Меню

Как рассчитывается ток в линии

Расчетный ток электрической цепи: что это такое, особенности

Расчетный ток электрической цепи (design current (of an electric circuit)) — это электрический ток, предназначенный для протекания в электрической цепи при нормальных условиях оперирования (определение согласно ГОСТ 30331.1-2013) [1].

Примечание — Расчетный ток определяют с учетом разновременности включения потребителей. Если условия являются переменными, в качестве расчетного тока принимают непрерывный ток, который привел бы компоненты электрической цепи к той же самой температуре. Этот ток обозначают Iв.

Харечко Ю.В. в своей книге [2] детализирует некоторые особенности понятия «расчетный ток электрической цепи»:

« Электрическая цепь в электроустановке здания обычно представляет собой совокупность последовательно соединенного электрооборудования. Каждый ее элемент, включая проводники, характеризуется собственным номинальным током, который он может проводить в продолжительном режиме. Поэтому любая электрическая цепь рассчитана на длительное проведение в нормальном режиме электроустановки здания определенного электрического тока. Этот электрический ток можно рассматривать в качестве номинального (расчетного) тока электрической цепи. Величина номинального тока электрической цепи обычно определяется наименьшим номинальным током какого-то ее элемента. »

« Вместо термина «расчетный ток электрической цепи» в национальной нормативной документации целесообразно применять термин «номинальный ток электрической цепи», поскольку он логически согласован с термином «номинальный ток», которым характеризуют каждый из элементов электрической цепи. Кроме того, это позволит лучше понять суть термина «сверхток» в тех случаях, когда его применяют по отношению к каким-либо частям электроустановки здания, например – применительно к ее электрическим цепям. »

Источник

Расчет силы тока по мощности, напряжению, сопротивлению

Бесплатный калькулятор расчета силы тока по мощности и напряжению/сопротивлению – рассчитайте силу тока в однофазной или трехфазной сети в ОДИН КЛИК!

Если вы хотите узнать как рассчитать силу тока в цепи по мощности, напряжению или сопротивлению, то предлагаем воспользоваться данным онлайн-калькулятором. Программа выполняет расчет для сетей постоянного и переменного тока (однофазные 220 В, трехфазные 380 В) по закону Ома. Рекомендуем без необходимости не изменять значение коэффициента мощности (cos φ) и оставлять равным 0.95. Знание величины силы тока позволяет подобрать оптимальный материал и диаметр кабеля, установить надежные предохранители и автоматические выключатели, которые способны защитить квартиру от возможных перегрузок. Нажмите на кнопку, чтобы получить результат.

Смежные нормативные документы:

  • СП 256.1325800.2016 «Электроустановки жилых и общественных зданий. Правила проектирования и монтажа»
  • СП 31-110-2003 «Проектирование и монтаж электроустановок жилых и общественных зданий»
  • СП 76.13330.2016 «Электротехнические устройства»
  • ГОСТ 31565-2012 «Кабельные изделия. Требования пожарной безопасности»
  • ГОСТ 10434-82 «Соединения контактные электрические. Классификация»
  • ГОСТ Р 50571.1-93 «Электроустановки зданий»

Формулы расчета силы тока

Электрический ток — это направленное упорядоченное движение заряженных частиц.
Сила тока (I) — это, количество тока, прошедшего за единицу времени сквозь поперечное сечение проводника. Международная единица измерения — Ампер (А / A).

— Сила тока через мощность и напряжение (постоянный ток): I = P / U
— Сила тока через мощность и напряжение (переменный ток однофазный): I = P / (U × cosφ)
— Сила тока через мощность и напряжение (переменный ток трехфазный): I = P / (U × cosφ × √3)
— Сила тока через мощность и сопротивление: I = √(P / R)
— Сила тока через напряжение и сопротивление: I = U / R

  • P – мощность, Вт;
  • U – напряжение, В;
  • R – сопротивление, Ом;
  • cos φ – коэффициент мощности.

Коэффициент мощности cos φ – относительная скалярная величина, которая характеризует насколько эффективно расходуется электрическая энергия. У бытовых приборов данный коэффициент практически всегда находится в диапазоне от 0.90 до 1.00.

