Как найти ток короткого замыкания

Определить силу тока короткого замыкания

Определить силу тока короткого замыкания батареи, если при силе тока 2 А, во внешней цепи выделяется мощность 24 Вт, а при силе тока 5 А мощность 30Вт.

Лучший ответ

Сила тока короткого замыкания Iкз = E/Rн, где Е — эдс источника, Rн — внутреннее сопротивление источника
Е — IнRн = Uн, где Uн — напряжение на нагрузке, Iн — ток в нагрузке
Uн = Pн/Iн, где Рн — мощность, выделяемая на нагрузке
Е — 2Rн = 24/2 (1)
Е — 5Rн = 30/5 (2)
Решая систему уравнений (1) и (2) находим Rн = 2 Ом, Е = 16 В
Ток короткого замыкания Iкз = 16/2 = 8 А

Остальные ответы
я выучился на электрика и я понятия не имею что тут написано: (

Все правильно написано, надо составить два уравнения по закону Ома и найти внутреннее сопротивление источника. Тогда и ток короткого замыкания можно найти

Записываем уравнения (I0- ток к. з. , r — внутр. сопротивление) :
P1=I1*r(I0-I1)
P2=I2*r(I0-I2)
отсюда
I0=(P2*I1^2-P1*I2^2)/(P2I1-P1I2)

У Евгения все правильно, но дам и свой вариант решения (не пропадать же ему)
При токе 2 А сопротивление нагрузки R1=P1/I1^2=6 Ом. При токе 5 А сопротивление нагрузки R2=P2/I2^2=1,2 Ом. При этом ЭДС батареи Е и ее внутренне сопротивление r остается одним и тем же. По закону Ома для полной цепи Е= I1*R1+I1*r = I2*R2+I2*r. Отсюда находим r=2 Ом, а Е=16 В. Ток короткого замыкания будет Е/r=8 А.

Сделать короткое заныкание через прибор Амперметр, только, надо знать предел тока, надо понимать, что измеряешь и что там источник. иначе прибор сгорит.

Как определить силу тока короткого замыкания?

26.1.13 9 комментариев

При подключении к источнику тока резистора сопротивлением 11 Ом по цепи протекает ток силой 1 А. При подключении резистора сопротивлением 5 Ом во внешней цепи выделяется тепловая мощность 20 Вт. Определите силу тока короткого замыкания.

Решение:

Сила тока короткого замыкания, определяется по закону Ома для полной цепи при
R = 0; I _кз = Ɛ/ r , где r – его внутреннее сопротивление. Для определения неизвестных величин Ɛ и r необходимы два независимых уравнения. При подключении к источнику тока резистора сопротивлением R ₁ ток в цепи

Во втором случае тепловая мощность

.

(здесь также был использован и закон Ома для полной цепи). Решив эту систему уравнений, получим:

Расчет токов короткого замыкания

Допустимое действующее значение периодической составляющей тока короткого замыкания Iк, доп кА, определяется по формуле:

(при расчете Iк, доп для сдвоенного реактора в формул>’ (1) вместо X подставляется Xo,s, а в случаях использования сдвоенного реактора с последовательно соединенными ветвями подставляется Хс),

где U — класс напряжения реактора, кВ;

X — номинальное индуктивное сопротивление одинарного реактора, Ом;

Х0,5 — номинальное индуктивное сопротивление сдвоенного реактора (сопротивление ветви сдвоенного реактора). Ом;

Хс — индуктивное сопротивление сдвоенного реактора, Ом;

Iн — номинальный ток реактора, кА;

Iс — установившийся условный ток короткого замыкания в сети без реактора в том месте, где реактор должен устанавливаться, при номинальном напряжении сети, соответствующем классу напряжения реактора, кА. Значение Iс должно быть принято следующее: 125 кА — для всех реакторов с горизонтальным расположением фаз и для всех реакторов с номинальным током, равным или больше 1000 А, при номинальном индуктивном сопротивлении, равном или превышающем 0,25 Ом.

90 кА — для реакторов с вертикальным и ступенчатым расположением фаз с номинальным током меньше 1000 А, при номинальном индуктивном сопротивлении, равном или превышающем 0,40 Ом.

70 кА — для всех остальных реакторов.

Максимальное мгновенное значение тока электродинамической стойкости, применительно к которому выполняются расчеты и проводятся испытания на электродинамическую стойкость, определяется по формуле:

где Iдин— максимальное мгновенное значение тока электродинамической стойкости для одинарных реакторов, а также для сдвоенных реакторов при протекании тока в одной ветви или в обоих ветвях в согласном направлении, кА.

