Ток короткого замыкания стабилизатора

Схема защиты выхода микросхемы стабилизатора напряжения от тока короткого замыкания

На рис. 3.17 представлены два варианта реализации схемы защиты выхода микросхемы от последствий воздействия тока, протекающего на выходе микросхемы в режиме короткого замыкания.

Схема на рис. 3.17а характеризуется тем, что при увеличении выходного тока (/ _ых) создается падение напряжения на низкоомном резисторе R1. При достижении напряжения от 0,65 до 0,67 В открывается транзистор ТЗ. Его ток коллектора ограничивает ток базы транзистора Т1, и выходной ток уменьшается.Рис. 3.17. Схемы защиты от тока короткого замыкания выхода ИМС стабилизатора напряжения

Схема на рис. 3.176 характеризуется тем, что при увеличении численного значения выходного тока создается падение напряжения на низкоомном резисторе R1. Ток генератора (ΤΙ, Т2), который является током базы ТЗ, изменяется, и, следовательно, уменьшается (ограничивается) выходной ток стабилизатора.

Подгонка параметров микросхем в процессе производства путем пережигания перемычек

В процессе производства пластин ИМС параметры элементной базы имеют технологический разброс. Различные значения принимают 1/_БЭ включенного транзистора, сопротивления слоев базы, эмиттера, коллектора, сопротивления контактов к вскрытым областям, сопротивления резисторов и др. Вследствие этого параметры ИМС (для стабилизаторов это прежде всего U_on и 1/_вых) будут отличаться от пластины к пластине и даже от кристалла к кристаллу на одной пластине.

Для того, чтобы параметры ИМС соответствовали более жестким требованиям, чем это обеспечивает разброс серийного технологического процесса, используется операция подгонки параметров ИМС в процессе производства.

Рис. 3.18. Классическая схема ИОН с напряжением запрещенной зоны полупроводника

Технологический разброс численных значений основного электрического параметра ИМС стабилизатора «Выходное напряжение» без подгонки в процессе производства составляет от 2 до 5% (начальная точность установки входного напряжения). То есть, для пятивольтного стабилизатора выходное напряжение может принимать значение от 4,75 до 5,25 В. Для обеспечения большей точности установки 1/_вых необходима подгонка в процессе производства. Путем подгонки возможно достижение 1/_лык ± 0,5% и менее. Обычно подгоняются численные значения величины сопротивления резисторов. Вспомним классическую схему ИОН с напряжением запрещенной зоны полупроводника (рис. 3.18). Для установки точного значения выходного напряжения 5 В возможна подгонка резисторов R5, R6. Для установки точного значения опорного напряжения U_on 1,22 В возможна подгонка резистора R2.

Рис. 3.19. Схема включения диодных (д), поликремниевых и металлических А1 (б) перемычек

В процессе подгонки последовательно (или параллельно) секциям основного резистора подключаются (или отключаются) дополнительные секции резисторов (рис. 3.19).

На рис. 3.19д показан случай параллельного подключения диодных перемычек, а на рис. 3.195 — поликремниевых и металлических перемычек. Выбор первого или второго метода определяется конкретными возможностями используемого для изготовления ИМС базового технологического процесса.

На рис. 3.20 представлена типовая структура диодных, металлических и поликремниевых перемычек, используемых для подгонки параметров в процессе серийного производства.

Рис. 3.20. Эскизная топология и структура диодных перемычек

Рис. 3.21. Эскиз конструкции пережигаемых перемычек — металлическая <а) и поликремневая (б)

На рис. 3.21 представлен эскиз топологии металлической (а) и поликремниевой (б) пережигаемых перемычек.

Источник: Белоус А.И., Ефименко С.А., Турцевич А.С., Полупроводниковая силовая электроника, Москва: Техносфера, 2013. – 216 с. + 12 с. цв. вкл.

