В данной статье, я хочу Вас познакомить с программой «Аврал версии 3.0.8″, кто не знает, данная программа разработана для расчетов токов короткого замыкания в сетях до 1000 В. Существует платная и бесплатная версия. Платная стоит 15000 рублей, в принципе можно пользоваться и бесплатной версией, в случае использования бесплатной версии, Вы не сможете осуществлять расчёт токов КЗ при электроснабжении потребителей от автономного генератора и нельзя экспортировать результаты расчетов в отдельный файл. Как показала практика, можно использовать и бесплатную версию. Для лучшего знакомства с программой «Аврал», рассмотрим пример расчета ТКЗ.

Пример расчета

Принципиальная электрическая схема изображена на рис.1.

Источником питания может быть дизельная электростанция или районная сеть, питающая потребители через понижающий трансформатор. Необходимо проверить аппараты защиты на отключение КЗ в точках К-1 и К-2 за нормативное время.

Для точки К-1 аппаратами защиты являются автоматический выключатель, установленный на выводе генератора в контейнере ДЭС, и предохранители, установленные в распределительной панели трансформаторной подстанции.

Для точки К-2 аппаратом защиты является автоматический выключатель, установленный в щите ВРУ-АВР на фидере линии МА1.

Все данные, необходимые для расчета, приведены на принципиальной схеме (см. рис.1).

Точка К-1 (Г)

Расчет аварийного режима КЗ и определение срабатывания аппарата защиты в точке К-1 при питании потребителей от дизельной электростанции (генератора). Все исходные данные и результаты расчета представлены на скриншотах программы, см. рис.2-6.

Точка К-2 (Г)

Расчет аварийного режима КЗ и определение срабатывания аппарата защиты в точке К-2 при питании потребителей от дизельной электростанции (генератора). Все исходные данные и результаты расчета представлены на скриншотах программы, см. рис.7-10. Так как ввод параметров ДЭС аналогичен расчету точки К-1 (Г), то здесь этот скриншот не приводится.

Рис.7. Ввод параметров линии

Точка К-1 (Т)

Расчет аварийного режима КЗ и определение срабатывания аппарата защиты в точке К-1 при питании потребителей от централизованной сети (трансформатора). Все исходные данные и результаты расчета представлены на скриншотах программы, см. рис.10-15.

Точка К-2 (Т)

Расчет аварийного режима КЗ и определение срабатывания аппарата защиты в точке К-2 при питании потребителей от централизованной сети (трансформатора). Все исходные данные и результаты расчета представлены на скриншотах программы, см. рис.16-19. Так как ввод параметров трансформатора аналогичен расчету точки К-1 (Т), то здесь этот скриншот не приводится.

Результаты расчетов

Согласно результатам расчетов, аппараты защиты срабатывают за нормативное время при возникновении режима КЗ в точках К-1 и К-2. При этом, проверено срабатывание аппаратов защиты в аварийном режиме при питании потребителей как от дизельной электростанции, так и от централизованной сети.

Обозначение величин

В отчете, базе данных и результатах расчета программы используются условные обозначения физических величин. Ниже приведен полный список их обозначений.

Трансформатор

  • Uвн.ном., кВ – номинальное напряжение обмотки высокого напряжения;
  • Uнн.ном, В – номинальное напряжение обмотки низкого напряжения;
  • Sном, кВ*А – номинальная полная мощность;
  • Uнн, В – напряжение рабочего режима обмотки НН;
  • Iк.вн., кА – ток короткого замыкания на выводах обмотки ВН;
  • Sк, МВ*А – мощность короткого замыкания на выводах обмотки ВН;
  • Xс, мОм – эквивалентное индуктивное сопротивление системы;
  • R1, мОм – активное сопротивление прямой последовательности;
  • R0, мОм – активное сопротивление нулевой последовательности;
  • X1, мОм – индуктивное сопротивление прямой последовательности;
  • X0 – индуктивное сопротивление нулевой последовательности.

