શોર્ટ-સર્કિટ વર્તમાન, જે શોર્ટ-સર્કિટ વર્તમાનની તીવ્રતા નક્કી કરે છે

આ લેખ ઇલેક્ટ્રિકલ નેટવર્ક્સમાં શોર્ટ સર્કિટ પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરશે. અમે શોર્ટ સર્કિટના લાક્ષણિક ઉદાહરણો, શોર્ટ સર્કિટ કરંટની ગણતરી કરવાની પદ્ધતિઓ, શોર્ટ સર્કિટ કરંટની ગણતરી કરતી વખતે પ્રેરક પ્રતિકાર અને ટ્રાન્સફોર્મર્સની રેટેડ પાવર વચ્ચેના સંબંધ પર ધ્યાન આપીશું અને આ ગણતરીઓ માટે ચોક્કસ સરળ સૂત્રો પણ આપીશું.

ઇલેક્ટ્રિકલ ઇન્સ્ટોલેશન ડિઝાઇન કરતી વખતે, ત્રણ-તબક્કાના સર્કિટના વિવિધ બિંદુઓ માટે સપ્રમાણતાવાળા ટૂંકા-સર્કિટ પ્રવાહોના મૂલ્યોને જાણવું જરૂરી છે. આ નિર્ણાયક સપ્રમાણ પ્રવાહોના મૂલ્યો કેબલ, સ્વીચગિયરના પરિમાણોની ગણતરી કરવાનું શક્ય બનાવે છે. પસંદગીયુક્ત સુરક્ષા ઉપકરણો વગેરે

આગળ, ત્રણ-તબક્કાના શૂન્ય-પ્રતિરોધક શોર્ટ-સર્કિટ વર્તમાનને સામાન્ય વિતરણ સ્ટેપ-ડાઉન ટ્રાન્સફોર્મર દ્વારા ખવડાવવાનો વિચાર કરો. સામાન્ય પરિસ્થિતિઓમાં, આ પ્રકારનું નુકસાન (બોલ્ટ કનેક્શનનું શોર્ટ સર્કિટ) સૌથી ખતરનાક છે અને ગણતરી ખૂબ જ સરળ છે.સરળ ગણતરીઓ, ચોક્કસ નિયમોને આધીન, પૂરતા પ્રમાણમાં સચોટ પરિણામો મેળવવા માટે પરવાનગી આપે છે જે ઇલેક્ટ્રિકલ ઇન્સ્ટોલેશનની ડિઝાઇન માટે સ્વીકાર્ય છે.

સ્ટેપ-ડાઉન ડિસ્ટ્રિબ્યુશન ટ્રાન્સફોર્મરના સેકન્ડરી વિન્ડિંગમાં શોર્ટ-સર્કિટ કરંટ. પ્રથમ અંદાજ તરીકે, ઉચ્ચ વોલ્ટેજ સર્કિટનો પ્રતિકાર ખૂબ જ નાનો હોવાનું માનવામાં આવે છે અને તેથી તેની અવગણના કરી શકાય છે:

અહીં P એ વોલ્ટ-એમ્પીયરમાં રેટ કરેલ પાવર છે, U2 એ લોડ વગરના સેકન્ડરી વિન્ડિંગનું ફેઝ-ટુ-ફેઝ વોલ્ટેજ છે, એમ્પીયરમાં રેટ કરેલ કરંટ છે, Isc એ એમ્પીયરમાં શોર્ટ-સર્કિટ કરંટ છે, Usc એ શોર્ટ-સર્કિટ છે. ટકામાં સર્કિટ વોલ્ટેજ.

નીચેનું કોષ્ટક 20 kV HV વિન્ડિંગ માટે થ્રી-ફેઝ ટ્રાન્સફોર્મર્સ માટે લાક્ષણિક શોર્ટ-સર્કિટ વોલ્ટેજ દર્શાવે છે.

જો, ઉદાહરણ તરીકે, જ્યારે બસની સમાંતરમાં ઘણા ટ્રાન્સફોર્મર્સને ખવડાવવામાં આવે ત્યારે આપણે તે કેસને ધ્યાનમાં લઈએ, તો બસ સાથે જોડાયેલ લાઇનની શરૂઆતમાં શોર્ટ-સર્કિટ કરંટનું મૂલ્ય શોર્ટ-સર્કિટના સરવાળા જેટલું લઈ શકાય. પ્રવાહો, જે અગાઉ દરેક ટ્રાન્સફોર્મર માટે અલગથી ગણવામાં આવે છે.

