Режим короткого замыкания трансформатора | Теорія

Електроенергетика мережi, обладнання

Деталі

Категорія: Теорія

• трансформатор

Как известно, в режиме нагрузки вторичная обмотка трансформатора включается на сопротивление приемников. Во вторичной цепи устанавливается ток, пропорциональный нагрузке трансформатора. При питании большого числа приемников нередки случаи, когда нарушается изоляция соединительных проводов. Если в местах повреждения изоляции произойдет соприкосновение проводов, питающих приемники, то возникнет режим, называемый коротким замыканием (к. з.) участка цепи. Если соединительные провода, идущие от обмотки, замкнутся где-то в точках а и б, расположенных до приемника энергии (рисунок 1), то возникнет короткое замыкание вторичной обмотки трансформатора. В этом режиме вторичная обмотка окажется замкнутой накоротко. При этом она будет продолжать получать энергию из первичной обмотки и отдавать ее во вторичную цепь, которая состоит теперь только из обмотки и части соединительных проводов. 1 — первичная обмотка; 2 — вторичная обмотка; 3 — магнитопроводРисунок 1 — Короткое замыкание на выводах вторичной обмотки трансформатора На первый взгляд кажется, что при коротком замыкании трансформатор должен неизбежно разрушиться, так как сопротивление r₂ обмотки и соединительных проводов в десятки раз меньше сопротивления r приемника. Если допустить, что сопротивление r нагрузки хотя бы в 100 раз больше r₂, то и ток короткого замыкания I_2к должен быть в 100 раз больше тока I₂ при нормальной работе трансформатора. Так как первичный ток также возрастает в 100 раз (I₁ω₁ = I₂ω₂), потери в обмотках трансформатора резко увеличатся, а именно в 100² раз (I²r), т. е. в 10000 раз. При этих условиях температура обмоток за 1—2 с достигнет 500—600° С и они быстро сгорят. Кроме того, при работе трансформатора между обмотками всегда существуют механические усилия, стремящиеся раздвинуть обмотку в радиальном и осевом направлениях. Эти усилия пропорциональны произведению токов I₁ I₂ в обмотках, и если при коротком замыкании каждый из токов I₁ и I₂ увеличится, например, в 100 раз, то и усилия увеличатся в 10000 раз. Их величина при этом достигнет сотен тонн и обмотки трансформатора должны были бы мгновенно разрушиться. Однако на практике этого не происходит. Трансформаторы выдерживают, как правило, короткие замыкания в те весьма малые промежутки времени, пока защита не отключит их от сети. При коротком замыкании резко проявляется действие какого-то дополнительного сопротивления, ограничивающего ток короткого замыкания в обмотках. Это сопротивление связано с магнитными потоками рассеяния Ф_Р1 и Ф_Р2, которые ответвляются от основного потока Ф₀ и замыкаются каждый вокруг части витков «своей» обмотки 1 или 2 (рисунок 2). 1 — первичная обмотка; 2 — вторичная обмотка; 3 — общая ось обмоток и стержня трансформатора; 4 — магнитопровод; 5 — главный канал рассеянияРисунок 2 — Потоки рассеяния и концентрическое расположение обмоток трансформатора Непосредственно измерять величину рассеяния очень трудно: слишком разнообразны пути, по которым могут замыкаться эти потоки. Поэтому на практике рассеяние оценивают по влиянию, которое оно оказывает на напряжение и токи в обмотках. Очевидно, что потоки рассеяния возрастают с увеличением тока, протекающего в обмотках. Очевидно также, что при нормальной работе трансформатора поток рассеяния составляет сравнительно небольшую долю основного потока Ф₀. Действительно, поток рассеяния сцеплен только с частью витков, основной поток — со всеми витками. Кроме того, поток рассеяния большую часть пути вынужден проходить по воздуху, магнитная проницаемость которого принята за единицу, т. е. она в сотни раз меньше магнитной проницаемости стали, по которой замыкается поток Ф₀. Все это справедливо как для нормальной работы, так и для режима короткого замыкания трансформатора. Однако поскольку потоки рассеяния определяются токами в обмотках, а в режиме короткого замыкания токи увеличиваются в сотни раз, то во столько же увеличиваются и потоки Ф_р; при этом они значительно превосходят поток Ф₀. Потоки рассеяния индуктируют в обмотках эдс самоиндукции Е_p1 и Е_р2, направленные против тока. Противодействие, например, эдс Е_р2 можно считать некоторым дополнительным сопротивлением в цепи вторичной обмотки при ее коротком замыкании. Это сопротивление называют реактивным. Для вторичной обмотки справедливо уравнение Е₂ = U₂ + I₂r₂ + (-E_p2). В режиме короткого замыкания U₂=0 и уравнение преобразуется следующим образом: E₂ = I_2Kr_2K + (-E_p2K), или E₂ = I_2Kr_2K + I_2Kх_2K, где индекс «к» относится к сопротивлениям и токам в режиме короткого замыкания; I_2Kх_2K — индуктивное падение напряжения в режиме короткого замыкания, равное но величине E_p2K; х_2K — реактивное сопротивление вторичной обмотки. Опыт показывает, что в зависимости от мощности трансформатора сопротивление х₂ в 5—10 раз больше r₂. Поэтому в действительности ток I_2K не в 100, а лишь в 10—20 раз будет больше тока I₂ при нормальной работе трансформатора (активным сопротивлением из-за его малой величины пренебрегаем). Следовательно, в действительности потери в обмотках увеличатся не в 10000, а только в 100—400 раз; температура обмоток за время короткого замыкания (несколько секунд) едва достигнет 150—200° С и в трансформаторе за это малое время не возникнет никаких серьезных повреждений. Итак, благодаря рассеянию трансформатор способен сам защищаться от токов короткого замыкания. Все рассмотренные явления происходят при коротком замыкании на зажимах (вводах) вторичной обмотки (см. точки а и б на рисунке 1). Это — аварийный режим работы для большинства силовых трансформаторов и возникает он, конечно, не каждый день или даже не каждый год. За время работы (15—20 лет) трансформатор может иметь всего несколько столь тяжелых коротких замыканий. Тем не менее, он должен быть так спроектирован и изготовлен, чтобы они не разрушили его и не привели к аварии. Надо четко представлять себе явления, происходящие в трансформаторе при коротком замыкании, сознательно собирать наиболее ответственные узлы его конструкции. В этом отношении весьма существенную роль играет одна из важнейших характеристик трансформатора — напряжение короткого замыкания.