Генератор

  • Sном., кВ*А – номинальная полная мощность;
  • Uном., В – номинальное напряжение;
  • f, Гц – номинальная частота;
  • U(0), В – напряжение генератора в момент времени, предшествующий КЗ;
  • Рр, кВт – расчетная активная мощность нагрузки потребителей;
  • Qр, квар – расчетная реактивная мощность нагрузки потребителей;
  • Sр, кВ*А – расчетная полная мощность нагрузки потребителей;
  • Iр, А – расчетный ток нагрузки потребителей;
  • cosф, о.е. – коэффициент активной мощности нагрузки потребителей;
  • tgф, о.е. – коэффициент реактивной мощности нагрузки потребителей;
  • ф, град. – угол между активной и полной мощностью нагрузки потребителей;
  • Xd”, о.е. – сверхпереходное индуктивное сопротивление по продольной оси;
  • Xd’, о.е. – переходное индуктивное сопротивление по продольной оси;
  • Xd, о.е. – синхронное индуктивное сопротивление по продольной оси;
  • Xq”, о.е. – сверхпереходное индуктивное сопротивление по поперечной оси;
  • Xq, о.е. – синхронное индуктивное сопротивление по поперечной оси;
  • X2, о.е. – индуктивное сопротивление обратной последовательности;
  • X0, о.е. – индуктивное сопротивление нулевой последовательности;
  • R, Ом – активное сопротивление обмотки якоря;
  • Td”, с – сверхпереходная постоянная времени по продольной оси при замкнутой накоротко обмотке якоря;
  • Td’, с – переходная постоянная времени по продольной оси при замкнутой накоротко обмотке якоря;
  • Tа, с – постоянная времени затухания апериодической составляющей тока якоря при трехфазном КЗ на выводах машины;
  • Кс или ОКЗ – отношение короткого замыкания.

Линия

  • Nпар., шт. – количество параллельно подключенных проводников;
  • Fфазы, кв.мм. – сечение фазного проводника;
  • Fнуля, кв.мм. – сечение нулевого проводника;
  • t нач,°C – начальная температура проводника;
  • t пр., °C – расчетная температура проводника;
  • R1пог., мОм/м – погонное активное сопротивление прямой последовательности;
  • R0пог., мОм/м – погонное активное сопротивление нулевой последовательности;
  • X1пог., мОм/м – погонное индуктивное сопротивление прямой последовательности;
  • X0пог., мОм/м – погонное индуктивное сопротивление нулевой последовательности;
  • R1, мОм/м – активное сопротивление прямой последовательности линии;
  • R0, мОм/м – активное сопротивление нулевой последовательности линии;
  • X1, мОм/м – индуктивное сопротивление прямой последовательности линии;
  • X0, мОм/м – индуктивное сопротивление нулевой последовательности линии;
  • Dср.геом., м – среднегеометрическое расстояние между проводами фаз (только для воздушных линий).

Начальная температура проводника

  • Iнорм.расч., А – значение рабочего тока линии в нормальном режиме. В случае нескольких параллельного соединенных проводников указывается расчетный ток всей линии, а не отдельного проводника;
  • t oкр.норм., °C – значение нормированной температуры окружающей среды. Как правило, при прокладке линии в земле указывается значение 15 °C, в воздухе — 25 °C;
  • t окр, °C – значение температуры окружающей среды;
  • Iдоп.прод., А – справочное значение длительно допустимого тока (допустимого тока продолжительного режима) проводника. В случае нескольких параллельного соединенных проводников указывается ток отдельного проводника, а не всей линии;
  • t доп.прод., °C – справочное значение допустимой температуры проводника продолжительного (нормального) режима.
  • t нач, °C – расчетное значение начальной температуры проводника.

