Калькуляторы
Калькулятор токов короткого замыкания и выбора защитной аппаратуры
Калькулятор токов короткого замыкания и выбора защитной аппаратуры
Данный калькулятор предназначен для инженеров-электриков, проектировщиков и специалистов по электробезопасности. Он позволяет рассчитать значения токов короткого замыкания (КЗ) в электрических сетях и подобрать необходимую защитную аппаратуру на основе полученных результатов.
Правильный расчет токов КЗ и выбор защитной аппаратуры критически важны для обеспечения безопасности электроустановок, защиты оборудования от повреждений и предотвращения аварийных ситуаций.
Калькулятор использует стандартные методики расчета токов короткого замыкания, учитывая полные сопротивления всех элементов цепи: питающей сети, трансформатора и кабельных линий.
Расчет основан на последовательном определении сопротивлений элементов цепи, их суммировании и вычислении токов КЗ по закону Ома для цепей переменного тока. На основе полученных значений токов КЗ выбираются автоматические выключатели, контакторы и сечения кабелей.
Основные формулы для расчета:
Сопротивление трансформатора: Zтр = uкз × U2 / (100 × Sтр)
Сопротивление кабеля: Zкабеля = √(R2 + X2)
Где: R = ρ × L / S, X = xуд × L
Для расчета токов КЗ используются следующие формулы:
Двухфазный КЗ: I2 = 0.866 × I3
Однофазный КЗ: I1 = 3 × U / (Z∑ + 2 × Zнейтрали)
Ударный ток КЗ: iуд = √2 × Kуд × I3
Номинальный ток нагрузки рассчитывается по формуле:
Параметры питающей сети: Напряжение сети и мощность КЗ или полное сопротивление сети определяют начальный импеданс системы. Чем выше мощность КЗ, тем ниже сопротивление и тем выше будут токи КЗ.
Параметры трансформатора: Мощность трансформатора и напряжение КЗ (uкз) влияют на его сопротивление. Трансформаторы большей мощности имеют меньшее сопротивление КЗ, что приводит к более высоким токам КЗ.
Параметры кабельной линии: Материал жил, сечение и длина кабеля определяют его сопротивление. Медные кабели имеют меньшее сопротивление, чем алюминиевые. Увеличение длины и уменьшение сечения увеличивают сопротивление и снижают токи КЗ.
Характеристики нагрузки: Мощность нагрузки и коэффициент мощности определяют номинальный ток, который является основой для выбора защитной аппаратуры.
| Параметр | Влияние на токи КЗ | Влияние на выбор защиты |
|---|---|---|
| Напряжение сети ↑ | Токи КЗ ↓ | Номинальное напряжение аппаратов ↑ |
| Мощность КЗ ↑ | Токи КЗ ↑ | Отключающая способность ↑ |
| Длина кабеля ↑ | Токи КЗ ↓ | Может потребоваться проверка на чувствительность |
| Сечение кабеля ↑ | Токи КЗ ↑ | Допустимый ток кабеля ↑ |
| Мощность нагрузки ↑ | Не влияет | Номинальный ток автомата и контактора ↑ |
Исходные данные:
- Напряжение сети: 380 В
- Конфигурация сети: TN-S
- Мощность КЗ: 250 МВА
- Кабель: медный, 10 мм², длина 50 м
- Мощность нагрузки: 30 кВт
- Коэффициент мощности: 0.92
Результаты расчета:
- Ток трехфазного КЗ: 3.52 кА
- Ток двухфазного КЗ: 3.05 кА
- Ток однофазного КЗ: 3.88 кА
- Номинальный ток нагрузки: 49.5 А
- Рекомендуемый автомат: 63 А, характеристика C, отключающая способность 6 кА
Исходные данные:
- Напряжение сети: 380 В
- Конфигурация сети: TN-C-S
- Трансформатор: 1000 кВА, uкз = 5.5%
- Кабель: алюминиевый, 70 мм², длина 120 м
- Мощность нагрузки: 350 кВт
- Коэффициент мощности: 0.85
- Пусковой ток: 7-кратный
Результаты расчета:
- Ток трехфазного КЗ: 8.65 кА
- Ток двухфазного КЗ: 7.49 кА
- Ток однофазного КЗ: 9.32 кА
- Номинальный ток нагрузки: 628 А
- Рекомендуемый автомат: 800 А, характеристика D, отключающая способность 15 кА
- Рекомендуемый контактор: 800 А, категория AC-3
1. Заполните обязательные поля (отмечены звездочкой *):
- Номинальное напряжение сети
- Частота сети
- Конфигурация сети
- Тип кабеля, сечение и длина
- Мощность нагрузки и коэффициент мощности
2. По возможности заполните дополнительные поля для повышения точности расчета:
- Мощность КЗ или полное сопротивление сети
- Параметры трансформатора
- Способ прокладки кабеля и температура
- Пусковой ток для двигательной нагрузки
3. Нажмите кнопку "Рассчитать" или просто измените значения полей — результаты будут обновляться автоматически.
4. Проанализируйте результаты в разделе "Результаты расчета":
- Значения токов КЗ разных видов
- Рекомендации по выбору автоматического выключателя
- Рекомендации по выбору контактора
- Проверка соответствия сечения кабеля
5. При необходимости используйте справочную информацию, нажав на кнопку "Показать справочную информацию и рекомендации" внизу калькулятора.
Калькулятор использует упрощенные методики расчета и ряд допущений:
- Не учитываются переходные процессы при КЗ
- Применяется линейная модель сопротивлений элементов
- Не рассматриваются дуговые КЗ и другие специфические виды
- Для высоковольтных сетей (>1000 В) требуется более детальный расчет
- Не учитывается влияние параллельных цепей и взаимной индукции
Данный калькулятор предоставляет приблизительные результаты расчетов и предназначен только для ориентировочной оценки. Автор и разработчики не несут ответственности за любые последствия, возникшие в результате использования калькулятора, включая материальный ущерб, травмы или иной вред.
Все расчеты, выполненные с помощью данного калькулятора, должны быть проверены и подтверждены квалифицированным специалистом-электриком или проектировщиком. Для окончательного выбора оборудования и защитной аппаратуры необходимо руководствоваться действующими нормативными документами, стандартами и правилами.
Использование калькулятора подразумевает согласие с данным отказом от ответственности.
- ГОСТ 28249-93 "Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением до 1 кВ"
- ГОСТ Р 50571 (МЭК 60364) "Электроустановки зданий"
- ПУЭ (Правила устройства электроустановок), 7-е издание
- МЭК 60909 (IEC 60909) "Токи короткого замыкания в трехфазных системах переменного тока"
- ГОСТ Р 50345-2010 (МЭК 60898-1:2003) "Аппаратура малогабаритная электрическая. Автоматические выключатели для защиты от сверхтоков бытового и аналогичного назначения"
- ГОСТ Р 50030.2-2010 (МЭК 60947-2:2006) "Аппаратура распределения и управления низковольтная. Часть 2. Автоматические выключатели"
- ГОСТ 31996-2012 "Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 0,66; 1 и 3 кВ"