• Попередня
• Наступна

Трансформатори

Близьки публікації

• Теплопроводность обмоток и охлаждение трансформаторов малой мощности
• Теплопередача в трансформаторах и вязкостные свойства масел
• Эксплуатация трансформаторного масла
• Сушка активной части силовых трансформаторов
• Стяжка и крепеж силового трансформатора

Copyright © 2007 — 2022 Електроенергетика При цитуванні — посилання є обов`язковим (в інтернеті — активне гіперпосилання).

Наверх

Режим короткого замыкания трансформатора

Всем известно, что при подключении вторичной трансформаторной обмотки к нагрузке, она принимает на себя и сопротивление этой нагрузки. Ток, установившийся во вторичной цепи, находится в пропорциональной зависимости от подключенной нагрузки. Если же имеет место большое количество потребителей, то в результате повышения нагрузки возрастает вероятность нарушения изоляционного слоя соединительных проводников. В случае их возможного соприкосновения возникает режим короткого замыкания трансформатора.

Провода, расположенные перед приемником электроэнергии, замыкаются вместе со вторичной обмоткой. Энергия из первичной обмотки будет продолжать свое движение во вторичную обмотку и далее – во вторичную цепь. Эта цепочка, образовавшаяся в результате короткого замыкания будет включать в себя лишь обмотку и частично – соединительные провода.