Например:

Определение токов короткого замыкания для реактора РТСТ-10-1600-0,4 У3.

Подставим значения в формулу расчета тока термической стойкости:

Полученное значения тока подставим в формулу расчета тока динамической стойкости (ударн. ток.кз):

Ток короткого замыкания, от чего зависит величина тока КЗ

В данной статье речь пойдет о коротком замыкании в электрических сетях. Мы рассмотрим типичные примеры коротких замыканий, способы расчетов токов короткого замыкания, обратим внимание на связь индуктивного сопротивления и номинальной мощности трансформаторов при расчете токов короткого замыкания, а также приведем конкретные несложные формулы для этих вычислений.

При проектировании электроустановок необходимо знать значения симметричных токов короткого замыкания для различных точек трехфазной цепи. Величины этих критических симметричных токов позволяют проводить расчеты параметров кабелей, распределительных устройств, устройств селективной защиты и т. п.

Что такое короткое замыкание

Короткое замыкание (КЗ) — внезапное уменьшение сопротивления электрической цепи до очень малого значения, чаще всего возникающее в результате соединения проводов электрической цепи или повреждения электрической изоляции в результате её пробоя. Ток короткого замыкания во много раз превышает рабочий ток и может привести к повреждению электрических кабелей и электротехнических устройств или стать причиной пожара.

Короткое замыкание – это непредвиденное при данных условиях эксплуатации прямое или относительно низкоомное соединение точек энергосистемы с разными потенциалами или одной или нескольких таких точек с землей.

Причины коротких замыканий в электроустановках можно разделить на:

• электрические (например, атмосферные перенапряжения, коммутационные перенапряжения, длительные перегрузки по току),
• неэлектрические (например, сырая изоляция машин, кабелей, обрыв и падение проводов ВЛ, механические повреждения проводов, изоляторов или кабелей, неосторожность и недомыслие человека).

С учетом значений токов КЗ, протекающих по отдельным фазам трехфазной сети электроснабжения, КЗ можно разделить на:

• симметричный – при котором все фазы симметрично нагружены одинаковым током короткого замыкания. Это трехфазные замыкания с землей и без нее,
• несимметричный – в котором фазы несимметрично нагружены током короткого замыкания.

К этим типам неисправностей относятся различные типы двух- и однофазных неисправностей, возникающих в различных системах сетей низкого напряжения.

Для чего нужны расчеты КЗ

Расчеты тока короткого замыкания проводятся для того, чтобы:

• выбрать электрические устройства, исходя из требуемой прочности на короткое замыкание и коммутационной способности,
• провести правильный выбор или проверку существующих элементов токовых цепей по термическому сопротивлению (силовые кабели, монтажные провода и т. д.) и динамическому сопротивлению (шины, трансформаторы тока и т. д.),
• провести правильный выбор или определение уставок защиты и автоматики,
• получить селективное срабатывание токовых защит,
• провести проверку наличия или внедрения эффективной защиты от поражения электрическим током.

Пример расчета тока короткого замыкания

Далее рассмотрим ток трехфазного короткого замыкания при нулевом сопротивлении, который подается через типичный распределительный понижающий трансформатор.

В обычных условиях данный тип повреждений (короткое замыкание болтового соединения) оказывается наиболее опасным, при этом расчет очень прост. Простые расчеты позволяют, придерживаясь определенных правил, получить достаточно точные результаты, приемлемые для проектирования электроустановок.

Ток короткого замыкания во вторичной обмотке одного понижающего распределительного трансформатора. В первом приближении сопротивление высоковольтной цепи принимается очень малым, и им можно пренебречь, поэтому:

Здесь P – номинальная мощность в вольт-амперах, U2 – напряжение между фазами вторичной обмотки на холостом ходу, Iн — номинальный ток в амперах, Iкз — ток короткого замыкания в амперах, Uкз — напряжение при коротком замыкании в процентах.

В таблице ниже приведены типичные значения напряжений короткого замыкания для трехфазных трансформаторов на напряжение высоковольтной обмотки в 20 кВ.

Если для примера рассмотреть случай, когда несколько трансформаторов питают параллельно шину, то величину тока короткого замыкания в начале линии, присоединенной к шине, можно принять равной сумме токов короткого замыкания, которые предварительно вычисляются по отдельности для каждого из трансформаторов.

Когда все трансформаторы получают питание от одной и той же сети высокого напряжения, значения токов короткого замыкания при суммировании дадут несколько большее значение, чем окажется в реальности. Сопротивлением шин и выключателей принебрегают.