ожидаемый ток

3.4.4 ожидаемый ток: Ток, который протекал бы в цепи, если бы каждый полюс ВДТ или устройства защиты от сверхтоков (если оно есть) был бы заменен проводником с пренебрежимо малым полным сопротивлением.

Примечание — Ожидаемый ток может быть классифицирован так же, как и существующий ток, например: ожидаемый ток отключения, ожидаемый пиковый ток, ожидаемый дифференциальный ток и т.д.

3.4.3 ожидаемый ток: Ток, который протекал бы в цепи, если бы каждый полюс АВДТ или устройства защиты от сверхтоков (если оно есть) был заменен проводником с пренебрежимо малым полным сопротивлением.

Примечание — Ожидаемый ток может быть классифицирован так же, как и действительный ток, например ожидаемый ток отключения, ожидаемый пиковый ток, ожидаемый дифференциальный ток и т.д.

2.4.9 Ожидаемый ток — ток, который протекал бы в цепи, если бы каждый главный токопроводящий путь УЗО — Д и устройства защиты от сверхтоков (если они имеются) были заменены проводниками с пренебрежимо малым полным сопротивлением.

Ожидаемый ток можно квалифицировать так же, как фактический, например ожидаемый пиковый ток, ожидаемый дифференциальный ток и т.п.

3.4.4 ожидаемый ток (prospective current): Ток, который протекал бы в цепи, если бы каждый полюс УЗО или устройства защиты от сверхтоков (при его наличии) были заменены проводником с очень малым полным сопротивлением, величиной которого можно пренебречь.

[МЭК 60050 (442-01-47), модифицированный]

Примечание — Ожидаемый ток может быть классифицирован так же, как и фактический ток, например ожидаемый ток отключения, ожидаемый пиковый ток, ожидаемый дифференциальный токи т.д.

121. Ожидаемый ток

Ток, который будет в цепи, если коммутационный аппарат зашунтировать проводником с пренебрежимо малым сопротивлением

3.4.3 ожидаемый ток: Ток, который протекал бы в цепи, если бы каждый полюс АВДТ или устройства защиты от сверхтоков (при его наличии) был заменен проводником с возможно малым полным сопротивлением.

Примечание — Ожидаемый ток может быть классифицирован так же, как и фактический ток, например ожидаемый ток отключения, ожидаемый пиковый ток, ожидаемый дифференциальный ток и т. д.

3.2.4.4 ожидаемый ток : Ток, который протекал бы в цепи, если бы главный токопроводящий путь УЗО-ДП и устройства защиты от сверхтоков (если оно имеется) были заменены проводником с бесконечно малым полным сопротивлением.

Примечание — Ожидаемый ток можно квалифицировать так же, как фактический: ожидаемый отключающий ток, ожидаемый пиковый ток, ожидаемый дифференциальный ток.

Смотри также родственные термины:

3.19 ожидаемый ток (цепи в условиях короткого замыкания) [prospective current (ofa circuit and with respect to a fuse)]: Ток, который протекал бы в цепи, если бы предохранитель был заменен проводником с пренебрежимо малым полным сопротивлением.

3.5.5 ожидаемый ток (цепи и относительно к коммутационному аппарату или предохранителю) [prospective current (of a circuit and with respect to a switching device or a fuse)]: Ток, который протекал бы в цепи, если каждый полюс коммутационного аппарата или предохранителя будет заменен проводником с пренебрежимо малым полным сопротивлением.

Примечание — Метод оценки и выражения ожидаемого тока должен быть нормирован в соответствующем стандарте.

3.5.2 ожидаемый ток (цепи и применительно к автоматическому выключателю) (prospective current (of a circuit, and with respect to a circuit-breaker)): Ток, который протекал бы в цепи, если бы каждый полюс выключателя был заменен проводником с ничтожно малым сопротивлением.

2.5.5 ожидаемый ток (цепи по отношению к коммутационному аппарату или плавкому предохранителю) : Ток, который протекал бы в цепи, если бы каждый полюс коммутационного аппарата или плавкого предохранителя был заменен проводником с пренебрежимо малым полным сопротивлением. МЭК 60050(441-17-01).

Примечание — Метод оценки и выражения ожидаемого тока должен быть уточнен в соответствующем стандарте на аппарат.

2.5.5 ожидаемый ток (цепи по отношению к коммутационному аппарату или плавкому предохранителю): Ток, который протекал бы в цепи, если каждый полюс коммутационного аппарата или плавкий предохранитель заменить проводником с пренебрежимо малым сопротивлением.

Примечание — Метод оценки и выражения ожидаемого тока должен быть уточнен в стандарте на аппарат конкретного вида.

3.5.5 ожидаемый ток (цепи по отношению к коммутационному устройству или плавкому предохранителю): Ток, который протекал бы в цепи, если бы каждый полюс коммутационного устройства или плавкого предохранителя был заменен проводником с пренебрежимо малым полным сопротивлением (МЭК 60050(441-17-01).

Примечание — Метод оценки и выражения ожидаемого тока должен быть уточнен в соответствующем стандарте на устройство.

3.5.2 ожидаемый ток (цепи, и применительно к автоматическому выключателю) (МЭС 441-17-01):

Ток, который протекал бы в цепи, если бы каждый полюс автоматического выключателя был заменен проводником с ничтожно малым сопротивлением.

Примечание — Ожидаемый ток можно квалифицировать также, как действительный, например: ожидаемый ток отключения, ожидаемый пиковый ток.

2.5.9 ожидаемый ток включения (для одного полюса коммутационного аппарата): Ожидаемый ток, возникающий в заданных условиях.

Примечание — Заданные условия могут относиться к способу возбуждения, например применение идеального коммутационного аппарата, или моменту возбуждения, например, обусловливающему максимальный ожидаемый пиковый ток в цепи переменного тока, или максимальной скорости нарастания. Условия уточняются в стандартах на аппараты конкретного вида.

2.5.9 ожидаемый ток включения (для полюса коммутационного аппарата): Ожидаемый ток, возникающий в установленных условиях. МЭК 60050(441-17-05).

Примечание — Установленные условия могут касаться способа возникновения, например при применении идеального коммутационного аппарата, или момента возникновения, например обусловливающего максимальный ожидаемый пиковый ток в цепи переменного тока, или максимальной скорости нарастания.

Условия уточняются в стандартах на соответствующие аппараты.

2.10.2 ожидаемый ток короткого замыкания ( I_ср) (в цепи НКУ): Сверхток, появляющийся в цепи, когда питающие проводники этой цепи замкнуты проводником с пренебрежимо малым сопротивлением, расположенным как можно ближе к питающим (вводным) зажима НКУ.

2.10.2. ожидаемый ток короткого замыкания I _ср в цепи НКУ : Сверхток, появляющийся в цепи, когда питающие проводники этой цепи замкнуты проводником с пренебрежимо малым сопротивлением, расположенным как можно ближе к вводным выводам НКУ.

3.40 ожидаемый ток короткого замыкания источника питания I_p (prospective short-circuit current of a power supply I_p): Ток, который протекал бы в данном месте цепи, если бы в этом месте она была замкнута накоротко проводником с незначительным сопротивлением.

2.5.10 ожидаемый ток отключения (для одного полюса коммутационного аппарата или плавкого предохранителя): Ожидаемый ток, оцениваемый в момент, соответствующий моменту начала процесса отключения.

Примечание — Данные, касающиеся начального момента процесса размыкания, приводятся в стандарте на аппарат конкретного вида. Для контактных коммутационных аппаратов или плавких предохранителей это обычно момент возникновения дуги в процессе отключения.

2.5.10 ожидаемый ток отключения (для полюса коммутационного аппарата или плавкого предохранителя) : Ожидаемый ток, оцениваемый в момент, соответствующий началу процесса отключения. МЭК 60050(441-17-06).