જ્યારે બધા ટ્રાન્સફોર્મર્સને સમાન ઉચ્ચ વોલ્ટેજ નેટવર્કમાંથી ખવડાવવામાં આવે છે, ત્યારે શોર્ટ-સર્કિટ પ્રવાહોના મૂલ્યો, જ્યારે સરવાળો કરવામાં આવે છે, ત્યારે તે વાસ્તવમાં દેખાય છે તેના કરતાં થોડું વધારે મૂલ્ય આપશે. બસબાર અને સ્વીચોના પ્રતિકારની ઉપેક્ષા કરવામાં આવે છે.

ટ્રાન્સફોર્મરને 400 kVA ની રેટ કરેલી શક્તિ દો, ગૌણ વિન્ડિંગનું વોલ્ટેજ 420 V છે, પછી જો આપણે Usc = 4% લઈએ, તો પછી:

નીચેની આકૃતિ આ ઉદાહરણ માટે સમજૂતી પૂરી પાડે છે.

પ્રાપ્ત મૂલ્યની ચોકસાઈ ઇલેક્ટ્રિકલ ઇન્સ્ટોલેશનની ગણતરી કરવા માટે પૂરતી હશે.

લો વોલ્ટેજ બાજુ પર કોઈપણ ઇન્સ્ટોલેશન બિંદુ પર થ્રી-ફેઝ શોર્ટ-સર્કિટ કરંટ:

અહીં: U2 એ ટ્રાન્સફોર્મરના ગૌણ વિન્ડિંગ્સના તબક્કાઓ વચ્ચે નો-લોડ વોલ્ટેજ છે. Zt - નિષ્ફળતાના બિંદુની ઉપર સ્થિત સર્કિટનું અવબાધ. પછી Zt કેવી રીતે શોધવું તે ધ્યાનમાં લો.

ઇન્સ્ટોલેશનનો દરેક ભાગ, ભલે તે નેટવર્ક હોય, પાવર કેબલ હોય, ટ્રાન્સફોર્મર પોતે જ હોય, સર્કિટ બ્રેકર હોય કે બસબાર હોય, તેની પોતાની અવબાધ Z હોય છે જેમાં સક્રિય R અને પ્રતિક્રિયાશીલ X હોય છે.

કેપેસિટીવ પ્રતિકાર અહીં ભૂમિકા ભજવતું નથી. Z, R અને X ઓહ્મમાં વ્યક્ત થાય છે અને નીચેની આકૃતિમાં બતાવ્યા પ્રમાણે કાટકોણ ત્રિકોણની બાજુઓ તરીકે ગણવામાં આવે છે. અવબાધની ગણતરી જમણા ત્રિકોણના નિયમ અનુસાર કરવામાં આવે છે.

દરેક વિભાગ માટે X અને R શોધવા માટે ગ્રીડને અલગ-અલગ વિભાગોમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે જેથી કરીને ગણતરી અનુકૂળ હોય. શ્રેણી સર્કિટ માટે, પ્રતિકાર મૂલ્યો સરળ રીતે ઉમેરવામાં આવે છે અને પરિણામ Xt અને RT છે. કુલ પ્રતિકાર Zt સૂત્ર દ્વારા કાટકોણ ત્રિકોણ માટે પાયથાગોરિયન પ્રમેય દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે:

જ્યારે વિભાગો સમાંતરમાં જોડાયેલા હોય છે, ત્યારે ગણતરી સમાંતરમાં જોડાયેલા પ્રતિરોધકો માટે કરવામાં આવે છે, જો સંયુક્ત સમાંતર વિભાગોમાં પ્રતિક્રિયા અથવા સક્રિય પ્રતિકાર હોય, તો સમકક્ષ કુલ પ્રતિકાર પ્રાપ્ત થશે:

Xt ઇન્ડક્ટન્સના પ્રભાવ માટે જવાબદાર નથી, અને જો અડીને આવેલા ઇન્ડક્ટન્સ એકબીજાને પ્રભાવિત કરે છે, તો વાસ્તવિક ઇન્ડક્ટન્સ વધારે હશે. એ નોંધવું જોઈએ કે Xz ની ગણતરી માત્ર એક અલગ સ્વતંત્ર સર્કિટ સાથે સંબંધિત છે, એટલે કે, પરસ્પર ઇન્ડક્ટન્સના પ્રભાવ વિના પણ. જો સમાંતર સર્કિટ એકબીજાની નજીક સ્થિત હોય, તો પ્રતિકાર Xs નોંધપાત્ર રીતે વધારે હશે.

હવે સ્ટેપ-ડાઉન ટ્રાન્સફોર્મરના ઇનપુટ સાથે જોડાયેલ નેટવર્કને ધ્યાનમાં લો. થ્રી-ફેઝ શોર્ટ-સર્કિટ વર્તમાન Isc અથવા શોર્ટ-સર્કિટ પાવર Psc વીજળી સપ્લાયર દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે, પરંતુ આ ડેટાના આધારે કુલ સમકક્ષ પ્રતિકાર શોધી શકાય છે. સમાન અવબાધ, જે વારાફરતી નીચા વોલ્ટેજ બાજુ માટે સમકક્ષ પરિણમે છે:

Psc-થ્રી-ફેઝ શોર્ટ-સર્કિટ સપ્લાય, લો-વોલ્ટેજ સર્કિટનું U2-નો-લોડ વોલ્ટેજ.

