अर्थिंग गणना - विद्युत उपकरणांच्या संरक्षणात्मक अर्थिंगची गणना करण्यासाठी पद्धत आणि सूत्रे

शून्याची गणना करणे हे त्या अटींचे निर्धारण करण्याच्या उद्देशाने आहे ज्यामध्ये ते नियुक्त केलेले कार्य विश्वसनीयपणे पार पाडते - खराब झालेले इंस्टॉलेशन नेटवर्कवरून द्रुतपणे डिस्कनेक्ट करते आणि त्याच वेळी आणीबाणीच्या काळात शून्य केसला स्पर्श करणार्‍या व्यक्तीची सुरक्षा सुनिश्चित करते. यानुसार संरक्षणात्मक अर्थिंग जेव्हा फेज जमिनीपासून लहान असेल तेव्हा ब्रेकिंग क्षमतेवर तसेच केसच्या स्पर्श सुरक्षिततेवर अवलंबून रहा (न्यूट्रल अर्थिंगची गणना) आणि केसची (तटस्थ संरक्षणात्मक कंडक्टरच्या री-अर्थिंगची गणना).

अ) व्यत्यय गणना

जेव्हा एक फेज न्यूट्रल केसमध्ये बंद केला जातो तेव्हा, सिंगल-फेज शॉर्ट-सर्किट करंटचे मूल्य (म्हणजे फेज आणि तटस्थ संरक्षणात्मक कंडक्टर दरम्यान) आणि के, ए, स्थिती पूर्ण करत असल्यास विद्युत प्रतिष्ठापन आपोआप डिस्कनेक्ट होईल.

जेथे k — रेटेड वर्तमान Azn A च्या गुणाकाराचा घटक, फ्यूज किंवा ब्रेकरची वर्तमान सेटिंग, A. (फ्यूजचा रेट केलेला प्रवाह हा करंट आहे, ज्याचे मूल्य थेट इन्सर्टवर दर्शवले जाते (स्टँप केलेले) निर्माता.निर्मात्याने सेट केलेल्या तापमानापेक्षा जास्त गरम करणे)

इलेक्ट्रिकल इंस्टॉलेशनच्या संरक्षणाच्या प्रकारावर अवलंबून k मूल्याचा गुणांक स्वीकारला जातो. जर संरक्षण सर्किट ब्रेकरद्वारे केले जाते ज्यामध्ये फक्त इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक रिलीझ (व्यत्यय) आहे, म्हणजेच वेळेच्या विलंबाशिवाय ट्रिगर केले जाते, तर k 1.25-1.4 श्रेणीमध्ये स्वीकारले जाते.

जर इन्स्टॉलेशन फ्यूजद्वारे संरक्षित केले असेल तर, जळण्याची वेळ, जसे की ज्ञात आहे, विद्युत् प्रवाहावर अवलंबून असते (वाढत्या प्रवाहाने कमी होते), तर शटडाउनला गती देण्यासाठी, घ्या

जर इन्स्टॉलेशनला सर्किट ब्रेकरने संरक्षित केले असेल ज्यामध्ये फ्यूज प्रमाणेच व्यस्त वर्तमान-आश्रित वैशिष्ट्य असेल तर

अर्थ AND K हे ट्रान्सफॉर्मर zt, फेज वायर zf च्या प्रतिबाधासह, नेटवर्क Uf आणि सर्किट प्रतिरोधकांच्या फेज व्होल्टेजवर अवलंबून असते. तटस्थ संरक्षणात्मक कंडक्टरzns, लूप (लूप) च्या फेज कंडक्टरचा बाह्य प्रेरक प्रतिरोध — शून्य संरक्षणात्मक कंडक्टर (फेज -शून्य लूप) хn, तसेच वर्तमान स्त्रोताच्या विंडिंग्सच्या तटस्थ ग्राउंडिंगच्या सक्रिय प्रतिकारांपासून (ट्रान्सफॉर्मर) ro आणि तटस्थ संरक्षणात्मक कंडक्टर rn चे री-ग्राउंडिंग (Fig. 1, a).

ro आणि rn नियमानुसार, इतर सर्किट रेझिस्टन्सच्या तुलनेत मोठे असल्याने, त्यांच्याद्वारे तयार केलेल्या समांतर शाखेकडे दुर्लक्ष करणे शक्य आहे. मग गणना योजना सरलीकृत केली जाईल (चित्र 1, ब), आणि शॉर्ट-सर्किट करंट आणि के, ए, जटिल स्वरूपात अभिव्यक्ती असेल

