Иды, причины и последствия коротких замыканий

ГЛАВА 4. КОРОТКИЕ ЗАМЫКАНИЯ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ УСТАНОВКАХ

иды, причины и последствия коротких замыканий

Короткие замыкания (к.з.) являются одной из основ­ных причин нарушения нормального режима работы электроустановок и даже энергосистем в целом. Короткие замыкания — это соединения между фазами (фаз­ными проводниками электроустановки), между фазами иземлей (или нулевым проводом), а также между раз­личными витками одной фазы обмоток генератора, трансформатора или двигателя. На практике соединения могут быть через дугу или глухие, так называемые «металлические».

Токи к.з. обычно существуют незначительное время (0,05<t<5с), но их приходится тщательно рассчиты­вать и учитывать ввиду того, что из-за их термического и динамического воздействия возможны серьезные по­вреждения электрооборудования и проводников.

При малых мощностях генераторов проблема токов к.з. не возникала; в настоящее время при установке в системах мощных генераторов, трансформаторов и дви­гателей эта проблема становится весьма актуальной; возникает вопрос о координации уровней токов к.з. на электрических станциях и в сетях, вопрос о стратегии построения сетей энергосистем на перспективу и о со­гласовании параметров электрооборудования и уровней токов к.з. в сетях различного напряжения.

В электрических системах могут иметь место трехфазные, двухфазные, однофазные к.з. и двухфазные к.з. на землю. Иногда один вид к.з. переходит в другой (например, в кабельных линиях 6-10 кВ замыкания одной фазы на землю часто переходят в междуфазные к.з.). Условные обозначения и относительная частота возникновения различных к.з. даны на рис. 4.1.

Рис. 4.1. Условные обозначение и относительная частота возникновения различных к.з.

Основная часть повреж­дений возникает в электрических сетях. Их причиной в большинстве случаев являются различные виды корот­ких замыканий.

Причиной к.з. в свою очередь обычно являются на­рушения изоляции, вызванные:

а) перенапряжениями (особенно в сетях с незаземленными или с резонансно-заземленными нейтралями);

б) прямыми ударами молнии;

в) старением изоляции;

г) механическими повреждениями;

д) набросами посторонних тел, проездом под линия­ми негабаритных механизмов (краны с поднятой стре­лой и т. п.);

е) неудовлетворительным уходом за оборудованием.

Относительно часто причиной повреждений в элект­рической части электроустановок являются неправиль­ные действия обслуживающего персонала, например ошибочное отключение разъединителем цепи с током.

Последствия к.з, весьма разнообразны:

а) механические и термические повреждения обору­дования;

б) снижение уровня напряжения в сети, ведущее к уменьшению вращающего момента электродвигателей, их торможению, снижению производительности и воз­можно к полной остановке;

в) выпадение из синхронизма отдельных генераторов, электростанций и частей электрической системы;

г) возгорания электроустановок;

д) электромагнитное влияние на линии связи и на системы железнодорожных блокировок и т. п.

Расчеты токов к.з. необходимы для:

а) сопоставления, оценки и выбора главных схем электрических соединений электростанций и подстанций;

б) выбора электрических аппаратов;

в) оценки поведения потребителей при аварийных условиях, определения допустимости того или иного режима;

г) проектирования и настройки устройств релейной защиты и автоматики;

д) проектирования заземляющих устройств;

е) определения влияния на линии связи;

ж) выбора разрядников;

з) анализа аварий в электроустановках и в электри­ческих системах;

и) оценки допустимости и разработки методики про­ведения различных испытаний в электрических системах;

к) анализа устойчивости работы энергосистем