คำตอบก่อนอื่น: กระแสฟอลต์ = กระแสพิกัด ÷ แรงดันอิมพีแดนซ์
กระแสลัดวงจรที่ขั้วแรงดันต่ำของหม้อแปลงจำหน่ายไม่ใช่สิ่งที่คุณต้องค้นหาจากกราฟ — แต่เป็นการหารบรรทัดเดียว กระแสลัดวงจรสมมาตร (สภาวะคงตัว) คือ:
Isc = In ÷ Uk% = (S ÷ (√3 × U)) ÷ (Uk ÷ 100)
โดยที่ S คือกำลังไฟฟ้าพิกัด (kVA), U คือแรงดันไฟฟ้าพิกัดด้านแรงดันต่ำ (kV), และ Uk% คือแรงดันอิมพีแดนซ์ (แรงดันลัดวงจร) ยกตัวอย่างหม้อแปลง 1,000 kVA, 10 ÷ 0.4 kV ที่มี Uk = 6%: กระแสพิกัดด้านแรงดันต่ำคือ 1,000,000 ÷ (1.732 × 400) = 1,443 A ดังนั้นกระแสฟอลต์คือ 1,443 ÷ 0.06 = 24.1 kA ค่ายอดไม่สมมาตรในรอบแรกประมาณ 2.55 × ค่านั้น = 61 kA เบรกเกอร์หลัก บัสบาร์ และสายเคเบิลทุกตัวด้านแรงดันต่ำต้องมีพิกัดในการตัดและรองรับค่านั้น — ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมคุณต้องคำนวณก่อนซื้อ ไม่ใช่หลังจากนั้น หากคุณยังอยู่ในขั้นตอนการเลือกขนาด kVA ให้เริ่มจาก คู่มือการกำหนดขนาดด้วยสูตรเดียว; สำหรับอุปกรณ์สวิตช์เกียร์และฟีดเดอร์ที่ต้องรองรับฟอลต์นี้ ดูได้ที่ วิธีกำหนดขนาดระบบจำหน่ายไฟฟ้า
ขั้นตอนที่ 1 — หากระแสพิกัด
กระแสพิกัด (โหลดเต็ม) บนขดลวดใดๆ คือกำลังไฟฟ้าหารด้วย √3 และแรงดันไฟฟ้า ด้านแรงดันต่ำของหน่วย 10/0.4 kV:
In = S ÷ (1.732 × 0.4)
| พิกัด (kVA) | กระแสพิกัดด้านแรงดันต่ำที่ 0.4 kV (A) |
|---|---|
| 400 | 577 |
| 630 | 909 |
| 800 | 1,155 |
| 1,000 | 1,443 |
| 1,250 | 1,804 |
| 1,600 | 2,309 |
| 2,000 | 2,887 |
ขั้นตอนที่ 2 — หารด้วย Uk% (แรงดันอิมพีแดนซ์)
Uk% คือแรงดันไฟฟ้า — เป็นเปอร์เซ็นต์ของค่าพิกัด — ที่ต้องจ่ายให้กับขดลวดแรงดันสูงเพื่อให้กระแสพิกัดไหลเวียนเมื่อขั้วแรงดันต่ำลัดวงจร นี่คืออิมพีแดนซ์ภายในของหม้อแปลง และเป็นตัวแปรเดียวที่กำหนดกระแสฟอลต์ สำหรับหม้อแปลงจำหน่ายมาตรฐานโดยทั่วไปจะอยู่ที่ 4%–6% (ณ ปี 2026):
| Uk% | ตัวคูณฟอลต์ (1 ÷ Uk) | 1,000 kVA → ฟอลต์ด้านแรงดันต่ำ (kA) |
|---|---|---|
| 4% | 25 × In | 36.1 |
| 5% | 20 × In | 28.9 |
| 6% | 16.7 × In | 24.1 |
| 8% | 12.5 × In | 18.0 |
ค่า Uk% ที่ต่ำกว่าหมายถึงการสูญเสียที่ต่ำกว่าและการควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่เข้มงวดขึ้น แต่กระแสฟอลต์ที่สูงขึ้น — ดังนั้นสวิตช์เกียร์ด้านแรงดันต่ำของคุณจะมีราคาแพงขึ้น นี่คือการแลกเปลี่ยนระหว่างอิมพีแดนซ์กับการสูญเสียแบบเดียวกับที่ขับเคลื่อนเกรด S11/S13/S20; ดู การเปรียบเทียบเกรดการสูญเสีย สำหรับวิธีที่อิมพีแดนซ์และการสูญเสียไม่มีโหลดเคลื่อนที่ไปด้วยกัน
ขั้นตอนที่ 3 — เพิ่มค่ายอดไม่สมมาตร
ค่า 24.1 kA ข้างต้นคือค่า RMS สมมาตร ในช่วงครึ่งรอบแรก ออฟเซ็ต DC สามารถผลักดันค่ายอดชั่วขณะให้สูงขึ้นประมาณ 2.55 × ค่าสมมาตร (IEC 60909 / IEC 60076-5 ใช้ตัวคูณนี้สำหรับหม้อแปลงจำหน่าย) สำหรับหน่วย 1,000 kVA / 6% ค่ายอดคือ ≈ 61 kA เบรกเกอร์และบัสบาร์ถูกกำหนดพิกัดทั้งสำหรับพิกัดการตัดกระแส RMS และกระแสยอด (การทำ) ดังนั้นโปรดระบุทั้งสองค่าในคำสั่งซื้อ