Прочие элементы цепи

  • Rпр, мОм – суммарное активное сопротивление прочих элементов цепи;
  • Xпр, мОм – суммарное индуктивное сопротивление прочих элементов цепи;
  • Rк.с., мОм – активное сопротивление контактов и контактных соединений;
  • Rд, мОм – активное сопротивление электрической дуги;
  • Rр, мОм – активное сопротивление реактора;
  • Xр, мОм – индуктивное сопротивление реактора;
  • Rав, мОм – активное сопротивление катушки автоматических выключателей;
  • Xав, мОм – индуктивное сопротивление катушки автоматических выключателей;
  • Rтт, мОм – активное сопротивление трансформаторов тока;
  • Xтт, мОм – индуктивное сопротивление трансформаторов тока.

Аппарат защиты

  • Iном, А – номинальный ток;
  • Iрасц., А – номинальный ток срабатывания расцепителя (только для автоматического выключателя) по паспорту;
  • Tср.,с – время срабатывания;
  • Кз – коэффициент запаса;
  • Iср., А – ток срабатывания с учетом коэффициента запаса.

Результаты расчета

  • Iп(0), А – начальное (момент времени Т=0 после возникновения КЗ) действующее значение периодической составляющей тока КЗ.
  • Iп(Tср), А – действующее значение периодической составляющей тока КЗ через отрезок времени Tср (см. ниже) после возникновения КЗ;
  • iа(0), А – наибольшее начальное значение апериодической составляющей тока КЗ.
  • ia(Tср), А – значение апериодической составляющей тока КЗ через отрезок времени Tср после возникновения КЗ.
  • iу, А – ударный ток.
  • Iтер.эк., А – действующее значение термически эквивалентного тока (см. ГОСТ 30323-95, п.п. 3.1.1).
  • Tср., с – время срабатывания аппарата защиты. Значение копируется в таблицу из соответствующего поля группы Аппарат защиты.
  • Iср., А – ток срабатывания аппарата защиты. Значение копируется в таблицу из соответствующего поля группы Аппарат защиты.

Задал ему номинал 250А и кратность 12Iн, время срабатывания задал 5с. По расчету программы ток ОКЗ вышел 2,9кА и программа выдала заключение о том, что аппарат не сработает... Этот вывод НЕ ВЕРНЫЙ!

Вы задали ток срабатывания (без учета разброса характеристик) Iср.=250*12=3000 А или 3 кА. Программа считает только то, что вы ей задали. Так как Iокз

Если посмотреть на время-токовые характеристики ВА53-41, то он сработает почти мгновенно!

В программе нет возможности выбрать тип выключателя, поэтому странно выслушивать претензии, что программа "не догадалась", что автоматический выключатель должен сработать.
Очивидно, что вы допустили ошибку. Нужно было вводить ток срабатывания для времени 5 сек, тогда программа посчитала бы верно.

А за 5 секунд он и при 2кА сработает по тепловому расцепителю из нагретого состояния.

Значит, эту характеристику нужно было вводить, а не 250 А при 12 кратной отсечке.

Затем, интереса ради, слегка изменил модель своей цепи так, что бы ток был чуть больше 3кА - и, вуаля! Автомат стал срабатывать при любом времени срабатывания!

Разумеется, программа показывает, что за указанное вами время произойдет срабатывание. Следует заметить, что в нормативах указывается максимальное время отключения тока КЗ. Т.е. чем меньше время срабатывания, тем лучше. В расчетах следует указывать максимально допустимое время срабатывания, согласно нормативным требованиям. Если в результате окажется, что аппарат защиты сработает за это время, значит нормативные требования выполняются.
Еще раз - программа не считает, за какое время произойдет срабатывание, а показывает, произойдет отключение КЗ за указанное вами время, или нет.

Напрашивается вывод - то ли в варианте "стандарт" все так урезано, то ли в принципе при расчете можно вообще не обращать внимания на установку времени срабатывания для защитного аппарата.

