چه چیزی جریان کوتاه مدار است

چهارچوب جریان کوتاه‌مدار چیست؟

تعریف جریان کوتاه‌مدار

جریان کوتاه‌مدار، جریانی است که در سیستم توان زمانی می‌گذرد که اتصال غیرطبیعی بین فازها یا بین فاز و زمین (یا خط خنثی) رخ دهد. مقدار این جریان می‌تواند بسیار بیشتر از جریان اسمی باشد و به فاصله الکتریکی بین نقطه کوتاه‌مدار و منبع تغذیه بستگی دارد.

نوع‌های کوتاه‌مدار

• کوتاه‌مدار سه‌فازی

• کوتاه‌مدار دو‌فازی

• کوتاه‌مدار یک‌فازی به زمین

• کوتاه‌مدار در هر دو جهت

هدف محاسبه

برای محدود کردن آسیب‌های ناشی از کوتاه‌مدار و کاهش محدوده تأثیر خرابی.

سناریوی محاسبه کوتاه‌مدار

• در زمان انتخاب تجهیزات الکتریکی و هادی‌های حمل جریان، پایداری حرارتی و پویایی باید با جریان کوتاه‌مدار بررسی شود.

• انتخاب و تنظیم دستگاه محافظ رله به گونه‌ای که بتواند خرابی کوتاه‌مدار را به درستی قطع کند.

• تعیین طرح اصلی کابل‌کشی، حالت عملیاتی و اقدامات محدود کننده جریان.

• حفاظت از تجهیزات الکتریکی سیستم توان در بدترین وضعیت کوتاه‌مدار و کمینه کردن آسیب‌های ناشی از خرابی کوتاه‌مدار

• شرایط محاسبه

• فرض کنید سیستم ظرفیت بی‌نهایت دارد. ولتاژ بوس سیستم پس از کوتاه‌مدار در محل کاربر می‌تواند حفظ شود. یعنی مقاومت محاسبه شده بسیار بیشتر از مقاومت سیستم است.

• در زمان محاسبه جریان کوتاه‌مدار در تجهیزات فشار بالا، فقط واکنش ژنراتور، ترانسفورماتور و رآکتور در نظر گرفته می‌شود، در حالی که مقاومت نادیده گرفته می‌شود. برای خطوط هوایی و کابل‌ها، فقط زمانی که مقاومت بیش از یک سوم واکنش باشد، مقاومت لحاظ می‌شود و عموماً فقط واکنش لحاظ می‌شود و مقاومت نادیده گرفته می‌شود.

• فرمول یا نمودار محاسبه جریان کوتاه‌مدار بر اساس شرایط محاسبه کوتاه‌مدار سه‌فازی است. زیرا جریان کوتاه‌مدار یک‌فازی یا دو‌فازی کمتر از جریان کوتاه‌مدار سه‌فازی است. یک تجهیز که قادر به قطع جریان کوتاه‌مدار سه‌فازی است، باید قادر به قطع جریان کوتاه‌مدار یک‌فازی یا دو‌فازی باشد.

پارامترهای اصلی

• Sd : ظرفیت کوتاه‌مدار سه‌فاز (MVA)، بررسی ظرفیت قطع برش‌کننده با ظرفیت کوتاه‌مدار.

• Id : مقدار مؤثر جزء دوره‌ای جریان کوتاه‌مدار سه‌فاز، بررسی جریان قطع برش‌کننده و پایداری حرارتی.

• Ic : مقدار RMS جریان کامل اولین دوره کوتاه‌مدار سه‌فاز، به عنوان جریان ضربه‌ای RMS بررسی پایداری پویایی.

• ic : قله جریان کامل اولین دوره کوتاه‌مدار سه‌فاز، به عنوان قله جریان ضربه‌ای بررسی پایداری پویایی.

• x : واکنش (Ω)

مقدار واحد

ظرفیت مرجع (Sjz) و ولتاژ مرجع (Ujz) برای محاسبه انتخاب می‌شود. هر پارامتر در محاسبه کوتاه‌مدار به نسبت پارامتر مرجع (نسبت به مقدار مرجع) تبدیل می‌شود که به آن مقدار واحد گفته می‌شود.

محاسبه مقدار واحد

• ظرفیت واحد : S*=S/Sjz

• ولتاژ واحد : U*=U/Ujz

• جریان واحد : I*=I/Ijz

• فرمول محاسبه جریان کوتاه‌مدار سه‌فاز سیستم با ظرفیت بی‌نهایت

• جریان کوتاه‌مدار واحد : Id*=1/x* (معکوس مجموع مقادیر استاندارد واکنش)

• جریان کوتاه‌مدار مؤثر : Id=Ijz*I*d=Ijz/x*(KA).

• مقدار مؤثر جریان ضربه‌ای : Ic=Id*√1+2(KC-1) 2(KA)، که در آن ضریب ضربه KC برابر 1.8 است، بنابراین Ic=1.52Id

• قله جریان ضربه‌ای : ic=1.41*Id*KC=2.55Id(KA)

اقدامات پیشگیرانه

• انتخاب و تأیید صحیح تجهیزات الکتریکی. ولتاژ اسمی تجهیزات الکتریکی باید با ولتاژ اسمی خط همخوانی داشته باشد.

• مقدار تنظیم محافظ رله و جریان اسمی گدازه به درستی انتخاب شود و از دستگاه محافظ سریع‌قطع استفاده شود.

• نصب تجهیزات ضدبلایایی در زیرстанسیون‌ها و نصب تجهیزات ضدبلایایی حول ترانسفورماتورها و روی خطوط برای کاهش آسیب‌های ناشی از بلایایی.

• ضمن کیفیت ساخت خطوط هوایی و تقویت نگهداری خط.

• ضمن کیفیت ساخت خطوط هوایی و تقویت نگهداری خط.

• تقویت مدیریت برای جلوگیری از ورود حیوانات کوچک به اتاق توزیع و بالا رفتن آنها روی تجهیزات الکتریکی.

• حذف به موقع گرد و غبار هدایت‌کننده برای جلوگیری از ورود آن به تجهیزات الکتریکی.

• قرار دادن علامت در محل دفن کابل.

• پرسنل عملیاتی و نگهداری سیستم توان باید به دقت روش‌نامه‌ها را مطالعه کنند، قوانین و مقررات را به صورت دقیق رعایت کنند و تجهیزات الکتریکی را به درستی عملیاتی کنند.