Примечание — Данные, касающиеся начального момента процесса размыкания, приводятся в стандарте на соответствующий аппарат. Для контактных коммутационных аппаратов или плавких предохранителей это обычно момент возникновения дуги в процессе отключения.

2.3.2 ожидаемый ток цепи (относительно плавкого предохранителя) (prospective current [of a circuit and with respect to a fuse)]: Ток в цепи в случае, если включенный в нее плавкий предохранитель был бы заменен проводником, полным сопротивлением которого можно пренебречь.

Для переменного тока ожидаемый ток выражают действующим значением переменной составляющей.

Примечание — Обычно отключающую способность и характеристики плавкого предохранителя, например, I 2 t и характеристики пропускаемого тока (см. 8.5.7), задают при определенном значении ожидаемого тока.

[МЭС 441-17-01, с изменением]

Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации . academic.ru . 2015 .

• ожидаемый срок службы
• ожидаемый ток (цепи в условиях короткого замыкания)

Полезное

Смотреть что такое «ожидаемый ток» в других словарях:

ожидаемый ток — Ток, который будет в цепи, если коммутационный аппарат зашунтироватъ проводником с пренебрежимо малым сопротивлением. [ГОСТ 17703 72] EN prospective current the current that would flow in the circuit, if each main current path of the switching… … Справочник технического переводчика

ожидаемый ток КЗ — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999] Тематики электротехника, основные понятия EN potential fault currentprospective short circuit current … Справочник технического переводчика

Ожидаемый ток — English: Prospective current Ток, который был бы в цепи, если бы каждый полюс коммутационного аппарата был заменен проводником с пренебрежимо малым полным сопротивлением (по СТ СЭВ 1936 79) Ток, который будет в цепи, если коммутационный аппарат… … Строительный словарь

ожидаемый ток включения (для полюса коммутационного аппарата) — Ожидаемый ток, возникающий в установленных условиях. Примечание. Установленные условия могут касаться способа возникновения, например при применении идеального коммутационного аппарата, или момента возникновения, например обусловливающего… … Справочник технического переводчика

ожидаемый ток короткого замыкания (Icp) — Сверхток, появляющийся в цепи, когда питающие проводники этой цепи замкнуты проводником с пренебрежимо малым сопротивлением, расположенным как можно ближе к питающим (вводным ) зажимам НКУ. [ГОСТ Р 51321.1 2000 (МЭК 60439 1 92)] Тематики НКУ… … Справочник технического переводчика

ожидаемый ток отключения (для полюса коммутационного аппарата или плавкого предохранителя) — Ожидаемый ток, оцениваемый в момент, соответствующий началу процесса отключения. МЭК 60050(441 17 06). Примечание. Данные, касающиеся начального момента процесса размыкания, приводятся в стандарте на соответствующий аппарат. Для контактных… … Справочник технического переводчика

ожидаемый ток короткого замыкания — Ток короткого замыкания, который был бы в электрической цепи электроустановки при отсутствии действия установленного в ней токоограничивающего коммутационного электрического аппарата [ГОСТ 26522 85] Тематики электробезопасность … Справочник технического переводчика

ожидаемый ток короткого замыкания источника питания — Ip Ток, который протекал бы в данном месте цепи, если бы в этом месте она была замкнута накоротко проводником с незначительным сопротивлением. [ГОСТ Р 51992 2011 (МЭК 61643 1:2005)] Тематики УЗИП (устройства защиты от импульсных перенапряжений)… … Справочник технического переводчика

ожидаемый ток цепи (относительно плавкого предохранителя) — Ток, который бы проходил по цепи, если бы включенный в нее плавкий предохранитель был заменен проводником, полным сопротивлением которого можно пренебречь. Обычно отключающую способность и характеристики плавкого предохранителя, например I2t и… … Справочник технического переводчика

