Калькулятор тока короткого замыкания от трансформатора до конца кабеля

Что изменено в расчёте

Максимальный и минимальный ток КЗ нельзя корректно получать только умножением одного результата на разные коэффициенты напряжения. Для максимального режима сопротивление кабеля рассчитывается при температуре холодного проводника, а для минимального — при более высокой рабочей температуре. Поэтому в калькуляторе используются две температуры.

Однофазное КЗ также нельзя рассчитывать простым удвоением сопротивления источника. Для L-N и L-PE важны схема соединения трансформатора и сопротивление нулевой последовательности. В режиме трансформатора учтены разные множители реактивного сопротивления для Dyn, Yyn и Dzn. В режимах по известному Ik или R/X предусмотрены пользовательские множители.

Какие токи показывает калькулятор

• Трёхфазный Ik max у начала линии — предварительная проверка коммутационной способности вводного оборудования.
• Трёхфазный Ik max в конце линии — проверка аппарата и кабеля в удалённой точке.
• Трёхфазный Ik min — нижняя оценка с учётом cmin и нагретого проводника.
• L-N — ток короткого замыкания между фазой и нейтралью.
• L-PE — ток повреждения в металлической петле TN.
• ip — приближённый пиковый ток для предварительной оценки электродинамического воздействия.

Расчёт трансформатора по Sн, uк и Pк

Полное сопротивление трансформатора на стороне низкого напряжения определяется по мощности и напряжению короткого замыкания:

Паспортные потери короткого замыкания позволяют определить активную составляющую:

После этого реактивная составляющая находится из полного сопротивления. Если Pк не введено, активное сопротивление трансформатора принимается нулевым, поэтому отношение R/X и пиковый ток становятся менее точными.

Дополнительно можно указать сопротивление внешней сети, приведённое к стороне 0,4 кВ. При нулевых значениях сеть до трансформатора считается бесконечно мощной, что увеличивает расчётный ток.

Почему схема соединения трансформатора важна

Для трёхфазного симметричного КЗ используется сопротивление прямой последовательности. Для однофазного повреждения требуется учитывать нулевую последовательность. В упрощённой модели реактивная составляющая трансформатора для однофазной петли зависит от схемы:

Это не заменяет паспортные данные нулевой последовательности. Для точного расчёта следует использовать параметры конкретного трансформатора и применимую методику.

Температура проводника для Ik max и Ik min

Сопротивление меди и алюминия растёт с температурой. Поэтому для максимального тока обычно рассматривают холодный проводник, а для минимального — нагретый. В калькуляторе температуры задаются отдельно.

По умолчанию используются 20 °C для максимального режима и 70 °C для минимального. Для кабеля с изоляцией из СПЭ часто применяют 90 °C, но окончательное значение зависит от цели расчёта, защитного аппарата и нормативной методики.

Активное и реактивное сопротивление кабеля

Активное сопротивление каждой жилы рассчитывается отдельно по материалу, длине, температуре, сечению и числу параллельных проводников. Для меди и алюминия используются удельные сопротивления при 20 °C с температурной поправкой.

Реактивное сопротивление нельзя считать постоянным свойством отдельной жилы: оно зависит от взаимного расположения всех проводников. Значение 0,08 Ом/км допустимо только как типовой ориентир для многожильного кабеля или одножильных кабелей, уложенных треугольником. Для точного результата берите данные производителя.

Как использовать результат

• Сравнить Ik max с Icn/Icu/Ics автоматического выключателя.
• Проверить кратковременную стойкость шин и электрощита по Icw.
• Проверить тепловую стойкость кабеля по I²t.
• Сравнить Ik min с времятоковой характеристикой автомата.
• Проверить селективность пары защитных аппаратов.

Один ток КЗ не подтверждает правильность выбора защиты. Нужны отдельные проверки отключающей способности, времени отключения, тепловой стойкости и селективности.

Частые вопросы

Почему опубликованная версия раньше занижала однофазный ток?

Она удваивала R и X источника для L-N и L-PE. Такое допущение не соответствует общей структуре расчёта однофазной петли и не учитывает схему соединения трансформатора.

Зачем два значения температуры?

Холодный кабель имеет меньшее сопротивление и больший Ik max. Нагретый кабель имеет большее сопротивление и меньший Ik min.

Можно ли ввести измеренный ток КЗ у начала?

Да. Укажите коэффициент напряжения, при котором этот ток получен. Иначе при дальнейшем применении cmax и cmin можно получить ошибочное двойное масштабирование.

Можно ли использовать 0,08 Ом/км для любого кабеля?

Нет. Это ориентир. Реактивность зависит от конструкции и укладки кабеля.

Почему при параллельных кабелях расчёт только предварительный?

Ток может распределяться неравномерно, особенно между крупными одножильными проводниками. Простое деление сопротивления на количество параллелей не всегда достаточно точно.