Komentář k příkladu výpočtů
vztahujících se k impedanční smyčce
Ing. Kříž, IN-EL
V příkladu výpočtů, kterými se ověřuje splnění podmínek samočinného
odpojení se porovnává přímo zkratový proud obvodu Ik s proudem Ia
zajišťujícím vypnutí předřazeného ochranného přístroje (viz
obr. 1).
Zkratový proud jednotlivých obvodů (smyček) se počítá poměrně přesnou
normalizovanou metodou uvedenou též v ČSN IEC 781 (33 3021) Návod pro výpočet
zkratových proudů v paprskových sítích nízkého napětí. Výpočet
jednofázového zkratového proudu, kterým je též proud vznikající při průrazu na
neživou část v síti TN (popř. IT při druhé poruše) se provádí podle vzorce
Ik1´´ = Ö3 • c •
Un / |2Z(1) + Z(0)|
V tomto vzorci značí
Ik1´´ počáteční rázový zkratový proud,
c součinitel napětí pro výpočet; pro výpočet minimálního zkratového
proudu se tento součinitel označuje cmin a pro 230/400 V je cmin
= 0,95,
Un jmenovité napětí sítě mezi vodiči (efektivní hodnota); v
našem případě je to 400 V,
Z(1) sousledná složka zkratové impedance,
Z(0) netočivá složka zkratové impedance.
Přitom |2Z(1) + Z(0)| = Ö[(2R(1) + R0))2
+ (2X1) + X(0))2] tzn. že se získá
běžným výpočtem velikosti impedance ze složek činné a jalové.
Vidíme tedy, že uvedený vzorec (alespoň pokud se týká vzhledu) příliš se
vzorcem uvedeným pro impedanci poruchové smyčky, a tím i pro zkratový proud v ČSN 33
2000-4-41 nekoresponduje. Jaký vzorec pro výpočet zkratového proudu (podotkněme, že
vzorec méně přesný než výše uvedený) tedy odpovídá normě ČSN 33 2000-4-41?
Měl by to být vzorec odvozený z podmínky stanovené v ČSN 33 2000-4-41 pro
samočinné odpojení, tj.
Zs × Ia < Uo,
ve kterém
Zs je impedance poruchové smyčky (odpovídá v podstatě výše
uvedené impedanci Z(1)),
Ia proud zajišťující vypnutí ochranného přístroje ve
stanoveném čase a
Uo jmenovité napětí proti zemi (pro náš případ je to 230 V).
Z podmínky, že se porovnává zkratový proud obvodu Ik a proud
zajišťující vypnutí Ia (musí platit Ia < Ik)
vyplývá, že jednoduchý vzorec pro výpočet zkratového proudu procházejícího v
okamžiku poruchy smyčkou by měl být
Ik = Uo/Zs.
Přitom impedanci spočítáme jednoduchým způsobem podle vzorce:
Zs = Ö(Rs2
+ Xs2), kde za Rs dosadíme součet
odporů všech prvků, ze kterých je smyčka složená, za Xs součet
všech reaktancí ve smyčce.
Nyní si výsledky podle obou způsobů výpočtu porovnáme. Vypočítáme zkratový
proud podle výše uvedené zjednodušené metody odpovídající ČSN 33 2000-4-41 s
výsledky přesného výpočtu podle Ing. Němečka.