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