Содержание

Виды КЗ у трансформаторов

При возникновении короткого замыкания, трансформатор вплотную подходит к предельному рабочему режиму. В этом случае на первичную обмотку поступает какое-то напряжение, а вторичная оказывается замкнутой.

Короткое замыкание трансформатора может быть аварийным или испытательным. В первом случае опасная ситуация возникает в режиме эксплуатации устройства, при подключении его к номинальному первичному напряжению. В обмотках появляется ток короткого замыкания, многократно превышающий номинал, и прибор выходит из строя. Как правило, основные детали сгорают, и вся схема просто разваливается на части.

Избежать подобных негативных последствий возможно с помощью защитной аппаратуры – автоматов, предохранителей, реле и т.д. Она производит отключение в максимально короткие сроки со стороны первичной обмотки и тем самым сохраняет устройство от разрушения.

В испытательном режиме, известном в качестве опыта короткого замыкания, подобная ситуация создается искусственным путем. С этой целью на первичную обмотку подается пониженное напряжение. При этом, токи в каждой обмотке не выходят за пределы номинала. Данный опыт позволяет точно установить наиболее важные параметры и характеристики трансформаторного устройства. Каждое из коротких замыканий следует рассмотреть более подробно, с точки зрения его физического воздействия на трансформатор.

Физические процессы при аварийном замыкании

С технической точки зрения любой трансформатор должен обязательно разрушиться в результате замыкания и действия высоких токов. Основной причиной выступает незначительное сопротивление проводов и обмоток, которое многократно превышается сопротивлением подключенной нагрузки.

Следует учитывать и резкое повышение температуры в обмотках, достигающей 500-600 градусов в течение 1-2 секунд. Этого вполне достаточно, чтобы они полностью сгорели. Нельзя забывать о механических усилиях, возникающих между обмотками во время работы, и стремящихся сдвинуть их в осевом и радиальном направлениях. Эти усилия существенно увеличиваются при возрастании силы тока, что теоретически должно привести к мгновенному разрушению трансформатора. Тем не менее, на практике все происходит по-другому.

Трансформаторные устройства оказываются способными выдержать токи коротких замыканий в течение малого временного промежутка, пока не сработает защита и они не будут отключены от сети. Было выявлено какое-то дополнительное сопротивление, ограничивающее высокие токи в обмотках. Оно образуется благодаря магнитным потокам рассеяния, отходящим от основного потока и замыкающимся вокруг витков соответствующей обмотки.

Величина и разница этого рассеяния практически не поддается точному измерению, в основном, из-за различных путей, используемых для замыкания магнитных потоков. В связи с этим, его оценка производится по влиянию, оказываемому на ток и напряжение в обмотках. Была выявлена закономерность, в соответствии с которой при возрастании тока в обмотках, увеличиваются и магнитные потоки. В нормальном рабочем режиме они составляют незначительную часть основного потока, поскольку лишь частично связаны с витками. Основной же поток оказывает влияние на все без исключения витки обмоток.

Таким образом, действие дополнительного сопротивления позволяет свести до минимума потери КЗ трансформатора. Все негативные параметры снижаются во много раз и не наносят вреда. То есть, прибор сам способен защититься от высоких токов, возникающих при замыканиях. Подобные ситуации возникают достаточно редко, но все равно к ним нужно готовиться заранее, своевременно осуществляя необходимые защитные мероприятия.

Испытание трансформатора в режиме КЗ

Для проверки работоспособности трансформатора в особых условиях, создается режим холостого хода и короткого замыкания с подводом к обмоткам соответствующего напряжения. В этом случае одна из них оказывается коротко замкнутой, а к другой через клеммы подводится напряжение, чтобы получить номинальный ток. Напряжение, полученное в результате короткого замыкания, в среднем составляет от 5,5 до 10% от номинала и не зависит от того, какая из обмоток окажется замкнутой. Данный параметр играет важную роль в эксплуатации устройства, отображается в его техническом паспорте или наносится непосредственно на корпус.