В варианте стандарт урезано только то, что указано в описании на сайте, а именно:

урезаны функции расчета токов КЗ при питании потребителей от автономной электростанции, а также нельзя выполнить экспорт результатов расчетов;

Не больше, и не меньше.
Время срабатывания в некоторых случаях не участвует в расчетах. Ваш случай - этому пример. Тем не менее, в таблице результатов расчета это время указывается, и эксперту (проверяющему) сразу видно, что нормативные требования выполняются.
Время срабатывания играет важную роль при определении срабатывания аппарата защиты в том случае, если происходит изменение действующего значения периодической составляющей тока КЗ с течением времени. Типичный случай - КЗ в сети с питанием от автономной дизельной электростанции.
Также, если в качестве аппарата защиты используется предохранитель с плавкой вставкой, то без времени срабатывания здесь тоже не обойтись, т.к. по времени срабатывания определяется ток срабатывания предохранителя.

Еще не понял почему при задачи параметров транформатора напряжение ВН можно выбрать только 10кВ.

Напряжение ВН можно выбрать то, которое занесено в базу данных для конретного трансформатора. Пользователь может сам ввести данные трансформатора с необходимым напряжением высокой стороны и выполнить расчет КЗ.

Благодарю вас за проявленный интерес и ваши вопросы.

