Arus hubung singkat, yang menentukan besarnya arus hubung singkat

Artikel ini akan fokus pada korsleting di jaringan listrik. Kami akan mempertimbangkan contoh tipikal dari hubung singkat, metode menghitung arus hubung singkat, memperhatikan hubungan antara resistansi induktif dan daya pengenal transformator saat menghitung arus hubung singkat, dan juga memberikan rumus sederhana khusus untuk perhitungan ini.

Saat merancang instalasi listrik, perlu diketahui nilai arus hubung singkat simetris untuk berbagai titik rangkaian tiga fasa. Nilai arus simetris kritis ini memungkinkan untuk menghitung parameter kabel, switchgear, perangkat perlindungan selektif dll.

Selanjutnya, pertimbangkan arus hubung singkat resistansi nol tiga fase yang diumpankan melalui trafo step-down distribusi tipikal. Dalam kondisi normal, jenis kerusakan ini (korsleting sambungan baut) adalah yang paling berbahaya dan perhitungannya sangat sederhana.Perhitungan sederhana memungkinkan, tunduk pada aturan tertentu, untuk mendapatkan hasil yang cukup akurat yang dapat diterima untuk desain instalasi listrik.

Arus hubung singkat pada belitan sekunder transformator distribusi step-down. Sebagai perkiraan pertama, resistansi rangkaian tegangan tinggi diasumsikan sangat kecil dan karenanya dapat diabaikan:

Di sini P adalah daya pengenal dalam volt-ampere, U2 adalah tegangan fasa-ke-fase dari belitan sekunder tanpa beban, In adalah arus pengenal dalam ampere, Isc adalah arus hubung singkat dalam ampere, Usc adalah short- tegangan rangkaian dalam persen.

Tabel di bawah menunjukkan tegangan hubung singkat tipikal untuk transformator tiga fasa untuk belitan 20 kV HV.

Jika, misalnya, kami mempertimbangkan kasus ketika beberapa transformator diumpankan secara paralel ke bus, maka nilai arus hubung singkat pada awal saluran yang terhubung ke bus dapat diambil sama dengan jumlah hubung singkat. arus, yang sebelumnya dihitung secara terpisah untuk masing-masing transformator.

Ketika semua transformator diumpankan dari jaringan tegangan tinggi yang sama, nilai arus hubung singkat, jika dijumlahkan, akan memberikan nilai yang sedikit lebih tinggi daripada yang sebenarnya terlihat. Resistansi busbar dan sakelar diabaikan.

Misalkan trafo memiliki daya pengenal 400 kVA, tegangan belitan sekunder adalah 420 V, maka jika kita ambil Usc = 4%, maka:

Gambar di bawah ini memberikan penjelasan untuk contoh ini.

Keakuratan nilai yang diperoleh akan cukup untuk menghitung instalasi listrik.

Arus hubung singkat tiga fasa pada setiap titik pemasangan di sisi tegangan rendah:

Di sini: U2 adalah tegangan tanpa beban antara fase belitan sekunder transformator. Zt — impedansi sirkuit yang terletak di atas titik kegagalan. Kemudian pertimbangkan bagaimana menemukan Zt.

Setiap bagian dari instalasi, baik itu jaringan, kabel listrik, trafo itu sendiri, pemutus sirkuit atau busbar, memiliki impedansi Z yang terdiri dari R aktif dan X reaktif.

Resistensi kapasitif tidak berperan di sini. Z, R dan X dinyatakan dalam ohm dan dihitung sebagai sisi segitiga siku-siku seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Impedansi dihitung menurut aturan segitiga siku-siku.

Kisi dibagi menjadi beberapa bagian terpisah untuk menemukan X dan R untuk setiap bagian sehingga perhitungannya nyaman. Untuk rangkaian seri, nilai resistansinya cukup dijumlahkan dan hasilnya adalah Xt dan RT. Resistansi total Zt ditentukan oleh teorema Pythagoras untuk segitiga siku-siku dengan rumus:

Ketika bagian terhubung secara paralel, perhitungan dilakukan untuk resistor yang terhubung secara paralel, jika bagian paralel gabungan memiliki reaktansi atau resistansi aktif, resistansi total yang setara akan diperoleh:

Xt tidak memperhitungkan pengaruh induktansi, dan jika induktansi yang berdekatan saling mempengaruhi, maka induktansi sebenarnya akan lebih tinggi. Perlu dicatat bahwa perhitungan Xz hanya terkait dengan rangkaian independen yang terpisah, yaitu, juga tanpa pengaruh induktansi timbal balik. Jika rangkaian paralel terletak berdekatan satu sama lain, maka resistansi Xs akan terasa lebih tinggi.

Pertimbangkan sekarang jaringan yang terhubung ke input transformator step-down. Arus hubung singkat tiga fasa Isc atau daya hubung singkat Psc ditentukan oleh pemasok listrik, tetapi berdasarkan data ini resistansi ekivalen total dapat ditemukan. Impedansi ekivalen, yang secara bersamaan menghasilkan ekivalen untuk sisi tegangan rendah:

Pasokan hubung singkat tiga fase Psc, tegangan U2 tanpa beban dari rangkaian tegangan rendah.

Sebagai aturan, komponen aktif dari resistansi jaringan tegangan tinggi - Ra - sangat kecil dan, dibandingkan dengan resistansi induktif, tidak signifikan. Secara konvensional, Xa diambil sama dengan 99,5% dari Za dan Ra sama dengan 10% dari Xa. Tabel di bawah ini menunjukkan angka perkiraan untuk nilai-nilai ini untuk transformator 500 MVA dan 250 MVA.

Full Ztr — Resistensi Trafo Sisi Tegangan Rendah:

Pn — nilai daya trafo dalam kilovolt-ampere.

Resistensi aktif belitan didasarkan pada kerugian daya.

Saat melakukan perhitungan perkiraan, Rtr diabaikan dan Ztr = Xtr.

Jika pemutus sirkuit tegangan rendah dipertimbangkan, impedansi pemutus sirkuit di atas titik hubung singkat dipertimbangkan. Resistansi induktif diambil sebesar 0,00015 Ohm per sakelar dan komponen aktif diabaikan.

Sedangkan untuk busbar, resistansi aktifnya sangat kecil, sedangkan komponen reaktif didistribusikan sekitar 0,00015 Ohm per meter panjangnya, dan ketika jarak antar busbar digandakan, reaktansinya hanya meningkat 10%. Parameter kabel ditentukan oleh pabrikannya.

Sedangkan untuk motor tiga fasa, pada saat hubung singkat beralih ke mode generator, dan arus hubung singkat pada belitan diperkirakan sebagai Isc = 3,5 * In. Pada motor satu fasa, peningkatan arus pada saat hubung singkat dapat diabaikan.

Busur yang biasanya menyertai korsleting memiliki resistansi yang sama sekali tidak konstan, tetapi nilai rata-ratanya sangat rendah, tetapi penurunan tegangan melintasi busur kecil, oleh karena itu arus praktis berkurang sekitar 20%, yang memudahkan operasi. dari pemutus sirkuit tanpa mengganggu operasinya tanpa secara khusus mempengaruhi arus trip.

Arus hubung singkat di ujung penerima saluran terkait dengan arus hubung singkat di ujung pemasok saluran, tetapi penampang dan bahan kabel transmisi, serta panjangnya, juga diperhitungkan. akun. Memiliki gagasan tentang perlawanan, siapa pun dapat melakukan perhitungan sederhana ini. Kami harap artikel kami bermanfaat bagi Anda.