Общие сведения о коротких замыканиях. Виды коротких замыканий

Общие сведения о коротких замыканиях. Виды коротких замыканий

К о р о т к и м з а м ы к а н и е м называют всякое не предусмотренное нормальными условиями работы замыкание между фазами, а в системах с заземленными нейтралями – также замыкание одной или несколько фаз на землю.

В системах с незаземленными нейтралями или с нейтралями, заземленными через специальные компенсирующие устройства, замыкание одной из фаз на землю называют простым замыканием. При этом виде повреждения прохождение тока обусловлено только емкостью фаз относительно земли.

При возникновении короткого замыкания (к.з.) в сети сопротивление короткозамкнутой цепи уменьшается, что приводит к увеличению токов в отдельных ветвях сети по сравнению с их значениями в нормальном режиме.

В трехфазных системах с заземленной нейтралью различают следующие основные виды к.з. в одной точке: трехфазное; двухфазное; однофазное и двухфазное на землю, то есть замыкание между двумя фазами с одновременным замыканием той же точки на землю.

Трехфазное к.з. является симметричным, так как при нем все фазы остаются в одинаковых условиях. Напротив, все остальные виды к.з. являются несимметричными, поскольку при каждом из них фазы находятся уже в неодинаковых условиях.

Аварийная статистика по электрическим системам России показывает, что при глухозаземленной нейтрали относительная вероятность различных видов к.з. (в процентах) характеризуется данными:

 

Трехфазное; ; 5%;

 

Двухфазное; ; 10%;

 

Однофазное; ; 65%;

 

Двухфазное на землю; ; 20%.

 

 

Причины возникновения и следствия

Основной причиной к.з. явл. нарушение изоляции электрического оборудования.

Ток к.з. обычно во много раз превышает номинальный ток самой аварийной ветви.

Последствия

1тепловое действие

2 токи к.з. вызывают между проводниками фаз большие механические усилия. При недостаточной прочности проводников и их креплений они могут быть разрушены при к.з

3 нарушение устойчивой работы электрической системы.

 

Назначение расчетов и требования, предъявляемые к ним

 

Под расчетом электромагнитного переходного процесса обычно понимают вычисление токов и напряжений в рассматриваемой схеме при заданных исходных условиях.

Задачи:

а) сопоставление, оценка и выбор схемы электрических соединений б) выявление условий работы потребителей при аварийных режимах;

в) выбор аппаратов и проводников и их проверка

г) проектирование и настройка устройств релейной защиты;

д) Выявление условий работы потребителей

 

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ РАСЧЕТОВ

 

Допущения:

а) отсутствие насыщения магнитных систем. При этом все элементы схем обладают линейными характеристиками;

б) пренебрежение токами намагничивания силовых трансформаторов и автотрансформаторов;

в) сохранение симметрии трехфазной системы до места повреждения;

г) приближенный учет нагрузок;

д) неучет активных сопротивлений при определенных условиях;

е) отсутствие качаний роторов синхронных машин.

 

Понятие о расчетных условиях

 

При решении различных задач могут возникать противоречивые условия.

Например, для выбора высоковольтного выключателя должны быть определены наибольшие токи к.з. Для этого предполагают что все генераторы находятся в отключенном состоянии

Предполагая что к.з. произошло у самого вывода выкл. Необходимо ввести разрядник.

 

Основные понятия о системе относительных единиц

 

Представление любых физических величин в относительных (безразмерных) единицах позволяет существенно упростить некоторые теоретические выкладки и придать им общий характер. В практических расчетах такое представление величин, позволяет лучше ориентироваться в порядке определяемых значений.

Для применения системы относительных единиц необходимо принять какую-то физическую величину за единицу измерения и выбрать базисные условия.

Для расчета токов к.з. достаточно выбрать базисные условия для полной мощности (), линейного напряжения ()

;

.

,

где - значение э.д.с. в относительных единицах, приведенное к базисным условиям; - заданное значение э.д.с. в кВ; - напряжение в кВ, принятое за основную базисную единицу.

;

;

.

 

Анализ трёхфазного к.з.

Простейшая трёхфазная цепь - это цепь с сосредоточенными активными сопротивлениями и индуктивностями, при отсутствии в ней трансформаторных связей.

Питание данной цепи осуществляется от источника с сопротивлением отличным от 0 и напряжение имеет незначительную амплитуду и постоянную частоту.

Рассмотрим схему замещения (рис.3.1.) Как видно, она является симмеричной, так как сопротивления всех трех фаз равны между собой.

Рис.3.1.

Предположим, что до к.з. в схеме протекал процесс, характеризуемый параметрами .

.

Допустим, что произошло металлическое трехфазное к.з. так, что схема распалась на две независимые части.

После этого в левой части схемы наступит новый установившийся режим, характеризуемый параметрами: , где -

установившиеся значения токов фаз.

Построим векторную диаграмму, характеризующую режим левой части схемы до к.з. и после к.з. (рис.3.2), где ось - есть ось времени.

Рис.3.2.

Следует отметить, что в новом режиме фаза и величина токов изменились в сторону увеличения. Увеличение фазы (углового сдвига тока относительно напряжения своей фазы) обусловлено увеличением доли реактивной составляющей сопротивления цепи к.з. по сравнению с ее активной составляющей (сказывается отсутствие сопротивления нагрузок, имеющего преимущественно активную составляющую сопротивления с целью получения высокого значения коэффициента мощности).

Общие сведения о коротких замыканиях. Виды коротких замыканий

К о р о т к и м з а м ы к а н и е м называют всякое не предусмотренное нормальными условиями работы замыкание между фазами, а в системах с заземленными нейтралями – также замыкание одной или несколько фаз на землю.

В системах с незаземленными нейтралями или с нейтралями, заземленными через специальные компенсирующие устройства, замыкание одной из фаз на землю называют простым замыканием. При этом виде повреждения прохождение тока обусловлено только емкостью фаз относительно земли.

При возникновении короткого замыкания (к.з.) в сети сопротивление короткозамкнутой цепи уменьшается, что приводит к увеличению токов в отдельных ветвях сети по сравнению с их значениями в нормальном режиме.

В трехфазных системах с заземленной нейтралью различают следующие основные виды к.з. в одной точке: трехфазное; двухфазное; однофазное и двухфазное на землю, то есть замыкание между двумя фазами с одновременным замыканием той же точки на землю.

Трехфазное к.з. является симметричным, так как при нем все фазы остаются в одинаковых условиях. Напротив, все остальные виды к.з. являются несимметричными, поскольку при каждом из них фазы находятся уже в неодинаковых условиях.

Аварийная статистика по электрическим системам России показывает, что при глухозаземленной нейтрали относительная вероятность различных видов к.з. (в процентах) характеризуется данными:

 

Трехфазное; ; 5%;

 

Двухфазное; ; 10%;

 

Однофазное; ; 65%;

 

Двухфазное на землю; ; 20%.