Читайте также:  Ток запуска двигателя камаз

Источник

Расчет тока короткого замыкания в сети 0,4 кВ

Введение

В соответствии с пунктом 3.1.8. ПУЭ электрические сети должны иметь защиту от токов короткого замыкания, обеспечивающую по возможности наименьшее время отключения при этом указано что защита должна проверяться по отношению наименьшего расчетного тока короткого замыкания (далее — тока КЗ) к номинальному току плавкой вставки предохранителя или расцепителя автоматического выключателя. (Подробнее о выборе защиты от токов короткого замыкания читайте статью: Расчет электрической сети и выбор аппаратов защиты)

В сетях 0,4 кВ с глухозаземленной нейтралью наименьшим током КЗ является ток однофазного короткого замыкания методика расчета которого и приведена в данной статье.

Основные понятия и принцип расчета

Сама формула расчета тока короткого замыкания проста, она выходит из закона ома для полной цепи и имеет следующий вид:

  • Uф — фазное напряжение сети (230 Вольт);
  • Zф-о — полное сопротивление петли (цепи) фаза-нуль в Омах.

Что такое петля фаза-нуль (фаза-ноль)? Это электрическая цепь состоящая из фазного и нулевого проводников, а так же обмотки трансформатора к которым они подключены.

петля фаза-нуль

В свою очередь сопротивление данной электрической цепи и называется сопротивлением петли фаза нуль.

Как известно есть три типа сопротивлений: активное (R), реактивное (X) и полное (Z). Для расчета тока короткого замыкания необходимо использовать полное сопротивление определить которое можно из треугольника сопротивлений:

сопротивление петли фаза-ноль

Примечание: Сумма полных сопротивлений нулевого и фазного проводников называется полным сопротивлением питающей линии.

Рассчитать точное сопротивление петли фаза-нуль довольно сложно, т.к. на ее сопротивление влияет множество различных факторов, начиная с переходных сопротивлений контактных соединений и сопротивлений внутренних элементов аппаратов защиты, заканчивая температурой окружающей среды. Поэтому для практических расчетов используются упрощенные методики расчета токов КЗ одна из которых и приведена ниже.

Справочно: Расчетным путем ток короткого замыкания определяется, как правило, только для новых и реконструируемых электроустановок на этапе проектирования электрической сети и выбора аппаратов ее защиты. В действующих электроустановках наиболее целесообразно определять ток короткого замыкания путем проведения соответствующих измерений (путем непосредственного измерения тока КЗ, либо путем косвенного измерения, т.е. измерения сопротивления петли-фаза-нуль и последующего расчета тока КЗ).

Методика расчета тока кз

1) Определяем полное сопротивление питающей линии до точки короткого замыкания:

  • Rл — Активное сопротивление линии, Ом;
  • Xл — Реактивное сопротивление линии, Ом;

Примечание: Расчет производится для каждого участка линии с различным сечением и/или материалом проводника, с последующим суммированием сопротивлений всех участков (Zпл=Zл1+Zл2+…+Zлn).

Активное сопротивление линии определяется по формуле:

  • Lфо — Сумма длин фазного и нулевого проводника линии, Ом;
  • p — Удельное сопротивление проводника (для алюминия — 0,028, для меди – 0,0175), Ом* мм 2 /м;
  • S — Сечение проводника, мм 2 .

Примечание: формула приведена с учетом, что сечения и материал фазного и нулевого проводников линии одинаковы, в противном случае расчет необходимо выполнять по данной формуле для каждого из проводников индивидуально с последующим суммированием их сопротивлений.

Реактивное сопротивление линии определяется по формуле:

2) Определяем сопротивление питающего трансформатора

Сопротивление трансформатора зависит от множества факторов, таких как мощность, конструкция трансформатора и главным образом схема соединения его обмоток. Для упрощенного расчета сопротивление трансформатора при однофазном кз (Zтр(1)) можно принять из следующей таблицы:

сопротивление питающего трансформатора при однофазном коротком замыкании

3) Рассчитываем ток короткого замыкания

Ток однофазного короткого замыкания определяем по следующей формуле:

  • Uф — Фазное напряжение сети в Вольтах (для сетей 0,4кВ принимается равным 230 Вольт);
  • Zтр(1) — Сопротивление питающего трансформатора при однофазном кз в Омах (из таблицы выше);
  • Z пл — Полное сопротивление питающей линии (цепи фаза-ноль) от питающего трансформатора до точки короткого замыкания в Омах.