Во время проведения испытания трансформатора в режиме короткого замыкания напряжение будет незначительным, поэтому магнитный поток в магнитопроводе тоже небольшой. В связи с этим, потери в стальных пластинках можно не учитывать, а сосредоточиться на потребляемой мощности, которая перекрывает тепловые потери в медных обмотках.

В режиме замыкания вторичная обмотка соединяется с амперметром, а в первичную поступает пониженное напряжение, контролируемое с помощью вольтметра. Мощность, потребляемая из сети трансформаторным устройством, замеряется ваттметром.

Основными целями исследований является определение следующих показателей:

• Напряжение и токи КЗ, определяемое вольтметром и амперметрами, подключаемыми поочередно к первичной и вторичной обмоткам.
• Активные потери короткого замыкания, которая приблизительно равны потерям в медных обмотках.
• Показания амперметра, вольтметра и ваттметра, подключенных к первичной цепи, позволяют установить коэффициент мощности и саму мощность короткого замыкания.
• Показатели и работоспособность схемы замещения трансформаторного устройства в режиме короткого замыкания.
• с опытами КЗ проверяется холостой ход, где устанавливается величина полных потерь при работе трансформатора под нагрузкой. Полученные данные дают возможность точно определить коэффициент полезного действия устройства.

Короткое замыкание трансформатора в условиях эксплуатации

Режим КЗ трансформатора может возникнуть практически в любой электроустановке, при наличии определенных негативных факторов. Это могут быть механические повреждения изоляции, электрический пробой из-за перенапряжения и т.д. Иногда серьезные ошибки допускаются обслуживающим персоналом.

Под влиянием высоких токов температура обмотки резко повышается, и целостность изоляции находится под угрозой разрушения. Большой ток короткого замыкания, примерно в 20 раз превышающий номинальный, приводит к росту потерь в обмоточных проводах более чем в 400 раз. Огромная мощность, выделяемая в обмотках в короткий промежуток времени, приводит к их резкому нагреву, от чего изоляция разрушается и трансформатор выходит из строя.

В связи с этим, каждое устройство обеспечивается защитой с высоким быстродействием, выполняющей отключение при замыкании. До момента отключения, вторичная обмотка трансформатора, находящегося в аварийном режиме, просто не успевает разогреться до опасной температуры.

Опасность КЗ состоит еще и в возможном механическом разрушении прибора. Дело в том, что провода, обтекаемые током, физически взаимодействуют между собой. Если токи в параллельных проводах протекают в одном и том же направлении, между ними возникает взаимное притяжение. Если же течение токов происходит в разных направлениях, провода будут отталкиваться друг от друга. В трансформаторах таких проводов очень много, и расположены они в витках параллельно между собой. Поэтому в них периодически возникают взаимные притяжения или отталкивания, а слишком большие механические силы рано или поздно приведут к деформации трансформаторных обмоток, резкому снижению их электрической прочности.

Предполагаемые токи короткого замыкания | Greenwood

Сегодня мы изучаем способы определения предполагаемых токов короткого замыкания от трансформатора до распределительного щита, как мы недавно представили на нашем канале YouTube.

‍ *Примечание: Для подробных расчетов; обратитесь к таблицам данных производителя (кабеля) и/или используйте специальное программное обеспечение для проектирования энергетических систем.

‍

Итак, без лишних слов, приступим…

В случае короткого замыкания единственным ограничением тока является импеданс цепи и доступная энергия короткого замыкания. Обычно сюда входит импеданс источника питания, обычно трансформатора подстанции или группы трансформаторов.

