. จึงอนุญาตให้ใช้สูตรได้

ควรกำหนดกระแสไฟฟ้าลัดวงจรที่เทียบเท่ากับความร้อนโดยใช้สูตร (8.2) โดยแทนที่ค่าที่พบก่อนหน้านี้ลงไป ในถึง.

8.2.7. หากวงจรการออกแบบดั้งเดิมมีแหล่งพลังงานต่าง ๆ และไฟฟ้าลัดวงจรที่คำนวณได้แบ่งวงจรออกเป็นสองส่วนอิสระซึ่งหนึ่งในนั้นประกอบด้วยแหล่งพลังงานที่ไฟฟ้าลัดวงจรอยู่ระยะไกลและอีกอัน - กลุ่มของมอเตอร์ไฟฟ้าที่คล้ายกัน (ซิงโครนัสหรือ แบบอะซิงโครนัส) ซึ่งไฟฟ้าลัดวงจรปิดแล้ววงจรสมมูลที่เทียบเท่าจะต้องถูกแปลงเป็นลำแสงสองลำด้วย (รูปที่. 8.1 , ช): แหล่งพลังงานทั้งหมดที่ลัดวงจรอยู่ระยะไกล และองค์ประกอบที่เชื่อมต่อกับจุดลัดวงจรควรแสดงเป็นแอมพลิจูดไม่เปลี่ยนแปลงเทียบเท่ากับ EMF อีและมีความต้านทานเท่ากัน เอ็กซ์ s และกลุ่มมอเตอร์ไฟฟ้า - เทียบเท่า EMF อี d และความต้านทานที่เท่ากัน เอ็กซ์ง.

ในกรณีนี้อินทิกรัลจูลควรถูกกำหนดโดยสูตรใดสูตรหนึ่งที่ให้ไว้ในย่อหน้าที่ 8.2.6 โดยแทนที่ก่อนหน้านี้แล้ว ฉัน p0g และ ต a.d ด้วยค่าที่สอดคล้องกัน ฉัน p0d และ ตก. สำหรับมอเตอร์ไฟฟ้าที่เทียบเท่า รวมทั้ง และ - อินทิกรัลสัมพัทธ์ของมอเตอร์ไฟฟ้าที่เทียบเท่า เส้นโค้งการพึ่งพาสำหรับมอเตอร์ไฟฟ้าแบบซิงโครนัสและแบบอะซิงโครนัสในอัตราส่วนต่าง ๆ ของค่าประสิทธิผลของส่วนประกอบตามระยะเวลาของกระแสของมอเตอร์ไฟฟ้าที่เทียบเท่าในช่วงเวลาเริ่มต้นของการลัดวงจรกับกระแสไฟที่กำหนดจะแสดงในรูปที่ 1 8.4-8.7.

ควรกำหนดกระแสไฟฟ้าลัดวงจรที่เทียบเท่ากับความร้อนโดยใช้สูตร (8.2) โดยแทนที่ค่าที่พบก่อนหน้านี้ของอินทิกรัลจูล ในถึง .