किंवा

जेथे Uf नेटवर्कचा फेज व्होल्टेज आहे, V;

zt — थ्री-फेज करंट सोर्स (ट्रान्सफॉर्मर), ओमच्या विंडिंग्सच्या प्रतिबाधाचे जटिल;

zf — फेज कंडक्टरचे प्रतिबाधा कॉम्प्लेक्स, ओहम;

znz — शून्य संरक्षणात्मक कंडक्टरच्या प्रतिबाधाचे जटिल, ओहम;

Rf आणि Rns फेज आणि तटस्थ संरक्षणात्मक कंडक्टरचा सक्रिय प्रतिकार, ओहम;

Xf आणि Xnz - फेज आणि तटस्थ संरक्षणात्मक कंडक्टरचे अंतर्गत प्रेरक प्रतिरोध, ओहम;

— लूप प्रतिबाधाचा जटिल टप्पा — शून्य, ओम.

तांदूळ. 1. क्षमता व्यत्ययासाठी पर्यायी वर्तमान नेटवर्कमध्ये तटस्थीकरणाची गणना केलेली योजना: a — पूर्ण, b, c — सरलीकृत

रीसेटची गणना करताना, शॉर्ट-सर्किट करंट ए चे वास्तविक मूल्य (मॉड्यूल) मोजण्यासाठी अंदाजे सूत्र वापरण्याची परवानगी आहे, ज्यामध्ये ट्रान्सफॉर्मरच्या प्रतिरोधकतेचे मॉड्यूल आणि लूपचा टप्पा शून्य zt आणि zn आहे. ओम, अंकगणित जोडा:

या सूत्रातील काही अयोग्यता (सुमारे 5%) सुरक्षा आवश्यकता मजबूत करतात आणि म्हणून स्वीकार्य मानले जातात.

लूप प्रतिबाधा अवस्था — वास्तविक स्वरूपात शून्य (मॉड्यूल) आहे, ओम,

गणना सूत्र असे दिसते:

येथे, केवळ तटस्थ संरक्षणात्मक कंडक्टरचे प्रतिकार आणि अज्ञात आहेत, जे समान सूत्र वापरून योग्य गणना करून निर्धारित केले जाऊ शकतात. तथापि, ही गणना सहसा केली जात नाही, कारण तटस्थ संरक्षणात्मक कंडक्टरचा क्रॉस-सेक्शन आणि त्याची सामग्री अगोदरच घेतली जाते की तटस्थ संरक्षणात्मक कंडक्टरची पारगम्यता फेज कंडक्टरच्या परवानगीच्या किमान 50% असते. , म्हणजे

किंवा

ही स्थिती PUE द्वारे स्थापित केली गेली आहे की अशा चालकतेसाठी Azk ला आवश्यक मूल्य असेल

शून्य PUE संरक्षणात्मक तारा, तसेच इमारतींच्या विविध धातूच्या संरचना, क्रेन ट्रॅक, इलेक्ट्रिकल वायरिंगसाठी स्टील पाईप्स, पाइपलाइन इत्यादींसारख्या नॉन-इन्सुलेटेड किंवा इन्सुलेटेड वायर्स वापरण्याची शिफारस केली जाते.तटस्थ कार्यरत कंडक्टर आणि संरक्षणात्मक तटस्थ कंडक्टर म्हणून एकाच वेळी वापरण्याची शिफारस केली जाते. या प्रकरणात, तटस्थ कार्यरत तारांमध्ये पुरेशी चालकता असणे आवश्यक आहे (फेज वायरच्या चालकतेच्या किमान 50%) आणि फ्यूज आणि स्विच नसावेत.

म्हणून, ब्रेकिंग क्षमता रीसेट करण्याची गणना ही तटस्थ संरक्षणात्मक कंडक्टरच्या चालकतेच्या निवडीच्या अचूकतेची तपासणी किंवा लूपच्या चालकतेच्या पर्याप्ततेच्या ऐवजी, फेज शून्य आहे.

