Поток электрической энергии
Каждая электрическая система ограничивает поток электрического тока выбранными дорожками, окружая проводники изоляторами различных типов.
Источники и участники короткого замыкания (фото М. Дисковича)
Ток короткого замыкания - это поток электрической энергии, который возникает, когда изоляционный барьер выходит из строя и позволяет течению течь по более короткому пути, чем предполагаемая схема.
При нормальной работе импедансы нагрузки электроприборов ограничивают поток тока относительно небольшими значениями, но путь короткого замыкания обходит нормальный импеданс нагрузки, ограничивающий ток.
Результатом являются чрезмерно высокие значения тока, которые ограничены только ограничениями самого источника питания и малыми сопротивлениями проводящих элементов, которые все еще остаются на пути между источником питания и точкой короткого замыкания.
Расчеты короткого замыкания используются для определения того, сколько тока может протекать в определенных точках электрической системы, так что электрооборудование может быть выбрано так, чтобы выдерживать и прерывать эту величину тока повреждения.
В расчетах короткого замыкания сначала определяется вклад источников тока, а затем токоограничивающие эффекты импедансов в системе рассматриваются при определении того, сколько тока может протекать в определенной части системы.
Существует три основных источника токов короткого замыкания:
- Электрическая утилита
- Моторы
- Генераторы на месте
Существуют два типа двигателей, которые вносят ток короткого замыкания:
- Асинхронные двигатели
- Синхронные двигатели
Между этими источниками тока короткого замыкания и точкой короткого замыкания различные импедансы действуют, чтобы ограничить (затруднить) течение тока и, таким образом, уменьшить фактическое количество «короткого замыкания» тока короткого замыкания.
Естественно, значение этих импедансов различно в каждой точке электрической системы; поэтому величины токов короткого замыкания, которые могут протекать в короткое замыкание в разных местах в электрической системе, также различаются.
Для определения токов короткого замыкания используются несколько методов расчета, и разумные точные результаты могут быть получены путем упрощения системы до фактического выполнения вычислений.
Например, обычно игнорируется влияние импеданса кабелей, за исключением мест, где кабели очень длинны и представляют собой значительную часть полного импеданса пути тока короткого замыкания.
Соответственно, в наиболее распространенной форме расчетов короткого замыкания считается, что ток короткого замыкания вырабатывается генераторами и двигателями, и его поток, как полагают, препятствует только трансформаторы и реакторы.
Способность электрической системы утилит генерировать ток короткого замыкания
По определению, мощность источника - это максимальная выходная способность, которую может производить утилита при напряжении системы.
Как правило, это значение может быть получено от электротехнической компании простым запросом и чаще всего дается в амперах или киловольтах.
Предположим, что данные интерфейса электросистемы предприятия приведены в виде:
MVA sc = 2500 на 138 киловольт (кВ) с X / R = 7 в точке интерфейса
Для этой системы утилита может доставлять 2500 000 киловольт (кВА) ÷ (138 кВ (√3)) или всего 10 459 симметричных ампер (А) тока короткого замыкания.
Значение короткого замыкания от электротехнической компании будет « добавлено » в силу вклада от генератора и нагрузки двигателя на месте в рамках установки или строительства электросети.
То есть значение короткого замыкания в точке интерфейса с электрической полезностью будет больше, чем только значение вклада полезности.
Ресурс: Справочник по электрическим расчетам EC & M - John M. Paschal, Jr., PE