Воспрепятствовать значит сопротивляться, и фактически это часть того, на что мы обращаем внимание при изучении предполагаемых токов короткого замыкания.

Некоторые ключевые моменты, с которых следует начать, заключаются в том, что распределители энергии обычно сообщают уровни неисправности рассматриваемого трансформатора. Теперь, если короткое замыкание происходит близко к источнику питания, единственным ограничением тока является импеданс источника. Неисправность с нулевым импедансом часто называют болтовой неисправностью , и это то, что может произойти на трансформаторе.

Полное сопротивление трансформатора обычно выражается в процентах от номинального напряжения первичной обмотки

, необходимого для обеспечения полного тока нагрузки во вторичной обмотке при коротком замыкании клемм нагрузки.

‍

Полное сопротивление трансформатора

Полное сопротивление общего трансформатора 5 % поэтому если 5 % напряжения питания создает полный ток нагрузки, то при вторичном коротком замыкании и нормальном напряжении питания 100 %, 2 0 x раз будет присутствовать полный ток нагрузки.

‍

Пример производственной площадки

Растущие требования к току современных установок приводят к увеличению способности источника питания обеспечивать высокие значения тока короткого замыкания. Например, у нас есть завод со следующим:

• Он питается от трехфазного трансформатора 400 В, 500 кВА
• Этот трансформатор имеет полное сопротивление 5%
• Трансформатор, питающий шины 400 В на заводском распределительном щите

‍

Пример производственной площадки; ток полной нагрузки

‍

Итак, мощность трансформатора составляет 500 кВА, мы конвертируем в ВА, умножая на 1000, а затем делим на квадратный корень из трех х номинальное напряжение, 3 фазы 400 В.

‍

Теперь, чтобы рассчитать ток короткого замыкания, умножьте номинальный ток полной нагрузки на 100, а затем разделите на фактическое процентное сопротивление трансформатора. Та да!

Так что же все это значит?

В любой точке цепи (кроме фактической точки питания) ток будет на меньше значения 14 450 А из-за импеданса цепи между источником и неисправностью.

Наиболее серьезным условием может быть трехфазное замыкание на клеммах питания, и расчеты обычно основаны на этом. Следующая неисправность менее серьезная, в основном это неисправность между двумя фазами, которая снижает ток примерно до 87%, т. е. 12 570 А.

Наконец, имеется замыкание фазы на нейтраль, которое не должно превышать 50% от наиболее серьезного замыкания, поэтому 7 225 А. Система с заземленной нейтралью (MEN) является эквивалентом замыкания фазы на нейтраль, а ток дополнительно снижается за счет полного сопротивления системы заземления между замыканием и нейтралью.

Доступный ток короткого замыкания выше ( 14 450 A) не учитывает полное сопротивление линии питания ВН и первичной обмотки трансформатора. Поскольку их вклад очень мал, рассчитанные значения всегда находятся в безопасности.

‍

Предполагаемый ток короткого замыкания, стандарты

В пункте 2.5.2 стандарта AS/NZ 3000:2018 указано:

Устройства для защиты от токов перегрузки и короткого замыкания, что:

• Защитные устройства, обеспечивающие защиту как от перегрузки, так и от короткого замыкания и
• Должен быть способен отключать любой сверхток до ожидаемого тока короткого замыкания включительно 
• В месте установки устройства.

*Дополнительно устройство должно соответствовать требованиям пунктов 2.5.3 и 2.5.4.

‍

… И что это значит?

Отключающая способность должна быть достаточной для обеспечения отключения максимального значения тока, доступного в точке установки защиты.

Защита находится в начале цепи, обычно это главный распределительный щит или распределительный щит.

Значение тока называется ожидаемым током короткого замыкания (PSCC), и оно должно быть прервано до того, как температура проводника достигнет предельного значения (см. стандарт AS/NZS 3008 для ваших обстоятельств). Здесь вы должны смотреть на допустимую токовую нагрузку рассматриваемых кабелей в дополнение к местоположению, температурным характеристикам и т. д.