กฎการทนทาน: IEC 60076-5 (GB 1094.5)
IEC 60076-5 กำหนดให้หม้อแปลงต้องทนทานต่อผลกระทบทางความร้อนและทางกล (ไดนามิก) ของการลัดวงจรภายนอกโดยไม่เสียหาย เป็นระยะเวลา 2 วินาที โดยค่าเริ่มต้น (ข้อกำหนดบางฉบับขยายเป็น 3 วินาทีสำหรับหน่วยขนาดใหญ่) โหมดความล้มเหลวทั้งสองมีความแตกต่างกัน: ความร้อน — ทองแดงร้อนขึ้นถึงขีดจำกัดที่กำหนดภายใต้กระแสฟอลต์ — และ ไดนามิก — แรงแม่เหล็กไฟฟ้าระหว่างขดลวด ซึ่งเพิ่มขึ้นตาม กำลังสอง ของกระแสยอด ทำให้ขดลวดถูกบีบอัดหรือบิดเบี้ยวทางกายภาพ กฎกำลังสองนี้เป็นเหตุผลว่าทำไมค่า Uk% ที่ต่ำจึงเป็นดาบสองคม: มันเพิ่มกระแสฟอลต์ และแรงเพิ่มขึ้นตาม I² ดังนั้นระยะเผื่อการออกแบบทางกลจึงสำคัญกว่าทางความร้อน นี่คือสิ่งที่โรงงานที่มีความสามารถตรวจสอบได้อย่างแม่นยำด้วยการทดสอบทนทานการลัดวงจรเป็นประจำ — หรือสำหรับหน่วยที่สำคัญ อาจเป็นการทดสอบประเภทเต็มรูปแบบ
วิธีระบุข้อกำหนด (และสิ่งที่ต้องระบุในคำสั่งซื้อ)
- กำลังไฟฟ้าพิกัด อัตราส่วนแรงดันไฟฟ้า และกลุ่มเวกเตอร์ (เช่น 1,000 kVA, 10/0.4 kV, Dyn11)
- Uk% ที่แทปพิกัด (เช่น 6%) และค่าความคลาดเคลื่อนที่คุณยอมรับ — IEC 60076-1 อนุญาต ±10% บนค่าอิมพีแดนซ์ที่ระบุ
- ระยะเวลาการลัดวงจร (มาตรฐาน 2 วินาที) และระดับฟอลต์ที่คาดการณ์ของระบบที่ขั้วแรงดันสูง
- สวิตช์เกียร์ด้านแรงดันต่ำต้องสามารถตัดกระแส Isc ที่คำนวณได้ — โดยทั่วไปคือเบรกเกอร์แรงดันต่ำ 36 kA หรือ 50 kA ขึ้นอยู่กับค่า Uk%
หากคุณระบุค่า Uk% และระดับฟอลต์ผิด คุณอาจกำหนดพิกัดสวิตช์เกียร์ต่ำเกินไป (เบรกเกอร์ที่ไม่สามารถตัดกระแส 24 kA ได้ถือเป็นอันตราย) หรือจ่ายเงินมากเกินไปสำหรับอิมพีแดนซ์ต่ำที่คุณไม่จำเป็นต้องใช้ ส่งพิกัดและระดับฟอลต์ด้านแรงดันสูงที่คาดการณ์มาให้เรา แล้วเราจะคำนวณกระแสฟอลต์ด้านแรงดันต่ำที่แน่นอน เลือกค่า Uk% ที่สมดุลระหว่างการควบคุมแรงดันไฟฟ้ากับต้นทุนสวิตช์เกียร์ และเสนอราคาหน่วยที่ตรงกัน — แบบแช่น้ำมัน หรือ แบบแห้ง — พร้อมรายงานการทดสอบทนทานการลัดวงจรตาม IEC 60076-5
ตารางตัวอย่าง: กระแสฟอลต์ด้านแรงดันต่ำสำหรับขนาดทั่วไป (10/0.4 kV, Uk = 6%)
| พิกัด (kVA) | กระแสพิกัดด้านแรงดันต่ำ (A) | Isc สมมาตร (kA) | ยอด ≈ 2.55 × (kA) |
|---|---|---|---|
| 400 | 577 | 9.6 | 24.5 |
| 630 | 909 | 15.2 | 38.6 |
| 800 | 1,155 | 19.3 | 49.1 |
| 1,000 | 1,443 | 24.1 | 61.3 |
| 1,600 | 2,309 | 38.5 | 98.1 |
| 2,000 | 2,887 | 48.1 | 122.7 |
ค่าทั้งหมดข้างต้นสมมติการลัดวงจรสามเฟสแบบแข็งที่ขั้วแรงดันต่ำ; ระดับฟอลต์ในโลกจริงจะต่ำกว่าเล็กน้อยเมื่อเพิ่มอิมพีแดนซ์ของสายเคเบิล ตารางนี้คือจุดตรวจสอบข้อกำหนดของคุณ — หากอุปกรณ์แรงดันต่ำของคุณไม่สามารถตัดค่าในคอลัมน์ที่สามได้ ให้เพิ่มค่า Uk% หรืออัปเกรดสวิตช์เกียร์ก่อนจ่ายไฟ