Рисунок 19 – Виды КЗ.

Короткие замыкания в СЭС

1. Виды КЗ. Причины их возникновения.

При проектировании СЭС учитывается не только нормальные режимы работы электроустановок, но и аварийные режимы. Одним из аварийных режимов является короткое замыкание.

Коротким замыканием называют любое, не предусмотренное нормальным режимом работы электрическое соединение различных точек электроустановки между собой или с землей, при котором токи в электроустановке резко возрастают, превышая наибольший допустимый ток нормального режима.

Различают следующие виды КЗ (см. рисунок 19):

1. Трехфазное – три фазы соединяются между собой;

2. Двухфазное – две фазы соединяются между собой без соединения с землей;

3. Двойное замыкание на землю – две фазы соединяются между собой и с землей;

4. Однофазное – одна фаза соединяется с нейтралью источника через землю.

Причины возникновения КЗ:

1. Механическое повреждение изоляции (например, при земляных работах);

2. Падение опор воздушных линий;

3. Старение или увлажнение изоляции;

Рисунок 19 – Виды КЗ.

4. Перекрытие фаз животными, птицами, посторонними предметами или вследствие атмосферных перенапряжений;

5. Неправильные действия персонала, например, отключение нагруженной линии разъединителем.

2. Последствия КЗ. Составляющие тока КЗ.

Последствия КЗ:

1. Прекращение питание потребителей присоединенных к точкам, в которых произошло КЗ;

2. Нарушение нормальной работы ЭП, подключенных к неповрежденным участкам сети вследствие понижения напряжения;

3. Частичное или полное разрушение электрических машин, аппаратов и устройств под действием дуги, возникающей в месте КЗ;

4. Повышенный нагрев токоведущих частей и изоляции, что может привести к пожару в РУ, кабельных сетях и стать причиной дальнейшего развития аварии;

Для уменьшения последствий КЗ необходимо как можно быстрее отключить поврежденный участок, что достигается применением быстродействующих выключателей и релейной защиты с минимальной выдержкой времени.

Ток КЗ состоит из двух составляющих: апериодической i_at и периодической i_п_t (см. рисунок 20). Апериодическая составляющая в начальный момент КЗ имеет значение i_a₀. С течением времени ее значение уменьшается до нуля без перемены знака. Периодическая составляющая изменяется по синусоидальной кривой с частотой равной частоте нормального режима работы.

Полный ток КЗ i_к_t определяется сложением апериодической и периодической составляющих. Как видно из рисунка 20 наибольшее значение полного тока наблюдается через полпериода (через 0,01 с при частоте 50 Гц) после начала КЗ. Этот ток называется ударным током КЗ i_у.

Рисунок 20 – Процесс КЗ.

3. Схема замещения для расчета токов КЗ.

Для расчетов токов КЗ составляют расчетную схему СЭС, а на ее основе схему замещения.

Расчетная схема представляет собой упрощенную однолинейную схему, на которой указывают все элементы СЭС и их параметры, влияющие на ток КЗ. Здесь же указывают точки, в которых необходимо определить ток КЗ. Схема замещения представляет собой электрическую схему соответствующую расчетной схеме, в которой все магнитные связи заменены электрическими и все элементы СЭС представлены сопротивлениями. Генераторы, трансформаторы большой мощности, воздушные линии и реакторы обычно представляются в схеме замещения индуктивными сопротивлениями, т.к. их активное сопротивление во много раз меньше индуктивного. Кабельные линии 6-10 КВ и трансформаторы небольшой мощности в схеме замещения представляются индуктивными и активными сопротивлениями.

Все сопротивления подсчитывают в именованных единицах (в Омах) или в относительных единицах. Способ подсчета сопротивлений на результат расчета токов КЗ не влияет. При использовании системы относительных единиц все расчетные данные приводятся к базовому напряжению и базовой мощности. За базовую мощность принимают 100 МВА или 1000 МВА.

За базовое напряжение принимают среднее номинальное напряжение той ступени, для которой

определяется ток КЗ.

12 Следующая ⇒