‍

Как рассчитать PSCC

Таким образом, PSCC необходимо рассчитывать в каждой соответствующей точке электроустановки — в основном везде, где установлены защитные устройства . Оценка уровня отказа должна начинаться с источника питания, а затем вы спускаетесь вниз.

Во-первых, нам нужно будет собрать некоторую информацию, такую ​​как номинал трансформатора, о котором идет речь, и для этого вам нужно будет найти соответствующий DNSP, чтобы получить информацию, выраженную в амперах на фазу или в миллионах вольт-ампер (МВА),

Допустим, мы получили цифру 10 МВА от DNSP, предполагаемый ток/фаза = 14 450 А .

‍

Трансформатор, большая сеть потребителей, MSB

Любое оборудование, установленное на MSB, должно иметь полную мощность короткого замыкания в этой точке, но PSCC и, следовательно, ток короткого замыкания будет меньше, если распределительный щит питается от сети потребителя поэтому любая защита для подцепей или подсетей, которые исходят от MSB, должна соответствовать этим требованиям и уровню неисправности, например, DB, питаемый от вспомогательной сети, будет уменьшен из-за импеданса вспомогательной сети.

Рассмотрим пример трансформатора 500 кВА, подключенного через крупную потребительскую сеть к ГРЩ, который питает БД через подсети, идущие от ГРЩ: дистрибьютора или расчетным путем. Уровень неисправности на MSB определяется с использованием полного сопротивления кабеля или шины и пренебрежением другими источниками для обеспечения запаса безопасности.

Уровень неисправности в любом другом положении снова снижается из-за импеданса вспомогательной сети или уровня неисправности вспомогательной цепи.

• В случае короткого замыкания единственным ограничением тока является импеданс цепи.
• PSCC определяется в начале цепи, на устройстве защиты.
• В расчетах всегда должен быть запас прочности.

‍

Расчеты короткого замыкания с использованием импеданса трансформатора и источника – журнал IAEI

Для определения максимального тока короткого замыкания на вторичной стороне трансформатора можно использовать расчет бесконечного тока короткого замыкания на вторичной стороне трансформатора, используя только данные с паспортной таблички трансформатора. . Это хороший (и простой) метод определения максимального тока короткого замыкания через трансформатор в наихудшем случае, поскольку он игнорирует полное сопротивление источника/сети. Игнорирование импеданса источника означает, что предполагается, что оно равно нулю, а напряжение, деленное на ноль, равно бесконечности, отсюда и часто используемый термин «бесконечная шина» или «бесконечный источник».

В моей статье Infinite Bus на сайте brainfiller.com метод бесконечной шины проиллюстрирован для расчета максимального наихудшего тока короткого замыкания во вторичной обмотке 480 В трансформатора мощностью 1500 кВА с импедансом 5,75%. Использование «бесконечной шины» или «наихудшего случая» показало доступный ток короткого замыкания 31 374 ампер.

Однако что, если вы оцениваете адекватность панели на вторичной обмотке с номинальным током короткого замыкания 30 000 ампер? При подходе с бесконечной шиной это будет означать, что панель имеет неадекватную мощность прерывания. Но так ли это на самом деле? Это может быть дорогостоящим выводом, основанным на предполагаемых (бесконечных первичных) данных.

Еще одна проблема, связанная с использованием подхода с бесконечной шиной, связана с тем, следует ли использовать расчеты короткого замыкания для исследования вспышки дуги. Это то, что я обсуждаю на своем учебном курсе по дуговому разряду, посвященному использованию IEEE 1584 для выполнения расчетов дугового разряда.

При исследованиях вспышки дуги более высокий ток короткого замыкания может привести к наихудшему падению энергии, но это не всегда так. Возможно, что меньший ток короткого замыкания может привести к увеличению времени срабатывания защитного устройства, что приведет к увеличению продолжительности вспышки дуги и увеличению общей падающей энергии.