म्हणजे zT, Ohm, ट्रान्सफॉर्मरची शक्ती, त्याच्या विंडिंग्जची व्होल्टेज आणि कनेक्शन योजना, तसेच ट्रान्सफॉर्मरच्या डिझाइनवर अवलंबून असते. रीसेटची गणना करताना, zm मूल्य सारण्यांमधून घेतले जाते (उदाहरणार्थ, सारणी 1).

नॉन-फेरस धातू (तांबे, अॅल्युमिनियम) च्या कंडक्टरसाठी Rf आणि Rnz, Ohm ही मूल्ये ज्ञात डेटानुसार निर्धारित केली जातात: क्रॉस-सेक्शन c, mm2, लांबी l, m आणि कंडक्टरची सामग्री ρ.. या प्रकरणात, आवश्यक प्रतिकार

जेथे ρ- कंडक्टरचा विशिष्ट प्रतिकार, तांब्यासाठी 0.018 आणि अॅल्युमिनियमसाठी 0.028 Ohmm2/m इतका असतो.

तक्ता 1. गणना केलेल्या प्रतिबाधा zt, ओम, तेलाने भरलेल्या थ्री-फेज ट्रान्सफॉर्मरच्या विंडिंग्सची अंदाजे मूल्ये

ट्रान्सफॉर्मर पॉवर, kV A रेटेड व्होल्टेज ऑफ हाय-व्होल्टेज विंडिंग्स, kV zt, Ohm, विंडिंग कनेक्शन डायग्रामसह Y/Yн D/Un U/ZN 25 6-10 3.110 0.906 40 6-10 1.949 0.562 63-10 1.949 0.562 63-10363.
20-35 1,136 0,407 100 6-10 0,799 0,226
20-35 0,764 0,327 160 6-10 0,487 0,141
20-35 0,478 0,203 250 6-10 0,312 0,090
20-35 0,305 0,130 400 6-10 0,195 0,056
20-35 0,191 — 630 6-10 0,129 0,042
20-35 0,121 — 1000 6-10 0,081 0.027
20-35 0,077 0,032 1600 6-10 0,054 0,017
20-35 0,051 0,020

नोंद. हे तक्ते कमी व्होल्टेज 400/230 V च्या विंडिंगसह ट्रान्सफॉर्मरचा संदर्भ देतात. कमी व्होल्टेज 230/127 V वर, टेबलमध्ये दिलेली प्रतिरोधक मूल्ये 3 पट कमी करणे आवश्यक आहे.

जर तटस्थ संरक्षणात्मक कंडक्टर स्टील असेल, तर त्याचा सक्रिय प्रतिकार टेबल वापरून निर्धारित केला जातो, उदाहरणार्थ, टेबल. 2, जे 50 Hz च्या वारंवारतेसह वेगवेगळ्या वर्तमान घनतेवर वेगवेगळ्या स्टील वायरचे 1 किमी (rω, ओहम / किमी) ची प्रतिरोधक मूल्ये दर्शविते.

हे करण्यासाठी, तुम्हाला वायरचे प्रोफाइल आणि क्रॉस-सेक्शन सेट करणे आवश्यक आहे, तसेच त्याची लांबी आणि आपत्कालीन काळात या वायरमधून जाणार्‍या शॉर्ट-सर्किट I K चे अपेक्षित मूल्य जाणून घेणे आवश्यक आहे. वायरचा क्रॉस-सेक्शन समायोजित केला जातो जेणेकरून त्यातील शॉर्ट-सर्किट वर्तमान घनता अंदाजे 0.5-2.0 ए / मिमी 2 असेल.

तक्ता 2. अल्टरनेटिंग करंट (50 Hz), Ohm/km वर स्टील वायरचे सक्रिय rω आणि अंतर्गत प्रेरक xω प्रतिरोध