— Аврал. Командующего подменили. — Доложите внятно, контр-адмирал Девятов, — потребовал адмирал Шварпцкофф. — Сижу я в "персоналке", вдруг — как током: что-то не то с командующим. Лицо вытянулось, в плечах раздался. Дал задание, мой комлог смоделировал его фигуру в рост и сравнил с фигурой котр-адмирала Шмидта. Метр семьдесят четыре сантиметра против трех метров одиннадцати сантиметров. — Девятов, Вы не допускаете ошибку? — спросил адмирал Моль. — Перепроверил два раза. Шмидту по пояс. Говорили шепотом, чтобы не услышал дремавший за столом поодаль от шеренги подчиненных командующий базой флаг-адмирал Малышев. Видились с ним только раз в году и только в кубрике-ком, где проводились командные учения. Был Малышев карликом, мужчине со средним в два метра ростом макушкой только-только доставал до причинного места, а иной женщине — до колена (у толлюдов женщины выше мужчин). Стыдился, потому общался в реале исключительно только с адмиралами, только раз в году, с высокого подиума, не покидая кресла за столом. Кубрик-ком примечателен тем, что по нужде выходить здесь нет надобности: пронумерованные — резанными по дощечке красного дерева цифрами — персональные кабинки занимали всю стену напротив подиума. Сорок одна штука — по числу штата адмиральского корпуса базы включая и самого командующего. В шеренге выстраивались каждый спиной к своей "персоналке". Приспичит кому, кнопку нажмет и в стене провернется, шипя и пострекивая, цилиндр — кабинка с унитазом. Садился и кабинка проворачивалась обратно. Адмирал оказывался лицом перед экраном плазора, по которому мог наблюдать за лунной поверхностью, земным шаром на звездном фоне и отслеживать, пока оправлялся, ход учений в кубрике-ком. А шел сам флаг-адмирал Малышев к "персоналке" за номером 1, все мигом занимали свои — ни кто не рисковал оказаться вблизи от Малышева. Но так было в прошлом: ныне Старик — так за глаза звали командующего — в туалет не ходил, все трое суток учений дрых за столом. Поспит сорок пять минут, проснется — выкурит трубку и снова опустит подбородок на грудь. В гальюне спасались от смертной скуки, здесь отсыпались, съедали батончик "марса", играли по комлогу в игры. — Отто, друг, пойдем, замерим, — жестами на языке глухонемых звал Девятов Шмидта, стоявшего в другом конце шеренги. Но тот отказал жестом определенно выразительным. — Урод, — выругался контр-адмирал. — А я вырос. — Негромкое заявление с подиума рассекло тишину. Флаг-адмирал набивал трубку. Разбудили-таки. Офицеры подравнялись, вытянулись и щелкнули каблуками. — Врет. Он не командующий, — убеждал Девятов. По шеренге прокатилось: "Врет?" — "Рехнулись". — "Пусть докажет". Послышалось даже громкое и отчаянно смелое вице-адмирала Склиста: — Кто ты такой? — Молчать! — скомандовал Моль. — Адмирал Шварпцкофф против, а я предлагаю: пусть этот... субъект смастерит трубку. Получится — он настоящий командующий. А вырасти он действительно мог. Какие с этим проблемы? Есть же "УвР", трофейный — от людей нам доставшийся — препарат для увеличения у людей роста диверсантам. — Вы голова, Феоктист Кириллович, — отпустил комплимент Молю Склист. — Ладно, — донеслось с подиума. Малышев достал из ящика стола сундучок, откинул крышку с инструментом — ножи, стамески, долота, буравчики за резинкой. Внутри — бруски дерева разных пород. Выложил и перебирал курительные трубки, начатые и почти завершенные, Моль подсказал: — Сэр, возьмите ту темного дерева, у которой чашечка — голова Мефистофеля. Она почти завершена и, по-моему, эта последняя какой вы занимались. — Четыреста лет тому назад, — уточнил Шварпцкофф. — Эта? — Она, сэр. Трубка была почти готова, оставалось сделать несколько срезов стамеской по черенку, прошкурить и отполировать. Упрятав в кулаке чашечку, Малышев перебрал все ножи и стамески. В шеренге зароптали: Старик всегда брал инструмент, не раздумывая. Обратно за резинку засунув буравчик, Малышев запустил руку под столешницу и извлек... кортик. Вытащил из ножен, провел клинком по языку, сплюнул в сторону. Аккуратно, с легким нажимом сделал первый срез, потом второй... третьим трубка была загублена. — Ты кто такой?! — Склист уже кричал. — Разучился, стало быть, — сгреб сундук назад в ящик флаг-адмирал. — Рука не та: длиннее стала — сноровки прежней нет... Вице-адмирал Склист, собрать кортики! Ропот стих. — Зачем? — прошептал Моль. — Не будет же он ими в нас опять метать, с его-то теперь неверной рукой? — простонал Шварпцкофф. — Вице-адмирал, приказ слышали! Кортики на подиум! — повысил голос Малышев. Склист, толстый лысый толлюд, протрусил вдоль шеренги, все расторопно вынули из ножен клинки и уложили рукоятями ему в фуражку. — Кру-гом! Команду выполнили, Малышев в инвалидном кресле подкатил к краю подиума, выгреб здесь из фуражки кортики и вернулся на место за столом. — Я догадался: он андроид, он андроид! — Не шептал, не кричал — пел, крутился на месте, расталкивая локтями соседей, Девятов. — А