Чтобы обеспечить более точные расчеты короткого замыкания, необходимо включить импеданс источника. Давайте посмотрим, как учесть влияние фактического тока короткого замыкания источника и эквивалентного импеданса источника. Для учета импеданса источника можно использовать ту же формулу, которая использовалась для решения с бесконечной шиной, но необходимо добавить еще несколько шагов.

Формула бесконечной шины основана на импедансе трансформатора, как показано ниже. Он игнорирует импеданс источника:

SCA _{вторичная} = ( FLA _{вторичная} x 100 ) / (%Z _{трансформатор} )

Полное сопротивление источника и трансформатора
Фактический ток короткого замыкания на клеммах вторичной обмотки трансформатора не зависит только от трансформатора полное сопротивление, но оно также зависит от силы источника на первичной обмотке трансформатора.

Трансформатор, подключенный к сильному источнику, например, близкому к крупной коммунальной подстанции, будет иметь больший вторичный ток короткого замыкания, чем если бы тот же трансформатор был подключен к слабому источнику, например к длинной распределительной линии в сельской местности.

Чтобы учесть силу/слабость импеданса источника, нам нужно всего лишь добавить одну дополнительную переменную, % Z _{источник} в предыдущее уравнение.

Новое уравнение будет таким:

SCA _{вторичный} = ( FLA _{вторичный} x 100 ) / (%Z

трансформатор + %Z _{источник} )

Путем добавления %Z 90 909% к 90 источнику 9018 9018 трансформатор мощность источника включена. Более сильный источник будет иметь меньшее значение для %Z _{источник} и более слабый источник будет иметь большее значение.

Процедура расчета аналогична расчету бесконечной шины, но теперь мы должны добавить дополнительный шаг расчета импеданса источника.

Шаг 1 — Для расчета эквивалентного импеданса источника:

%Z _{Источник} = (KVA _{Трансформатор} ) / (KVA

Короткая схема ) X 100

Стол:

KV Short ) x 100

, где:

KV Short ) x 100

, где:

KVA ) x 100

, где:

KVA ) x 100

, где:

KVA . = кВ _{Первичный} x Sqrt (3) x SCA _{первичный}

Это кажется достаточно простым, но где взять первичный SCA ? Отличный вопрос! Если трансформатор будет подключен к инженерной системе, источником этой информации обычно является энергоснабжающая компания. Лучше всего начать с определения того, кто является представителем коммунального счета, и спросить, могут ли они либо предоставить вам информацию, либо направить вас к тому, кто может иметь информацию.

Если трансформатор не подключен напрямую к сети, а находится ниже по потоку в системе распределения электроэнергии, вам необходимо получить расчеты короткого замыкания для входной части системы. Это означает, что кому-то (возможно, вам) придется выполнять расчеты короткого замыкания от коммунального предприятия до системы распределения электроэнергии.

Если вы не можете определить какую-либо из этих данных и вас беспокоят самые тяжелые короткие замыкания, вы всегда можете по умолчанию использовать более простой и, как правило, более консервативный расчет бесконечной шины.

Будьте осторожны! Расчеты с бесконечной шиной хороши для оценки максимального тока короткого замыкания через трансформатор в наихудшем случае (за исключением вклада двигателя и допусков импеданса для трансформаторов, которые еще не поставлены/испытаны). Однако, если вас интересуют минимальные токи короткого замыкания для анализа, например вспышки дуги, мерцания напряжения или гармонического резонанса, расчет бесконечной шины не подходит.

Вывод шага 1
Формула для расчета импеданса источника может показаться немного странной при первом знакомстве с ней.