ожидаемый ток цепи (по отношению к коммутационному аппарату или плавкому предохранителю) — Ток, который протекал бы в цепи, если бы каждый полюс коммутационного аппарата или плавкого предохранителя был заменен проводником с пренебрежимо малым полным сопротивлением. МЭК 60050(441 17 01). Примечание. Метод оценки и выражения ожидаемого… … Справочник технического переводчика

Зашита от короткого замыкания в БП на tl494

Тема не нова и изъедена вдоль и поперек. Но все же, внесу свои пару копеек.
Предыстория такова, переделывал АТХ БП под свои нужды, — от питания ардуинки до нагрузки в 300-400 вт. Естественно по невнимательности (неосторожности) периодически коротил выход БП и палил силовую часть.
Порывшись в инете нашел множество простых схем защиты от КЗ собранных на биполярных транзисторах. Но они не устроили, т.к. нижний порог срабатывания лежал до границы используемого напряжения. Сложные схемы собирать не хотелось…
В одном их БП сделал регулировку по току, и ограничение в 10 А ( компаратор на ШИМе), от КЗ также вылетели силовые транзисторы (не сработало ограничение).
И тут пришла идея использовать напряжение падения на шунте и управление мертвым временем ШИМа. В нете толком ничего схожего не нашел, пришлось выдумывать самому.

Схема собрана из того что было под рукой.
В основе компаратор lm393 (точнее только его половина), на положительный вход подается уровень падения напряжения на шунте, на отрицательном — переменником выставляем напряжение срабатывания в эквиваленте тока нагрузки. Выход компаратора подтягиваем резистором к плюсу для получения положительного напряжения. Транзистор по схеме можно не использовать, но с ним работает лучше, сигнал подается на 4 ногу ШИМ (можно использовать другие ноги, например 3) контроллера, что приводит к уменьшению скважности ШИма. Схема также функционирует как защитная от превышения по мощности.
По факту такая схема работает не совсем по феншую, КЗ привод в зацикливание TLки т.к. скважность после падения, тут же растет и опять падает, все это происходит с большой скоростью, но схема работает и уберегла не одну пару силовых транзисторов. Из минусов, необходимо убирать конденсатор «плавного пуска», обычно стоит в цепи 4-14 нога, иначе скорость срабатывания существенно уменьшится.
Питание от внутреннего источника на 5в.
Номинал элементов приведен с расчетом питания 5в.
r1 — 1 ком
r2 — 100 ком (в схему защиты от КЗ не входит присутствует на плате БП)
r3 — в моем случае многооборотный подстроечник на 10 ком, можно поставить меньше, будет более точная регулировка, но точности на 10 ком хватает с головой.
rh — любой мощный резистор 0.1 ом, в моем случае шунт на 10а (75 мв).
vt1 — c3199-y, можно любой другой эквивалент NPN
LM393 — сдвоенный компаратор, в схеме используется только один, второй можно использовать например для защиты от переплюсовки, принцип работы такой же, только определение падения напряжения в обратном направлении, скажем 0.5а, выходной сигнал управляет полевым транзистор в силовой цепи.
Этот компаратор (или эквиваленты) уже стоят в большинстве БП АТХ, поэтому их можно не выпаивать, а собрать схему защиты.
Не желательно выставлять защиту в передел возможности БП, необходимо оставлять запас процентов 30, например БП может выдать 20а, то защиту выставить скажем на 15а.

Ток короткого замыкания однофазных и трехфазных сетей

В электрических сетях периодически возникают различные аварийные ситуации. Среди них, наибольшую опасность представляет ток короткого замыкания, формула которого используется при расчетах и проектировании. Последствия аварийного режима достаточно серьезные – выходят из строя сами сети, а также подключенные приборы и оборудование. Все это причиняет большой материальный ущерб. Проводимые расчеты, в том числе и на ударный ток КЗ требуются, в первую очередь, для того, чтобы обеспечить надежную защиту на электрифицированном объекте.