    Пример расчета тока кз

    Для примера возьмем следующую упрощенную однолинейную схему:

    пример однолинейной схемы для расчета тока кз

    1. Определяем полное сопротивление питающей линии до точки короткого замыкания

    Как видно из схемы всего имеется три участка сети, расчет сопротивления необходимо производить для каждого в отдельности, после чего сложить рассчитанные сопротивления всех участков.

    Таким образом полное сопротивление питающей линии (цепи фаза-ноль) от питающего трансформатора до точки кз составит:

    1. Определяем сопротивление трансформатора

    Как видно из схемы источником питания является трансформатор на 160 кВА, со схемой соединения обмоток «звезда — звезда с выведенной нейтралью». Определяем сопротивление трансформатора по таблице выше:

    1. Рассчитываем ток короткого замыкания

    Была ли Вам полезна данная статья? Или может быть у Вас остались вопросы? Пишите в комментариях!

    Не нашли на сайте статьи на интересующую Вас тему касающуюся электрики? Напишите нам здесь. Мы обязательно Вам ответим.

    Источник

    

    ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ ТОКОВ РАБОЧЕГО РЕЖИМА

    date image2015-05-26
    views image14607

    facebook icon vkontakte icon twitter icon odnoklasniki icon

    Номинальный ток Iном – наибольший ток (действующее значение), который аппарат или проводник способен длительно проводить при заданном напряжении, номинальной частоте и номинальной температуре воздуха, при этом температура частей аппарата не должна превышать допустимую, установленную для длительной работы.

    Рабочий режим аппаратов и проводников по их нагрузке делится на нормальный и утяжеленный.

    Под нормальным режимом электроустановки понимают такой режим работы, при котором значения ее параметров не выходят за пределы, допустимые при заданных условиях эксплуатации. В нормальном режиме функционируют все элементы данной электроустановки без вынужденных отключений и без перегрузок.

    Утяжеленным режимом называется режим при вынужденном отключении части присоединений вследствие их повреждения или в связи с профилактическим ремонтом, когда рабочие токи других присоединений могут заметно увеличиться. При этом в качестве расчетного принимают наиболее тяжелый режим, когда в электроустановке протекает наибольший ток.

    При выборе сечения проводников по экономической плотности тока исходят из рабочего нормального режима без учёта непродолжительных перегрузок, а по условию нагрева из условий утяжеленного режима.

    Таким образом, для выбора аппаратов и проводников в нормальных режимах нужно знать значения рабочих токов присоединений нормального Iраб.норм и утяжеленного Iраб.ут режимов.

    В общем случае силу тока можно определить по формуле:

    где Sнагр полная мощность нагрузки, в кВ . А, (значение можно определить по методу упорядоченных диаграмм или коэффициенту спроса);

    Uном – номинальное напряжение, в кВ.

    Приведенные ниже формулы для расчета токов в отдельных элементах энергосистемы в основном используются для приблизительных расчетов, когда их нагрузка неизвестна. Если нагрузка у элементов отличается от номинальной, то для расчета рабочих и аварийных токов необходимо учитывать реальную нагрузку в рабочем и аварийном режимах.

    Рассмотрим некоторые конкретные случаи определения расчетных рабочих токов.

    Для присоединений генераторовисинхронных компенсаторов,расчётный рабочий ток нормального режима принимают равным соответствующему номинальному току

    где Рном номинальная мощность генератора, в кВт;

    cos φном – номинальный коэффициент мощности генератора.

    Для синхронных двигателей при номинальном токе возбуждения и асинхронных двигателей

    где Рном номинальная мощность двигателя, в кВт;

    Uном – номинальное напряжение питающей сети, в кВ

    cos φном – номинальный коэффициент мощности двигателя;

    ηном – номинальный КПД двигателя.