Разделение двух разных кВА волшебным образом становится импедансом. Однако этот метод берет свое начало в системе на единицы. Источник %Z фактически представляет собой истинное полное сопротивление первичного источника в омах, деленное на полное сопротивление базы трансформатора в омах. Вот как работает вывод шага 1:

%Z _{источник} = (Z _{источник} Ом / Z _{база трансформатора} ) x 100

%Z _source = (kV2 _Secondary /MVA _{short circuit} ) / ( kV2 _secondary /MVA _transformer ) x 100

where:
Z

source ohms = kV2 _{вторичная} / МВА _{короткое замыкание}

Z _{трансформаторная база} = кВ2 _{вторичная} / МВА _{трансформаторная}

кВ _{вторичная} в числителе и знаменателе оставлены вместе: друг с другом и знаменатель0003

%Z _{источник} = [(1 / МВА _{короткое замыкание} ) / (1 / МВА _{трансформатор} )] x 100

что становится:

%Z _{источник} / МВА 901 _{короткое замыкание} ) x 100

или в нашем случае мы используем килограмм вместо мега, поэтому наши числа масштабируются на 1000:

%Z _{источник} = (кВА _{трансформатор} / кВА _{короткое замыкание}

) 90 x 103

Шаг 2 — Рассчитайте номинальный вторичный ток полной нагрузки трансформатора:

FLA _{вторичная} = кВА _{3 фазы} / [кВ _{вторичная} x Sqrt (3)]

Шаг 3 — Рассчитайте ток короткого замыкания на трансформаторе, но на этот раз мы используем вторичную шину импеданс трансформатора И импеданс источника.

SCA _{вторичный} = (FLA _{вторичный} x 100) / (% Z _{трансформатор} + %Z _{источник} )

Вот пример расчета

Допустим, у нас есть трансформатор мощностью 1500 кВА с вторичным напряжением 480Y/277В, первичным напряжением 13,2 кВЛ-L и импедансом 5,75%. Предположим, коммунальное предприятие сообщает нам, что их максимальный ток короткого замыкания на первичной обмотке трансформатора составляет 6740 ампер при 13,2 кВ.

Шаг 1 — Расчет импеданса источника:

кВА _{короткое замыкание} = 6740 ампер x 13,2 кВл-л x кв.кв.(3)

кВА

90 короткое замыкание7 KVA

(некоторые коммунальные компании могут ссылаться на это как 154 MVA)

% z _{Источник} = (1500 кВА / 154 097 кВА) x 100

% z _{Источник} = 0,97 %

. Как и в случае с бесконечной шиной, рассчитайте номинальный вторичный ток при полной нагрузке трансформатора.

FLA _{вторичная} = 1500 кВА / [0,48 kVL-L x Sqrt (3)]

FLA _{вторичная} = 1804 ампер .

SCA _{вторичный} = (1804 ампер x 100) / (5,75% + 0,97%)

SCA _{вторичный} = 26 845 ампер

ток на вторичной обмотке будет равен:

SCA _{вторичная обмотка} = 31 374 ампер

Вы можете видеть, что учет импеданса источника (силы источника) оказывает значительное влияние на величину тока короткого замыкания на клеммах вторичной обмотки трансформатора.

Все перечисленные выше переменные:
FLA _{вторичный} = вторичный ток полной нагрузки
кВ _{первичный} = первичное линейное напряжение в кВ
кВ _{вторичный} = вторичное линейное напряжение в кВ
кВА _{3-фазный -фаза кВА,
с самоохлаждением
Sqrt (3) = квадратный корень из трех (1,73)
% Z трансформатора = импеданс трансформатора в процентах
% Z источника = импеданс источника в процентах
относительно базы трансформатора
кВА короткое замыкание = мощность короткого замыкания
SCA вторичная = 3-фазный ток короткого замыкания на вторичной шине
SCA первичная = 3-фазный ток короткого замыкания на первичной шине}

Еще несколько слов из осторожность! Импеданс трансформатора должен соответствовать фактической паспортной табличке, а не предполагаемому значению.