નિયમ પ્રમાણે, ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ નેટવર્કના પ્રતિકારનો સક્રિય ઘટક — Ra — ખૂબ નાનો છે અને પ્રેરક પ્રતિકારની તુલનામાં, નજીવો છે. પરંપરાગત રીતે, Xa એ Za ના 99.5% અને રા એ Xa ના 10% જેટલો લેવામાં આવે છે. નીચેનું કોષ્ટક 500 MVA અને 250 MVA ટ્રાન્સફોર્મર્સ માટે આ મૂલ્યોના અંદાજિત આંકડાઓ દર્શાવે છે.

સંપૂર્ણ Ztr — લો વોલ્ટેજ સાઇડ ટ્રાન્સફોર્મર પ્રતિકાર:

Pn — કિલોવોલ્ટ-એમ્પીયરમાં ટ્રાન્સફોર્મરની રેટ કરેલ પાવર.

વિન્ડિંગ્સના સક્રિય પ્રતિકાર પર આધારિત છે પાવર નુકશાન.

અંદાજિત ગણતરીઓ કરતી વખતે, Rtr ને અવગણવામાં આવે છે અને Ztr = Xtr.

જો લો-વોલ્ટેજ સર્કિટ બ્રેકરને ધ્યાનમાં લેવું હોય, તો શોર્ટ-સર્કિટ પોઈન્ટની ઉપરના સર્કિટ બ્રેકરની અવબાધ ગણવામાં આવે છે. પ્રેરક પ્રતિકાર સ્વીચ દીઠ 0.00015 ઓહ્મ ની બરાબર લેવામાં આવે છે અને સક્રિય ઘટક અવગણવામાં આવે છે.

બસબાર્સની વાત કરીએ તો, તેમનો સક્રિય પ્રતિકાર નજીવો છે, જ્યારે પ્રતિક્રિયાશીલ ઘટક તેમની લંબાઈના આશરે 0.00015 ઓહ્મ પ્રતિ મીટરે વિતરિત થાય છે, અને જ્યારે બસબાર્સ વચ્ચેનું અંતર બમણું થાય છે, ત્યારે તેમની પ્રતિક્રિયા માત્ર 10% વધે છે. કેબલ પરિમાણો તેમના ઉત્પાદકો દ્વારા નિર્દિષ્ટ કરવામાં આવે છે.

ત્રણ-તબક્કાની મોટર માટે, શોર્ટ સર્કિટની ક્ષણે તે જનરેટર મોડમાં જાય છે, અને વિન્ડિંગ્સમાં શોર્ટ સર્કિટ વર્તમાન Isc = 3.5 * In તરીકે અંદાજવામાં આવે છે. સિંગલ-ફેઝ મોટર્સમાં, શોર્ટ સર્કિટની ક્ષણે વર્તમાનમાં વધારો નજીવો છે.

સામાન્ય રીતે શોર્ટ સર્કિટ સાથે આવતા આર્કમાં પ્રતિકાર હોય છે જે કોઈ પણ રીતે સ્થિર હોતું નથી, પરંતુ તેનું સરેરાશ મૂલ્ય અત્યંત ઓછું હોય છે, પરંતુ સમગ્ર ચાપમાં વોલ્ટેજ ડ્રોપ નાનો હોય છે, તેથી વર્તમાન લગભગ 20% જેટલો ઓછો થાય છે, જે કામગીરીને સરળ બનાવે છે. સર્કિટ બ્રેકરની કામગીરીમાં ખલેલ પહોંચાડ્યા વિના ખાસ કરીને ટ્રિપિંગ કરંટને અસર કર્યા વિના.

લાઇનના પ્રાપ્ત છેડે શોર્ટ-સર્કિટ કરંટ લાઇનના સપ્લાયિંગ છેડે શોર્ટ-સર્કિટ કરંટ સાથે સંબંધિત છે, પરંતુ ટ્રાન્સમિટિંગ વાયરના ક્રોસ-સેક્શન અને સામગ્રી તેમજ તેમની લંબાઈને પણ ધ્યાનમાં લેવામાં આવે છે. એકાઉન્ટ પ્રતિકારનો ખ્યાલ રાખતા, કોઈપણ આ સરળ ગણતરી કરી શકે છે. અમે આશા રાખીએ છીએ કે અમારો લેખ તમારા માટે ઉપયોગી હતો.