    Утяжеленный режим у генераторов, синхронных компенсаторов и двигателей практически отсутствует, так как допустимая продолжительная перегрузка по току не превышает 5% (при снижении напряжения на 5 %), при этом ток утяжеленного режима

    Для присоединений силовых трансформаторов расчетный рабочий ток нормального режима должен быть равен номинальному току трансформатора, меньше или больше его в зависимости от назначения и метода резервирования трансформатора.

    Так для присоединений блочныхповышающих трансформаторов на электростанциях, включаемых последовательно с генераторами,

    где Sном — номинальная мощность трансформатора (выбранная с учетом соответствующей мощности генератора), в кВ . А.

    Аналогично определяются токи для однотрансформаторных подстанций. Утяжеленный режим здесь исключён.

    На подстанциях с двумя трансформаторами, загруженными одинаково, номинальную мощность Sном каждого трансформатора обычно выбирают из условия допустимой перегрузки в послеаварийном режиме

    где Smax — максимальная нагрузка подстанции в перспективе.

    При нормальной работе нагрузка каждого трансформатора составляет приблизительно 0,7 его номинальной мощности, поэтому расчётный рабочий ток нормального режима присоединений трансформатора Iраб.норм со стороны высшего и низшего напряжений должен быть принят равным

    В случае вынужденного отключения одного трансформатора второй принимает на себя всю нагрузку подстанции и в течение 5 суток по 6 часов в сутки нагружен до 1,4 номинальной мощности.

    Расчетный ток утяжеленного режима

    При определении расчетных рабочих токов присоединений трехобмоточных трансформаторов и автотрансформаторов нужно учитывать распределение мощности между обмотками в нормальном и утяжеленном режимах. Так, например, в цепи высшего напряжения трехобмоточного трансформатора или автотрансформатора на понизительной подстанции расчетные токи нормального и утяжеленного режима определяются так же, как в цепи двухобмоточного трансформатора.

    На стороне среднего и низшего напряжений при двух работающих трансформаторах (автотрансформаторах), нагруженных одинаково:

    где Sнагр — наибольшая перспективная нагрузка на стороне среднего или низшего напряжения, в кВ . А.

    При отключении одного трансформатора

    Цепь линии. Для одиночной, радиальной линии

    и определяется по наибольшей нагрузке линии

    где Sнагр — наибольшая мощность, передаваемая по линиям.

    Для n параллельных линий,загруженных одинаково

    Утяжеленный режим для параллельных линий возникает при отключении одной из них

    В частности для двух параллельно работающих линий, загруженных одинаково

    Для цепей кабельных линий необходимо учитывать перегрузочную способности кабелей. Так для кабелей с бумажной пропитанной изоляцией напряжением 10 кВ и ниже согласно ПУЭ на время ликвидации аварии допускается перегрузка кабеля до 1,3 × Iдоп, если нагрузка в часы максимума составляла не болев 0,8 × Iдоп. Указанная перегрузка допускается в период максимальной нагрузки (не более 6 часов в сутки) в течение пяти суток.

    Для сборных шин станций и подстанций, аппаратов и шин в цепях шиносоединительных и секционных выключателейток утяжеленного режима определяется с учетом токораспределения по шинам при наиболее неблагоприятном эксплуатационном режиме. Такими режимами являются отключение части генераторов, перевод отходящих линий на одну систему шин, а источников питания — на другую. Обычно ток, проходящий по сборным шинам, секционному и шиносоединительному выключателю не превышает Iраб.ут самого мощного источника питания, присоединенного к этим шинам.

    В цепи группового сдвоенного реактора в нормальном режиме ветви реактора загружены равномерно

    где Sнагр — нагрузка присоединенных к ветви потребителей, в кВ . А.

    Утяжеленный режим наступает при отключении одной из потребительских линий, присоединенных к ветви реактора, когда нагрузка другой ветви может соответственно возрасти

    где n — число линий, присоединенных к одной ветви реактора. При правильно выбранном реакторе Iраб.ут не превышает номинального тока ветви реактора.

    Источник