چیست جریان کوتاهمدار

چه می‌باشد جریان کوتاه مدار؟

تعریف جریان کوتاه مدار

جریان کوتاه مدار، جریانی است که در سیستم برق هنگام رخ دادن اتصال ناهماهنگ بین فاز و فاز یا بین فاز و زمین (یا خط خنثی) طی عملیات جریان می‌یابد. این مقدار می‌تواند بسیار بیشتر از جریان اسمی باشد و به فاصله الکتریکی بین نقطه کوتاه مدار و منبع تغذیه بستگی دارد.

نوع کوتاه مدار

• کوتاه مدار سه‌فازی

• کوتاه مدار دو‌فازی

• کوتاه مدار تک‌فاز به زمین

• کوتاه مدار در هر دو جهت

هدف محاسبه

برای محدود کردن آسیب کوتاه مدار و کاهش محدوده تأثیر خرابی.

سناریوی محاسبه کوتاه مدار

• در زمان انتخاب تجهیزات برق و هادی‌های حمل‌کننده جریان، پایداری حرارتی و دینامیکی باید با استفاده از جریان کوتاه مدار بررسی شود.

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

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

• حفاظت از تجهیزات برق سیستم برق از آسیب در بدترین وضعیت کوتاه مدار و کمینه کردن آسیب ناشی از خرابی کوتاه مدار

• شرایط محاسبه

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

• در زمان محاسبه جریان کوتاه مدار 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 ۱/۳ واکنش باشد، مقاومت محاسبه می‌شود و معمولاً فقط واکنش محاسبه می‌شود و مقاومت نادیده گرفته می‌شود.

• فرمول یا نمودار محاسبه جریان کوتاه مدار بر اساس شرایط محاسبه کوتاه مدار سه‌فازی است. زیرا جریان کوتاه مدار تک‌فاز یا دو‌فاز کمتر از جریان کوتاه مدار سه‌فاز است. یک تجهیز که قادر به قطع جریان کوتاه مدار سه‌فاز است، حتماً قادر به قطع جریان کوتاه مدار تک‌فاز یا دو‌فاز خواهد بود.

پارامترهای اصلی

• Sd : ظرفیت کوتاه مدار سه‌فاز (MVA)، بررسی ظرفیت قطع تجهیزات کلید.

• Id : مقدار مؤثر مؤلفه چرخه‌ای جریان کوتاه مدار سه‌فاز، بررسی جریان کوتاه مدار برای جریان قطع تجهیزات کلید و پایداری حرارتی.

• Ic : مقدار RMS جریان کامل اولین چرخه کوتاه مدار سه‌فاز، به عنوان جریان ضربه‌ای RMS بررسی پایداری دینامیکی.

• ic : قله جریان کامل اولین چرخه کوتاه مدار سه‌فاز، به عنوان قله جریان ضربه‌ای بررسی پایداری دینامیکی.

• x : واکنش (Ω)

مقدار واحدی

یک ظرفیت مرجع (Sjz) و یک ولتاژ مرجع (Ujz) برای محاسبه انتخاب می‌شود. هر پارامتر در محاسبه کوتاه مدار به نسبت مقدار مرجع پارامتر (نسبت به مقدار مرجع) تبدیل می‌شود که به آن مقدار واحدی گفته می‌شود.

محاسبه مقدار واحدی

• ظرفیت واحدی : S*=S/Sjz

• ولتاژ واحدی : U*=U/Ujz

• جریان واحدی : I*=I/Ijz

• فرمول محاسبه جریان کوتاه مدار سه‌فاز سیستم با ظرفیت بی‌نهایت

• جریان کوتاه مدار واحدی : Id*=1/x* (وارونه مجموع مقادیر استاندارد واکنش)

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

• مقدار مؤثر جریان ضربه‌ای : Ic=Id*√1+2(KC-1) 2(KA)، که KC ضریب ضربه ۱.۸ است، بنابراین Ic=1.52Id

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

اقدامات پیشگیرانه

• انتخاب و بررسی صحیح تجهیزات برق. ولتاژ اسمی تجهیزات برق باید با ولتاژ اسمی خط مطابقت داشته باشد.

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

• نصب محافظ‌های صاعقه در زیرстанسیون‌ها و نصب محافظ‌های صاعقه دور ترانسفورماتورها و روی خطوط برای کاهش آسیب صاعقه.

• 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 برق و بالا رفتن آن‌ها بر تجهیزات برق.

• به موقع خارج کردن غبار هدایت‌کننده برای جلوگیری از ورود آن به تجهیزات برق.

• تنظیم علامت‌گذاری در محل دفن کابل.

• پرسنل عملیاتی و نگهداری سیستم برق باید مراقبات را با دقت مطالعه کنند، قوانین و مقررات را به درستی رعایت کنند و تجهیزات برق را به درستی عملیاتی کنند.