1. Расчет токов короткого замыкания
2. Изменения тока в процессе короткого замыкания
3. Короткие замыкания в однофазных сетях
4. Расчет токов КЗ для трехфазных сетей
5. Ток КЗ в сетях с неограниченной мощностью

Расчет токов короткого замыкания

Для выполнения подобного расчета тока привлекаются квалифицированные специалисты. Они не только разрабатывают теоретическую сторону, но и отвечают за последующую эксплуатацию представленных схем. Здесь слишком много специфических особенностей, поэтому начинающие электрики должны хорошо представлять себе не только саму природу электричества, но и свойства проводников, диэлектриков, особенности изоляции и другие важные вопросы.

Результаты рассчитанные в домашних условиях, должны обязательно проверяться специалистами. Все расчеты, касающиеся короткого замыкания, выполняются с использованием специальных формул.

Трёхфазное короткое замыкание в электрических сетях до 1000В определяется с учетом следующих особенностей:

• Трехфазная система по умолчанию является симметричной.
• Трансформаторное питание считается неизменным, сравнимым с его номиналом.
• Возникновение короткого замыкания считается в момент максимального значения силы тока.
• Значение ЭДС принимается для источников питания, расположенных на большом расстоянии от места КЗ.

Кроме того, определяя параметры короткого замыкания, следует правильно вычислить общее сопротивление проводников, с привязкой к единому значению мощности. Обычные формулы могут привести к ошибкам из-за разных номинальных напряжений на отдельных участках в момент КЗ. Базовая мощность существенно упрощает расчеты и повышает их точность.

Изменения тока в процессе короткого замыкания

За период КЗ ток подвергается различным изменениям. В самом начале он увеличивается, далее – затухает до определенного значения, а потом автоматический регулятор возбуждения доводит его до стабильной величины.

Период времени, требуемый для изменения параметров тока короткого замыкания – ТКЗ, получил название переходного процесса. По окончании этого промежутка и до момента, когда КЗ будет отключено, наблюдается стабильный аварийный режим. Величина тока в различные промежутки времени необходима при выборе уставок для защитной аппаратуры, проверке динамической и термической устойчивости электрооборудования.

В каждой сети подключены нагрузки с установленными индуктивными сопротивлениями. Они препятствуют мгновенным изменениям тока, поэтому его величина меняется не скачкообразно, а нарастает постепенно, в соответствии с законом физики. Анализ и расчет тока в переходный период значительно упрощается, если его условно разделить на две составные части – апериодическую и периодическую.

1. Первая – апериодическая часть ia – обладает постоянным знаком, появляется в момент КЗ и довольно быстро понижается до нулевой отметки.
2. Вторая часть – периодическая составляющая тока КЗ Inmo – в первый момент времени представляет собой начальный ток короткого замыкания. Именно он используется при выборе уставок и проверке чувствительности защитных устройств. Данная сила тока короткого замыкания получила название сверхпереходного тока, поскольку при его расчетах схема замещения дополняется сверхпереходными ЭДС и сопротивлением генератора.

По завершении переходного периода периодический ток считается установившимся. Величина полного тока включает в себя апериодическую и периодическую составляющие на любом отрезке переходного периода. Показатель его максимального мгновенного значения представляет собой ударный ток короткого замыкания, определяемый при проверке динамической устойчивости электрооборудования.

Короткие замыкания в однофазных сетях

При выполнении расчетов энергосистем однофазного тока допускаются вычисления, производимые в упрощенной форме. Приборы и оборудование в таких сетях не потребляют большого количества электроэнергии, поэтому надежная защита может быть обеспечена обычным автоматическим выключателем, рассчитанным на ток срабатывания 25 ампер.

Ток однофазного короткого замыкания вычисляется в следующем порядке:

• Определение параметров трансформатора или реактора, питающих сеть, в том числе их электродвижущей силы.
• Устанавливаются технические характеристики проводников, используемых в сети.
• Разветвленную электрическую схему необходимо упростить, разбив на отдельные участки.
• Вычисление полного сопротивления между фазой и нулем.
• Определения полных сопротивлений трансформатора или других питающих устройств, если такие данные отсутствуют в технической документации.
• Все полученные значения вставляются в формулу.