Пусть трансформатор обладает номинальной мощностью 400 кВА, напряжение вторичной обмотки 420 В, тогда если принять Uкз = 4%, то:

На рисунке ниже приведено пояснение для данного примера.

Точности полученного значения будет достаточно для расчета электроустановки.

Ток короткого трехфазного замыкания в произвольной точке установки на стороне низкого напряжения:

Здесь: U2 — напряжение на холостом ходу между фазами на вторичных обмотках трансформатора. Zт — полное сопротивление цепи, расположенной выше точки повреждения. Далее рассмотрим, как найти Zт.

Каждая часть установки, будь то сеть, силовой кабель, непосредственно трансформатор, автоматический выключатель или шина, — имеют свое полное сопротивление Z, состоящее их активного R и реактивного X.

Емкостное сопротивление здесь роли не играет. Z, R и X выражаются в омах, и при расчетах представляются как стороны прямоугольного треугольника, что показано на рисунке ниже. По правилу прямоугольного треугольника вычисляется полное сопротивление.

Сеть разделяют на отдельные участки для нахождения X и R для каждого из них, чтобы вычисление было удобным. Для последовательной цепи значения сопротивлений просто складываются, и получаются в итоге Xт и Rт. Полное сопротивление Zт определяется из теоремы Пифагора для прямоугольного треугольника по формуле:

При параллельном соединении участков расчет ведется как для параллельно соединенных резисторов, если объединенные параллельные участки обладают реактивным или активным сопротивлениями, получится эквивалентное общее сопротивление:

Xт не учитывает влияние индуктивностей, и если расположенные рядом индуктивности влияют друг на друга, то реальное индуктивное сопротивление окажется выше. Необходимо отметить, что вычисление Xз связано только к отдельной независимой цепью, то есть так же без влияния взаимной индуктивности. Если же параллельные цепи расположены близко к друг другу, то сопротивление Хз окажется заметно выше.

Рассмотрим теперь сеть, присоединенную к входу понижающего трансформатора. Трехфазный ток короткого замыкания Iкз или мощность короткого замыкания Pкз определяет поставщик электроэнергии, однако можно исходя из этих данных найти полное эквивалентное сопротивление. Полное эквивалентное сопротивление, одновременно приводящее к эквиваленту для низковольтной стороны:

Pкз — мощность трехфазного короткого замыкания, U2 – напряжение на холостом ходу низковольтной цепи.

Как правило, активная составляющая сопротивления высоковольтной сети — Rа — очень мала, и сравнительно с индуктивным сопротивлением — ничтожно мало. Традиционно принимают Xa равным 99,5% от Zа, и Ra равным 10% от Xа. В таблице ниже приведены приблизительные данные относительно этих величин для трансформаторов на 500 МВА и 250 МВА.

Полное Zтр — сопротивление трансформатора на стороне низкого напряжения:

Pн — номинальная мощность трансформатора в киловольт-ампреах.

Активное сопротивление обмоток находится исходя из мощности потерь.

Когда ведут приблизительные расчеты, то пренебрегают Rтр, и принимают Zтр = Xтр.

Если требуется принять в расчет выключатель низковольтной цепи, то берется полное сопротивление выключателя, расположенного выше точки короткого замыкания. Индуктивное сопротивление принимают равным 0,00015 Ом на выключатель, а активной составляющей пренебрегают.

Что касается сборных шин, то их активное сопротивление ничтожно мало, реактивная же составляющая распределяется примерно по 0,00015 Ом на метр их длины, причем при увеличении расстояния между шинами вдвое, их реактивное сопротивление возрастает лишь на 10%. Параметры кабелей указывают их производители.

Что касается трехфазного двигателя, то в момент короткого замыкания он переходит в режим генератора, и ток короткого замыкания в обмотках оценивается как Iкз = 3,5*Iн. Для однофазных двигателей увеличением тока в момент короткого замыкания можно пренебречь.

Дуга, сопровождающая обычно короткое замыкание, обладает сопротивлением, которое отнюдь не постоянно, но среднее его значение крайне низко, однако и падение напряжения на дуге невелико, поэтому практически ток снижается примерно на 20%, что облегчает режим срабатывания автоматического выключателя, не нарушая его работу, не влияя особо на ток отключения.

Ток короткого замыкания на приемном конце линии связан с током короткого замыкания на подающем ее конце, но учитывается еще сечение и материал передающих проводов, а также их длина. Имея представление об удельном сопротивлении, каждый сможет произвести этот несложный расчет. Надеемся, что наша статья была для вас полезной.

Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети: