Неге қысқа тұйықталу сипаттамалары жоғары және төмен кернеу қосқыш құрылғылары үшін маңызды?

Қысқа тұйықталу бағалары жоғары және төмен кернеу қосқыш құрылғыларының қауіпсіз және сенімді жұмыс істеуі үшін негізгі фактор болып табылады. Олардың маңызын түсіну электр жүйелерінің апаттық жағдайларға шыдамды болуын қамтамасыз етеді, бұл катастрофалық ақаулардың болмауын қамтамасыз етеді. Ақау пайда болған кезде электр құрылғылары арқылы өте үлкен ақаулық тогы өтуі мүмкін, ал қысқа тұйықталу бағалары дұрыс емес жағдайда қосқыш құрылғылары зақымданып, қауіпсіздікке қатер төндіріп және жұмыс тоқтап қалуы мүмкін.

Жоғары және төмен кернеу қосқыштары электр үлестіру жүйесіндегі нақты қысқа тұйықталу деңгейлерін ұстауға есептелген болуы керек. Әрбір орнату орны трансформатордың өлшемі, жүйе импедансы және жоғарғы деңгейдегі жабдықтар негізінде өзіндік ақаулы ток сипаттамаларына ие. Қысқа тұйықталу бағалары жеткіліксіз қосқыштарды таңдау қаупін туғызады, ал артық сипаттамалы құрылғылар қосымша шығындарға әкеледі. Бұл мақала қысқа тұйықталу бағаларының маңызын және олардың электр инфрақұрылымын қорғау жолдарын қарастырады.

Қысқа тұйықталу мен ақаулы ток динамикасын түсіну

Электр жүйелерінде ақаулы ток қалай пайда болады

Qysqa tұтыnys oқyғanыnda elektr toғы qalayy жүктеме kezіndegі kezіktі rezistorsyz arқyly baryp, qalayy жүktеmege тиесілі жolmen oтпайдy. Егер izolyatsiya bozylsa немесе otkyzgyshtar dұrys bайlanyspasа, avariyaly toқ normal iske қosylғan toқtan birneше esе жoғary деңгейге жетеді. Avariyaly toқ negizіnен zhyeldegi impedanspen жәne zhyel kөzінің қуатымен шектеледі, оның мәні килoamperlerde өлшенеді. Жoғary жәne төмен кернеули қосқыштары бұл avariyaly toқты жабық қылып, жабдық зақымдануы мен от алу қаупі артпай тұрып қауіпсіз тоқтатуы керек.

Avariyaly toқ шамасы transformatorдың қуатына, электр энергиясын беретін компанияның сипаттамаларына және желінің конфигурациясына тәуелді. 10 MVA transformatorдың тарату панелін қоректендіруі 1 MVA transformatorдың қоректендіруінен өзге avariyaly деңгейлерін туғызады. Qysqa tұtyныс есептеулері қосқыштардың тоқтатуы керек шыңдық toқты анықтайды. Егер қосқыштардың рейтингі есептелген avariyaly toққа сай келмесе, жабдық avariyalardy сенімді түрде жоя алмайды, сондықтан жүйе ұзақ мерзімді arka және жабдықтың бұзылуы қаупіне ұшырайды.

Ақау деңгейлерін анықтауда импеданстың рөлі

Жүйе импедансы ақау тогының шамасын табиғи шектегіш ретінде әрекет етеді. Трансформаторларда өзіндік импедансы бар, ол әдетте тарату құрылғыларында 4 пайыздан 10 пайызға дейін болады. Кабель импедансы мен қоректендіру желісінің ұзындығы да ақау тізбегіне кедергі қосады. Жоғары және төмен кернеу қосқыш құрылғыларын таңдаған кезде инженерлер пайдаланушылардың ақау деңгейлері мен жинақталған импедансты пайдаланып, әрбір нүктедегі қолжетімді қысқа тұйықталу тогын есептейді. Бұл есептелген мән қауіпсіз жұмыс істеу үшін қажетті ең төменгі қосқыш құрылғысының рейтингін анықтайды.