В каждом случае сила тока короткого замыкания и формула, по которой рассчитывается однофазный процесс, показана на рисунке.

В ней U_f является фазным напряжением, Z_t – сопротивлением трансформатора в момент КЗ. Z_c будет сопротивлением между фазой и нулем, а I_k – однофазным током КЗ.

Использование данной формулы позволяет определить ток однофазного КЗ и его параметры в соответствующих цепях с величиной погрешности в пределах 10%. Полученных данных вполне достаточно, чтобы рассчитать правильную и эффективную защиту сети. Основной проблемой при получении исходных данных считается определение величины Z_c.

При наличии данных о параметрах проводников и значениях переходных сопротивлений, определить сопротивление между фазой и нулем вполне возможно по формуле:

Здесь r_f и r_n являются, соответственно, активными сопротивлениями фазного и нулевого проводов, измеряемыми в Омах, r_a представляет собой сумму активных сопротивлений контактов в цепочке фаза-ноль (Ом), xf” и xn” – внутренние индуктивные сопротивления фазного и нулевого проводов (Ом), x’ – является внешним индуктивным сопротивлением в цепочке фаза-ноль (Ом).

Полученное значение подставляется в предыдущую формулу, после чего определение тока КЗ уже не составит особого труда. Главное – соблюдать правильную последовательность действий при выполнении расчетов.

Расчет токов КЗ для трехфазных сетей

Для того чтобы определить ток трехфазного короткого замыкания в соответствующих сетях, следует обязательно учитывать специфику возникновения и развития этого процесса. Прежде всего, это индуктивность, возникающая в замкнутом проводнике, из-за чего ток трехфазного КЗ изменяется не мгновенно, а нарастает постепенно в соответствии с определенными законами.

Точность производимых вычислений зависит в первую очередь от расчетов основных величин, вставляемых в формулу. С этой целью используются дополнительные формулы или специальное программное обеспечение, выполняющее сложнейшие вычислительные операции за очень короткое время.

Если же расчеты в трехфазных сетях выполняются ручным способом, в таких случаях нужные результаты про ток КЗ формула, приведенная ниже, позволяет определить с достаточно точными показателями:

• I_кз = U_c/(√₃*Х_рез) = U_c /(√₃*(Х_сист + Х_вн)), в которой Х_вн является сопротивлением между шинами и точкой КЗ, Х_сист – это сопротивление во всей системе относительно шин источника напряжения, U_c – напряжение на шинах в данной системе.

При отсутствии какого-то из показателей, его значение определяется с использованием дополнительных формул или программ. Если же расчеты трехфазного КЗ производятся для сложных сетей с большим количеством разветвлений, в этом случае основная схема преобразуется в схему замещения, где присутствует лишь один источник электроэнергии и одно сопротивление.

Сам процесс упрощения производится в следующем порядке:

• Складываются все показатели сопротивлений, подключенных параллельно в данной цепи.
• Далее суммируются все сопротивления, подключенные последовательно.
• Результирующее сопротивление Х_рез определяется как сумма всех подключенных параллельных и последовательных сопротивлений.

Расчеты токов двухфазного короткого замыкания выполняются с учетом отсутствия у них симметричности. У них нет нуля, а присутствую токи, протекающие в прямом и обратном направлении. Таким образом, ток двухфазного КЗ рассчитывается последовательно, по отдельным формулам, используемым для каждого показателя.

Ток КЗ в сетях с неограниченной мощностью

Довольно часто мощность источника электроэнергии значительно превышает величину суммарной мощности всех подключенных потребителей. В таких случаях при решении задачи, как найти значение короткого замыкания, величина напряжения считается условно неизменной.

