ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΡΕΥΜΑΤΟΣ ΒΡΑΧΥΚΥΚΛΩΣΗΣ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΤΗ

Η γνώση της τιμής το ρεύματος βραχυκυκλώματος στην πλευρά χαμηλής -τάσης του Μ/Σ είναι πολύ σημαντική, διότι με βάση αυτή την τιμή πρέπει να επιλέξουμε τον εξοπλισμό χαμηλής τάσης (ασφάλειες, διακόπτες ισχύος κ.λπ.) όσο αφορά την αντοχή του σε βραχυκύκλωμα.

Τάση βραχυκύκλωσης

Ονομάζουμε τάση βραχυκύκλωσης (uk) την τάση που πρέπει να εφαρμόσουμε στο πρωτεύον τύλιγμα του Μ/Σ ώστε να έχουμε, με βραχυκυκλωμένο το δευτερεύον, το ονομαστικό ρεύμα στο δευτερεύον τύλιγμα. Η τάση αυτή δίνεται ως ποσοστό~ επί τοις εκατό (%) της ονομαστικής τάσης του πρωτεύοντος, και έτσι έχουμε την ονομαστική τάση βραχυκύκλωσης (uk).

Η τάση βραχυκύκλωσης μας επιτρέπει να προσδιορίσουμε την εσωτερική σύνθετη (ωμική + επαγωγική) αντίσταση του Μ/Σ που είναι απαραίτητη για τον υπολογισμό της στάθμης του ρεύματος βραχυκυκλώματος (Ιk) στην πλευρά χαμηλής τάσης του Μ/Σ.

Παράδειγμα

Να υπολογισθεί το ρεύμα βραχυκυκλώματος στο δευτερεύον τύλιγμα ενός Μ/Σ διανομής 20/0,4 kV ονομαστικής ισχύος Sn=250 kVA και με τάση βραχυκύκλωσης uk = 4%.

Το ρεύμα βραχυκυκλώματος υπολογίζεται από τον τύπο: Ik=100*Sn/1,732*uk*U2 όπου:

Sn = Ονομαστική ισχύς Μ/Σ σε kVA
U2 = Ονομαστική τάση δευτερεύοντος σε V
uk = τάση βραχυκύκλωσης σε %
Ik = ρεύμα βραχυκυκλώματος σε KΑ

Aντικαθιστούμε στον παραπάνω τύπο Sn= 250 kVA, U2=400 V, uk = 4% και έχουμε Ik=100*250/1,732*4*400=9,02kA

Οι μετασχηματιστές διανομής στην Ελλάδα είναι:

ΔΕΗ

αποκλειστικά τύπου ελαίου ισχύος 50-250 KVA

ΙΔΙΩΤΩΝ

Κυρίως τύπου ελαίου και 10% ξηρού τύπου ισχύος  250-1600 KVA

Η κατασκευή τους είναι σύμφωνη με τα πρότυπα:

CENELEC HD-428 για τριφασικούς μετασχηματιστές  διανομής  ελαίου 50Hz, 50-2500KVA

 CENELEC HD-538 για τριφασικούς μετασχηματιστές  διανομής  ξηρού τύπου

Τα παραπάνω πρότυπα έχουν υιοθετηθεί από τον ΕΛΟΤ

Η ικανότητα διακοπής της διάταξης προστασίας πρέπει να είναι τουλάχιστον ίση µε το µέγιστο αναµενόµενο ρεύµα βραχυκυκλώµατος στη θέση εγκατάστασης

Από το αποτέλεσμα του παραπάνω παραδείγματος και χωρίς να ξέρουμε την ισχύ του μετασχηματιστή που τροφοδοτεί μια οικία και σύμφωνα με τα δεδομένα της Ελλάδας όπου για την τροφοδοσία των σπιτιών μας χρησιμοποιούνται από τη ΔΕΗ μετασχηματιστές ισχύος το πολύ μέχρι 250KVA και με τάση βραχυκύκλωσης 4% βγάζουμε το αποτέλεσμα ότι ο εξοπλισμός χαμηλής τάσης (ασφάλειες διακόπτες ισχύος κ.λπ.) θα πρέπει να έχουν ονομαστική τιμή ρεύματος βραχυκύκλωσης τουλάχιστον τα 10ΚΑ

Όμως, αν ο μικροαυτόματός μας βρίσκεται σε κάποιον υποπίνακα, όπου μεταξύ αυτού και του Μ/Σ μεσολαβούν διαφόρων μηκών και διατομών καλώδια, είναι βέβαιο πως στο σημείο εγκατάστασης αυτού του μικροαυτόματου οι αντιστάσεις των καλωδίων θα έχουν στραγγαλίσει το βραχυκύκλωμα και θα το έχουν φέρει σε πολύ μικρότερη τιμή, ίσως μικρότερη και των 6 kA.

Σε εγκαταστάσεις που τροφοδοτούνται από μετασχηματιστή μεγαλύτερης ισχύος των 250 KVA ακολουθούμε τους υπολογισμούς όπως στο παράδειγμα που αναφέραμε

Στην παρακάτω εικόνα βλέπουμε μια αυτόματη ασφάλεια με ονομαστική τιμή ρεύματος βραχυκύκλωσης 10000Α

Άρθρο 13  του Κώδικα Διαχείρισης του Ελληνικού Δικτύου Διανομής Ηλεκτρικής Ενέργειας (ΕΔΔΗΕ)

Ισχύς βραχυκυκλώσεως του Δικτύου

1. Η σχεδίαση και η λειτουργία του Δικτύου πραγματοποιείται από τον Διαχειριστή του Δικτύου κατά τρόπο ώστε η μέγιστη αναμενόμενη τιμή της έντασης βραχυκυκλώσεως στα διάφορα επίπεδα αυτού (αρχική συμμετρική τιμή), να μην υπερβαίνει τις ακόλουθες τιμές σχεδιασμού:

(α) Στο Δίκτυο ΧΤ:

αα) Για υπόγειο δίκτυο τυπικά τα 25 kΑ, και κατά περίπτωση τα 30 kA.

ββ) Για εναέριο δίκτυο τυπικά τα 15 kA, και κατά περίπτωση τα 25 kA.

(β) Στο Δίκτυο ΜΤ:

αα) Για το δίκτυο 20 kV, τα 7,2 kA.

ββ) Για το δίκτυο 15 kV, τα 9,6 kA.

γγ) Για τα παλαιά δίκτυα 6,6 kV και 22 kV, 14,0 kA και 13,0 kA, αντίστοιχα. (γ) Στο Δίκτυο ΥΤ (150 kV) τα 31,0 kA.

2. Σε απομακρυσμένα σημεία του Δικτύου η ένταση βραχυκυκλώσεως μπορεί να είναι σημαντικά μικρότερη από τα παραπάνω αναφερόμενα μεγέθη. Ιδιαίτερα στο Δίκτυο των Μη Διασυνδεδεμένων Νησιών που τροφοδοτείται από σταθμούς παραγωγής μικρής εγκατεστημένης ισχύος, η ένταση βραχυκυκλώσεως είναι κατά κανόνα πολύ μικρότερη, ενώ σε θέσεις του Δικτύου πλησίον σταθμών παραγωγής μεγάλης εγκατεστημένης ισχύος μπορεί να είναι και μεγαλύτερη.