Қысқа тұйықталу рейтингтерінің жабдықты қорғау үшін маңыздылығы

Жылулық және магниттік зақымданудың алдын алу

Жоғары және төмен кернеу қондырғылары ақаулық тогының өтуі кезінде жылулық кернеуге ұшырайды. Қысқа тұйықталу кезінде өткізгіштер мен түйісулердегі I²R жылулық әсері миллисекунд ішінде экстремалды температураға жетуі мүмкін. Егер қондырғының сипаттамасы нақты ақаулық тогынан төмен болса, түйісу материалы жұмсарады немесе балқиды, сондықтан сенімді үзілу болмайды. Сондай-ақ, ақаулық кезінде магниттік күштер өткізгіштерге әсер етеді, ол механикалық кернеуге әкеліп, түйісулерді деформациялауға немесе бөлінуіне себеп болады. Дұрыс таңдалған қондырғы сипаттамасы айырылғыштардың жылулық немесе механикалық зақымдану пайда болғанға дейін ақаулық тогын үзуге мүмкіндік береді.

Кішкентай өлшемдегі қосқыш құрылғысы қалыпты жағдайларда жұмыс істейтіндей көрінуі мүмкін, бірақ авариялық жағдайда толығымен істен шығады. Номиналды қысқа тұйықталу тогын өткізбейтін автоматтық қосқыш контакттары тұрақты электр доғасын туғызады, ол тарату қорабында өрттің пайда болуына және адамдарға зиян келтіруге әкеледі. Қазіргі заманғы жоғары және төмен кернеудегі қосқыш құрылғылары номиналды деңгейлерде тоқтау қабілетін растау үшін қатаң қысқа тұйықталу сынақтарынан өтеді. Есептелген апаттық ток негізінде таңдалған құрылғы қажет болған кезде қауіпсіз жұмыс істеуін қамтамасыз етеді.

Қосылған құрылғылар мен персоналды қорғау

Қосқыш құрылғысы қысқа тұйықталуды тоқтата алмаған кезде, ақаулық басқа жабдықтар мен өткізгіштерге әрі қарай таралады. Ақаулықтың әсерінен электр қозғалтқыштар, трансформаторлар, кабельдің изоляциясы және одан әрі орналасқан сезімтал электрондық құрылғылар катастрофалық зақымдануға ұшырайды. Ақаулы жабдықтың жанында немесе оны басқаратын қызметкерлер электр қаупі мен доғалық вспышка қаупіне ұшырайды. Дұрыс таңдалған жоғары және төмен кернеу қосқыш құрылғылары энергия жиналуы қауіпті деңгейге жеткенге дейін ақаулықты жедел жоя отырып, бірінші қорғаныс сызығын қамтамасыз етеді. Доғалық вспышка энергиясы ақаулықтың ұзақтығына тура пропорционал болғандықтан, дұрыс номиналды жабдықтың жылдам әсері күйік қаупін әлдеқайда азайтады.

Жүйе талаптарына сәйкес қосқыш құрылғыларының номиналдарын таңдау

Қолжетімді қысқа тұйықталу тогын және болашақтағы жүйе өсуін есептеу

Электр жүйесінің жобасы негізгі қызмет кірісіндегі және әрбір тарату нүктесіндегі қолжетімді қысқа тұйықталу тогын есептеуден басталады. Инженерлер қызмет көрсетуші ұйымның апаттық үлесін сұрайды, сосын объектіде орналасқан генерациядан немесе параллель көздерден туындайтын апаттық токты қосады. Қысқа тұйықталу есептеу бағдарламасы әрбір орындағы шыңдық токты анықтау үшін IEEE немесе IEC стандарттарын қолданады. Жоғары және төмен кернеумен жұмыс істейтін қосқыш қондырғыларының сипаттамалары осы есептелген мәндерге тең немесе одан жоғары болуы керек, сонымен қатар қауіпсіздікке қосымша шектеулер қажет. Келешекте жүйені кеңейту — мысалы, қосымша трансформаторлар немесе байланыс желілері — апат деңгейлерін көтеруі мүмкін, сондықтан сақтықпен таңдалған сипаттамалар келешекте күтілетін өсуін қамтамасыз етеді және қондырғыларды алмастыруды қажет етпейді.

Ағымдағы қысқа тұйықталу тогы 22 кА болатын объект өсуін ескере отырып, 25 кА сипаттамалы өшіргіштерді, яғни 13 пайыздық шектеумен таңдай алады. Егер сол объект сенімділікті бес жылдан кейін арттыру мақсатында екінші трансформатор орнату жоспарын қабылдаса, онда қосқыш қондырғысы сол уақытта пайда болатын 35 кА апаттық тогын қамтамасыз етуі керек. Таңдау жоғары және төмен кернеу қосқыштары қымбат тұратын орта мерзімді жаңартулардан болдырмау үшін қазіргі және болжанатын жүйе архитектурасын талдау қажет.