Наличие подобных условий приводит к бесконечному показателю мощности, а сопротивление проводников принимает нулевое значение. Они используются для расчета только в тех случаях, когда место короткого замыкания располагается на большом расстоянии от источника напряжения, а величина результирующего сопротивления цепи многократно превышает показатели сопротивления всей системы.

В сетях с неограниченной мощностью, вычислить ток короткого замыкания позволяет следующая формула: I_k = I_b/X_рез, в которой I_b является базисным током, а X_рез – результирующим сопротивлением сети. При наличии исходных данных, очень быстро найдем достаточно точный конечный результат.

Как рассчитать ток короткого замыкания

Опыт короткого замыкания трансформатора

Ударный ток короткого замыкания

Режим короткого замыкания

Апериодическая составляющая тока короткого замыкания

Расчет токов короткого замыкания. Назначение. Допущения. Литература

Зачем вообще рассчитывать ток короткого замыкания?

Прежде всего это делается для выбора и проверки аппаратов, устанавливаемых в цепи протекания тока короткого замыкания (КЗ). Чтобы при возникновении КЗ аппарат не разрушился, а в случае с выключателем был способен отключить протекающий через него ток.

Есть еще одно назначение у расчетов тока короткого замыкания- это выбор уставок релейной защиты. Дело в том, что часть защит, например, токовые отсечки, могут отстраиваться от токов короткого замыкания. Следовательно, чтобы выполнить расчет их уставок необходимо рассчитать ток КЗ. Для проверки чувствительности уставок защит также необходимо знать значения токов КЗ в различных точках сети.

Допущения при расчете токов КЗ

При расчетах токов КЗ в электроустановках переменного тока напряжением свыше 1 кВ принимаются следующие допущения:

1. Не учитываются активные сопротивления элементов сети, если их суммарное эквивалентное активное сопротивление до точки КЗ не превышает 30% суммарного индуктивного сопротивления элементов схемы до той же точки КЗ. Хотя получается, что для того чтобы рассчитать будет ли активное сопротивление составлять менее 30% индуктивного необходимо все равно посчитать активные сопротивления всех элементов схемы. А если они определены, то что мешает учесть их при расчете токов КЗ?
2. Не учитываются токи нагрузки
3. Не учитываются емкостные токи воздушных и кабельных линий
4. Считается, что сопротивления фаз трехфазной сети равны между собой
5. Не учитываются токи намагничивания трансформаторов и насыщение стали магнитопроводов.
6. Допустимая погрешность расчета токов КЗ составляет 10%

Литература для выполнения расчетов токов КЗ

В РФ для определения токов КЗ в электроустановках напряжением свыше 1 кВ следует руководствоваться ГОСТ Р 52735-2007 «Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением свыше 1 кВ».

В Украине действует ДСТУ IEC 60909-0:2007 «Токи короткого замыкания в системах трехфазного переменного тока. Часть 0. Расчет силы тока (IEC 60909-0:2001, IDT).

Приведу ещё некоторую литературу, которая может быть полезной при выполнении расчетов токов КЗ:

1. Беляева Е.Н. Как рассчитать ток короткого замыкания. -2-е изд. перераб. и доп., 1983 год (Библиотечка электромонтера, выпуск 544)
2. ГОСТ 27514-87 Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением свыше 1 кВ
3. РД 153-34.0-20.527-98 Руководящие указания по расчету токов короткого замыкания и выбору электрооборудования
4. СТО ДИВГ-058-2017 Расчет токов коротких замыканий и замыканий на землю в распределительных сетях. Методические указания. Механотроника

Для расчетов токов короткого замыкания в электроустановках напряжением до 1 кВ следует руководствоваться ГОСТ 28249-93 Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением до 1 кВ.

Расчеты токов КЗ в электроустановках переменного тока напряжением до 1 кВ имеют свои особенности, в частности обязательно следует учитывать активные сопротивления элементов, а также сопротивления контактов, переходные сопротивления и т.д., так они оказывают значительное влияние на результат расчета.

Автор статьи, инженер-проектировщик систем релейной защиты станций и подстанций