Упрощенный расчет токов короткого замыкания

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Посчитать можно и наверное, даже неплохо (хотя бы для собственного развития), но если ответ в "нормальной" сети будет каждый раз подтверждать известную рекомендацию "ставить автоматы В6 на свет, В10 и В16 на розетки" то, может быть не стоит перегружать этим расчетом "методичку для начинающих"?

Опять-таки, возникает вопрос: может быть можно каким-то образом упростить методику проверки? Поход в МОЭСК за информацией о сети - дело для сильных духом, чтобы какое-нибудь заявление подать/ТУ получить в нашей местности очередь с ночи занимают...

4 кв. мм - до кухонного щитка, не до розеток.

На мой взгляд, более неприятен вариант, при котором "селективный" АВ вообще не будет срабатывать при КЗ. Даже если это КЗ в щите.
Для данных, приведенных в Вашем примере расчета, С32 в качестве вводного уже не подходит (ток КЗ на щите очевидно менее 300А). Но этот вопрос для темы про селективность, там напишу подробнее.

 

К сожалению, это далеко не всегда так получается. Посмотрите на пример, приведенный уважаемым Korvin77 - сопротивление участка трансформатор-щит 0,84 Ом, а кусок ВВГнг 2,5 от длиной 5 метров (проводка от щитка до ближней розетки) даст всего 0,08 Ом - на порядок меньше!

 

Проблема, наверное, в том что мы привыкли НЕ ВЕРИТЬ сетям. Большинство хотят иметь схему, которая будет надежно работать при любых "глюках" у энергетиков. Характерный пример - нескончаемые обсуждения тем "а что будет с домашней сетью если на трансформаторе ноль отгорит" и "самый лучший способ подключения генератора".

А посчитать... В реальности у нас задача с очень жесткими граничными условиями.

Ну вот я, допустим, посчитаю. А дальше что? Номинал вводного АВ мне диктуется в ТУ сетями, а конечные АВ будут выбраны по приниципу "характеристика В и номинал чем максимально приближенный к потребителям, которые черз него питаются", в каких случаях это будет плохо работать? В каких случаях это будет противоречить расчету тока КЗ?

 

Наверное, я уже всех утомил разговором "сам с собой", но все-таки хочу выложить небольшой разбор примера уважаемого Korvin77, послужившего поводом для создания этой темы.

Итак, сопротивления участков цепи:

Код:

Сопротивление трансфороматора    0,163 Ом
Сопротивление ВЛ                 0,641 Ом
Сопротивление "отвода" к дому    0,038 Ом
Всего за пределами дома          0,843 Ом
Сопротивление КЛ (60м ВВГ 3*2,5) 0,960 Ом

Видим что сопротивление "внешнего" участка примерно равно сопротивлению линий в доме.
0,843 Ом и 0,960 Ом соответственно.

Первая цифра, наверное чуть хуже "средней по сельским сетям", но наверняка, бывают и более плохие линии. Собственно, это основной параметр, определяющий потери в линии при заданной нагрузке. В смысле, ток в линии на сопротивление = потери на отопление космоса.
(совковый учебник физики за 7-8 класс)

Простой пример:
Для сопротивления линии 1 Ом при подключение чайника (который кушает 10А, значит сопротивление его должно быть 23 Ом) получим КПД 23/24=96% - неплохо.
А если включим 23 чайника, сопротивление нагрузки сравняется с сопротивлением линии и КПД составит всего 50%

Значит, энергетики, по идее, должны бороться за снижение сопротивления линий и этот параметр с течением времени должен неуклонно уменьшаться...
Хотя мы, конечно, живем в стране с полем чудес, и страховки от чудес никто не даёт

Последняя цифра мне кажется завышенной раза в два - большинство наших домиков имеют размеры не более 10х12 метров в плане и, соответственно, самые длинные линии к розеткам в них редко превышают 30 метров.

 

Продолжаем вдумчивый анализ

Хочется покритиковать формулу для расчета тока КЗ. В знаменателе стоит 220В. Это, по смыслу расчета - напряжение на выходе трансформатора, а оно не может быть 220, если требуется 220 в розетках. Тем более, с такой хилой линией. Проектировщик просто обязан был заложиться на потери в линии хотя бы 30-40В
(в нашем случае каждый чайник, включенный в розетку будет просаживать напряжение на 8,4 В, но ведь трансформатор 160ВА не для отдельного дома поставлен, а для улицы хотя бы из десятка домов, верно?)
Так что предлагаю заменить 220В на 250В и в дальнейших оценках использовать эту цифру, как более соответствующую здравому смыслу.