значит, кортики в нас метать не сможет. Закон Азимова! — "Какой еще андроид?" — "Откуда?" — "Рехнулся", — прокатилось по шеренге. — Вы спятили, контр-адмирал. Смирно! — По правую руку Девятов соседствовал с вице-адмиралом. — Посмотрите, что он делает, — не гудел обычным басом, а натужно фальцетом выдавил из себя гигант Шмидт. Клинки, казалось, не летали из рук, а выстроились колонной под потолок кубрика. Жонглер стоял на столе весь в дыму, валившем из трубки, изо рта, ноздрей, ушей, из-под клешей брюк и всех карманов мундира. — Без сомнений, андроид. Толлюду такого в жизнь не проделать, — перекрестился мокрый от пота Склист. — Эй! Алекс, Алексей, Андрей, Андрон, Артем — как тебя? Кукла целлулоидная, выкладывай все как есть! Где Старик?! — Хана нам, — обречено заключил Шварпцкофф. — Ложись!! — успел скомандовать Моль. Флаг-адмирал метал кортики пару за парой, выдергивая их из основания "колонны". — ...восемь, ...десять, одиннадцать, двенадцать, ...девятнадцать, — глухо в пол, с облегчением на счете "двадцать", выдыхал Склист. Отпели песню вонзенные в двери "персоналок" клинки, в рубке восстановилась тишина. Шеренга вся лежала ниц. Командующий кортиком состругивал ноготь с большого пальца ноги, сидел он на столе без ботинок и носков. И ВДРУГ! — Развлекаетесь. Даже, если бы и не узнали тенорок... голос прозвучал из угла рубки! Того угла, где "персоналка" за номером 1. Шмидт — сосед — оторвался от пола, взглянул и снова уронил голову. Все вскочили и бросились к "персоналкам", наложили палец на кнопку открыть... — Отставить. Малышев в углу — сидел на унитазе, Малышев на подиуме — стоял навытяжку. — Здравия желаю, Савелий Иванович! — по имени и отчеству, по-флотски, обращаясь, поздоровался флаг-адмирал. — Со стола спрыгни, Алик. Посмотри, ты носки на ботинки надел. Защелкали каблуками адмиралы. Не стройно. Переобувался флаг-адмирал неестественно быстро, и шнурок на втором ботинке, пока руки были заняты первым, завязался бантиком сам собой. Постепенно все пришли в себя. Объявился настоящий командующий базой — Малышев Савелий Иванович. Спас. Оставаться в кубрике с андроидом... уж лучше со Стариком-карликом. Этот тоже не сахар, но кортики — вот так опасно — не метал. — Да, флаг-адмирал — андроид, — подтвердил догадку Девятого настоящий Старик. — Добрый. Это он так — роль играл. Вам, флаг-адмирал, делаю внушение: пугать кортиками! А, если б промахнулся? — Виноват, сэр! — отчеканил, вытягиваясь в струнку, Малышев-андроид. — Устроили здесь балаган, у меня что-то внутри и сломалось. Погорячился. Насчет ваших опасений: исключено — я не промахиваюсь. — Не промахиваешься! А все это как понимать? Говорил тебе научиться ремеслу трубки резать. А ты: "Мне жонглировать нравится и кортиком в цель метать". Дометался! — Научусь! — Теперь-то на кой?.. Господа адмиралы, я зачем объявился? На Луну с Земли стартовал корабль, возможно, с буровой установкой на борту. Не Белка со Стрелкой, не "луноход" к базе летят — человеки. Высадятся, начнут исследовать кратеры, бурить. Короче, пришло время исполнять нашу миссию. Космос человечеству — как их пращурам людям — не заселить! Противодействовать будем пока мягко. Девятов, глазастый вы наш, покумекайте, как сделать так, чтобы стяг, — а астронавты, прилунятся, первым делом флаг в Луну воткнут, — колыхался бы как на ветру. На Земле обратят на этот казус внимание — скандал возникнет. Посчитают — туфта, в Голливуде, в студии высадку инсценировали. Глядишь, лунную программу и закроют. Не надолго, скорее всего, но все же... Я здесь торчать не намерен. Хочу трубки резать, в Амстердаме у меня мастерская и со всего света заказы. Шмидт, не съем я вас. Встаньте... нажмите на кнопку... присядьте. Все по местам... Зашипело, застрекотало... На унитазах адмиралы отдали приказы наружным постам и следили за приближением к Луне корабля. Перекусывая "марсом", дивились: "Старик четыреста лет трубки на Земле резал! Мы эти четыреста лет подмены командующего на андроида не замечали. Вот олухи. И где только Алика раздобыл? Ведь производство андроидов еще людьми было запрещено, мы, толлюды, ими вообще не занимались, а современные земляне, эти человеки, андроидов еще не создали. Эксперементируют, — пусть себе побалуются — но не создадут, потому что мы, толлюды, не дадим это сделать". Девятов, прорабатывая задание, один только и предположил: "А не человек ли этот Алик? У человеков такие способности! Каков актер, а? Четыреста лет нас за нос водил! А каков жонглер и метатель!.. А не спелся ли Старик с человеками? Похоже, он нас за нос водит. Вот дела". ...Алик понуро брел от "персоналки" к "персоналке" и, встав на цыпочки, выдергивал кортики из дощечек с номерами. До последнего сорокового не дотянулся. В прыжке вздрогнул от испуга. — Шашлыков приготовь! Прошипело-прострекотало под дощечкой с номером 1 — появился и скрылся Малышев на унитазе. В кубрик-ком он вытолкнул мангал на колесиках — с дровами, шампурами и бараниной...