Қосқыш аппараттарының номиналы мен қорғаушы құрылғылардың селективтілігі арасындағы ынтымақтастық

Қосқыш аппараттарының номиналы көп деңгейлі қорғау жүйелеріндегі селективті ынтымақтастықтың негізін құрайды. Кіріс негізгі айнымалы ток өшіргіштері төменгі деңгейлік желілерге қарағанда жоғары қысқа тұйықталу тогына шыдайтын болуы керек, сонда олар өшірілмей-ақ қолжетімді авариялық токты сіңіре алады. Егер желіде ақау пайда болса, желілік айнымалы ток өшіргіші оны негізгі айнымалы ток өшіргіші ақауды көрмей-ақ өшіреді. Дегенмен, тізбектегі барлық құрылғылар — негізгі айнымалы ток өшіргіші де қоса есептегенде — олардың орналасқан жеріндегі қолжетімді қысқа тұйықталу тогына шыдайтын болуы керек. Кез келген құрылғының қысқа тұйықталу тогына шыдайтындығының жеткіліксіздігі бұл ынтымақтастық тізбегін бұзады және болжанбайтын ақаулар немесе тізбекті өшірулерге әкеледі. Жоғары және төмен кернеу қосқыш аппараттары қорғаушы құрылғылардың селективтілігін сақтау үшін жүйе архитектурасы бойынша біркелкі номиналдануы керек.

Жиі қойылатын сұрақтар

Егер қосқыш аппараттары қолжетімді қысқа тұйықталу тогынан төмен номиналданған болса, не болады?

Егер қосқыш аппаратының номиналы қолжетімді қысқа тұйықталу тогынан төмен болса, автоматтық қорғағыш апаттық токты сенімді өшіре алмайды. Контакттар балқып кетуі, доға тудыруы немесе қатты ыршып кетуі мүмкін, ол құрылғылардың зақымдануына, шкафтардағы жанып кетуге және қызметкерлердің жаралануына әкеледі. Содан кейін қысқа тұйықталу тогы төменгі деңгейдегі құрылғылар мен өткізгіштер арқылы өтеді, бұл тізбектің басқа бөліктерінің де істен шығуына әкеледі. Номиналы төмен қосқыш аппараттары электрлік нормаларға қайшы келеді және ауыр қауіп-қатерлер мен жұмыс істеу қиындықтарын туғызады.

Қысқа тұйықталу номиналдары қанша жиі қайта есептелуі керек?

Қысқа тұйықталу номиналдары электрлік жүйеде маңызды өзгерістер болған кезде қайта есептелуі керек: мысалы, трансформаторлардың қосылуы, жаңа қуат желілерінің қосылуы, өндірістік қуат көздерінің орнатылуы немесе қуат беруші ұйымның апаттық үлесінің өзгеруі кезінде. Көптеген кәсіпорындар қауіпсіздік және қуат қабілетін жоспарлау мақсатында әрбір бес пен он жылда бір рет қайта есептейді. Кәсіпорынның жүктемесінде, жүйе конфигурациясында немесе қуат беруші ұйымның қызмет көрсету деңгейінде болған өзгерістер қолданыстағы қосқыш аппараттарының әлі де жеткілікті және қауіпсіз екендігін қамтамасыз ету үшін терең қайта есептеуді талап етеді.

Қысқа тұйықталу талаптарын азайту үшін коммутациялық құрылғыларды ток шектейтін құрылғылармен жабдықтауға бола ма?

Кейбір қолданыстарда ток шектейтін реакторлар немесе сақтғыштар төменгі деңгейдегі коммутациялық құрылғыларға әсер ететін қысқа тұйықталу кернеуін азайта алады. Дегенмен, келетін коммутациялық құрылғы мен негізгі автоматтық өшіргіш әлі де электр желісі немесе көзден қолжетімді максималды қысқа тұйықталу тогына сәйкес бағалануы керек. Ток шектейтін құрылғылар ақаулық тогын олар орнатылған нүктеден төменгі бөлікте ғана азайтады, сондықтан олар әр электр деңгейіндегі коммутациялық құрылғылардың дұрыс бағалануын толықтырады, бірақ оның орнын баспайды. Ток шектейтін шешімдерді коммутациялық құрылғыларды дұрыс таңдауға альтернатива ретінде қарастырмас бұрын, олардың жүйе дизайнына сәйкес келетінін бағалау үшін электр инженерлерімен кеңесіңіз.