परिमाणे किंवा विभागाचा व्यास, मिमी विभाग, mm2 rω хω rω хω rω хω rω хω कंडक्टरमधील अपेक्षित वर्तमान घनतेवर, A / mm2 0.5 1.0 1.5 2.0 आयताकृती पट्टी 20.4842520.432520.425. ३.४८ २.०९ २.९७ १.७८ ३० x ४ १२० ३.६६ २.२० २.९१ १.७५ २.३८ १.४३ २.०४ १.२२ ३० x ५ १५० ३.३८ २.०३ २.५६ १.५४ २.०८ १.२५ — ४० x ४.६१२१ — ४० x ४.६८१ 81 1.09 1.54 0, 92 50 x 4 200 2.28 1.37 1.79 1.07 1.45 0.87 1.24 0.74 50 x 5 250 2.10 1.26 1.60 0.96 1.28 0, 77 — — 60 x 5 300 1.77 1.06 1.34 0.8 1.08 0.65 — — गोल वायर 5 19.63 0.741 17.412. 45 10.7 6.4 6 28.27 13.7 8.20 11.2 6.70 9.4 5.65 8.0 4.8 8 50.27 9.60 5.75 7.5 4, 50 6.4 3.84 5.3 3.2 10 78.54 7.20 4.32 5.4 3.24 4.2 2.52 — — 12 113.1 5.60.40 — — 12 113.1 5.60.40. ९ ४.५५ २.७३ ३.२ १.९२ — — — १६ २०१.१ ३.७२ २.२३ २.७ १.६० — — — -

तांबे आणि अॅल्युमिनियम कंडक्टरसाठी Xph मूल्ये आणि Khnz तुलनेने लहान आहेत (सुमारे 0.0156 Ohm / km), त्यामुळे त्यांच्याकडे दुर्लक्ष केले जाऊ शकते. स्टील कंडक्टरसाठी, अंतर्गत प्रेरक प्रतिक्रिया पुरेशा मोठ्या असतात आणि टेबल वापरून निर्धारित केल्या जातात, उदाहरणार्थ टेबल. 2. या प्रकरणात, वायरचे प्रोफाइल आणि क्रॉस-सेक्शन, त्याची लांबी आणि वर्तमानाचे अपेक्षित मूल्य जाणून घेणे देखील आवश्यक आहे.

Xn, Ohm चे मूल्य d, m, समान व्यासाच्या गोल तारांच्या दोन-वायर रेषेच्या प्रेरक प्रतिकारासाठी विद्युत अभियांत्रिकीच्या सैद्धांतिक पायांवरून ज्ञात असलेल्या सूत्रानुसार निर्धारित केले जाऊ शकते.

जेथे ω — कोणीय वेग, rad/s; एल - रेखीय अधिष्ठापन, एच; μr - माध्यमाची सापेक्ष चुंबकीय पारगम्यता; μo = 4π x 10 -7 — चुंबकीय स्थिरांक, H/m; l — रेषेची लांबी, m; e — रेषेच्या कंडक्टरमधील अंतर, m.

वर्तमान वारंवारता f = 50 Hz (ω=314 glad / and) वर हवेत ठेवलेल्या 1 किमी रेषेसाठी (μr = 1), सूत्र हे फॉर्म घेते, ओहम / किमी,

या समीकरणावरून असे दिसून येते की बाह्य प्रेरक प्रतिकार तारा d आणि त्यांचा व्यास d मधील अंतरावर अवलंबून असतो... तथापि, d क्षुल्लक मर्यादेत बदलत असल्याने, त्याचा प्रभाव देखील नगण्य आहे आणि म्हणून Xn, प्रामुख्याने d वर अवलंबून आहे ( अंतरासह प्रतिकार वाढतो). म्हणून, लूपचा बाह्य प्रेरक प्रतिकार कमी करण्यासाठी, फेज शून्य आहे, तटस्थ संरक्षणात्मक कंडक्टर फेज कंडक्टरसह किंवा त्यांच्या जवळ असणे आवश्यक आहे.

e च्या लहान मूल्यांसाठी, कंडक्टर e च्या व्यासाशी सुसंगत, म्हणजे, जेव्हा फेज आणि तटस्थ कंडक्टर एकमेकांच्या अगदी जवळ स्थित असतात, तेव्हा प्रतिकार Xn नगण्य असतो (0.1 ओहम / किमी पेक्षा जास्त नाही) आणि दुर्लक्ष केले जाऊ शकते.

व्यावहारिक गणनेमध्ये, ते सहसा Xn = 0.6 Ohm / km गृहीत धरतात, जे 70 - 100 सेमी कंडक्टरमधील अंतराशी संबंधित असतात (अंदाजे अशी अंतरे तटस्थ कंडक्टरपासून सर्वात दूरच्या फेज कंडक्टरपर्यंत ओव्हरहेड पॉवर लाईन्सवर असतात).