 

Теперь давайте подумаем, какие номиналы вводных автоматов допустимы в нашем примере.

Ток КЗ для линии 0,843 Ом и напряжения на её входе 250 В получается 297 А. (250 делим на 0,843)
Значит, можно с чистой совестью ставить автоматы номиналом до С25 (ага, 5 кВт на фазу) или В50 (10 кВт на фазу) включительно.

5 кВт любому сельскому жителю кажется до обидного малой мощностью, а следовательно на однофазном вводе автоматы с характеристикой С имеет смысл использовать только если дом стоит совсем рядом с трансформатором. Если ввод трехфазный, то уже можно подумать, хотя, уверен, при наличии возможности выбирать между С25 и В40 подавляющее большинство домохозяев выберут второй вариант. Ибо "запас карман не тянет".

Следствие из этого вывода, которое, пожалуй, полезно включить в "конспект": если сети нам дают 15кВт по одной фазе на "хреновенькой линии" и предлагают ставить автомат 80А на вход, то даже с характеристикой В никакой защиты от сверхтоков не будет. Автомат будет выполнять роль тумблера и не более того.

 

Выбор "конечных" автоматов оказывается тесно зажат - снизу требованиями по току от потребителей, сверху - номиналом вводного и током КЗ. Отсюда - желательность использования АВ с характеристикой В. С точки зрения обеспечения селективности, хорошая связка В10 - С25 или В10 - В 40, но это приводит к схеме "один автомат - одна розетка" что довольно-таки не дешево.

 

А вот тут как раз наоборот.

Расчёт вышеприведенный - приблизителен.
Реальный ток КЗ будет несколько ниже расчётного, т. к. во время КЗ возникает доп. нагрузка трансформатора да и сети ВН. И напряжение будет существенно ниже чем 220 В.

 

Было такое подозрение, но я его отмел, прикинув что трансформатор на 160 кВа, должен "мочь давать" более 200 А на фазу. Т. е. 300А это не так чтобы сильно больше "штатного" режима и, следовательно, вышестоящая сеть должна легко выдерживать такую нагрузку, без заметного снижения напряжения.

Получается, поторопился?

Получается, наша оценка очень грубая, с погрешностью 20%-30%, причем в плохую сторону

 

Я не поленился, вычитал, что 99,9999% всех КЗ - дуговые, а металлическое КЗ делается при помощи болтового соединения при экспериментах. ФормУлы для дуги - мама не горюй, но в общем, ещё 0.7 примерно от полученного тока.

 

Ну как сказать.

Выше правильно говорили, что полный расчёт токов КЗ - довольно сложное занятие.

От многих вещей зависит, типа КЗ, места КЗ, характеристик сетей...

Любой расчён не включает реалий типа переходных сопротивлений контактов и клемм АВ, расцепителей, трансформаторов тока и прочего... А скрутки на ВЛ чего стОят! .

Зачем вам знать точное до ампера расчётное значение тока КЗ, если:
- в реальной жизни оно другое
- кратность уставки расцепителя АВ находится в довольно широких пределах (пусть 5-10 Iн), да ещё меняется от прибора к прибору, да ещё и от температуры зависит...

Лично я доверяю измеренному току КЗ (или Rф-н)...

Вышеуказанный расчёт не стОит выкидывать в мусорку - он может вам показать, какого тока КЗ стОит ожидать, а также спустить с небес на землю некоторых любителей ставить на вводе C63...D80, считающих, что ток КЗ у них 6 кА

Кстати, на днях буду измерять ток КЗ у себя на вводе (если прибор ИФН найду), сравним с расчётами.

Для прикола, посчитал по вышеуказанной методике - вышло 295А У/У и 327 А Д/У...

 

Ага, значит еще и дуга

Тогда для нашего примера получается, что вводный автомат, гарантированно срабатывающий при КЗ в щите, должен быть не более С16 или B32. Как-то совсем печально.

 

Это всё более-менее понятно, у меня в одном из дипломов обозначена квалификация "инженер-исследователь" Раз уж есть методика расчета, то хотелось бы понимать, какую она дает погрешность.

Очень интересно что получится. Буду ждать результатов.

 

Не надо печалиться
Автомат всё равно сработает, просто не мгновенно .

 

Примерчик, все-таки немного абстрактный. Однако, наглядно демонстрирует, что с выбора во многих случаях просто нет.

Вот даже интересно стало, а нафига сети рисуют в ТУ на подключение 15кВт по одной фазе вводной автомат...