Короткие замыкания
§2 короткие замыкания
Основной причиной электромагнитного переходного процесса является короткое замыкание.
Короткое замыкание – это не предусмотренное нормальным режимом замыкание между фазами, а также замыкание фаз на землю.
В системах с изолированной нейтралью замыкание фаз на землю называется простым.
Нормальный режим:
.
При КЗ (аварийный режим) (так как ключ КЗ замкнут на землю)
;
Рекомендуемые материалы
.
Так как очень велико, то .
.
Увеличиваются токи и уменьшаются напряжения, причем, чем ближе КЗ к источнику (т.е. – меньше, а – больше), тем эти изменения существенней. В месте КЗ часто образуется дуга и появляется переходное сопротивление, вызванное загрязнением, наличием остатков изоляции и т. п. Обычно сопротивление дуги и переходное сопротивление малы и ими пренебрегают. Такое замыкание называют металлическим. Расчет максимально возможных токов проводится для металлических КЗ.
КЗ являются следствием нарушения изоляции электрооборудования и могут вызываться следующими причинами:
· старение и разрушение материала изоляции;
· пробой изоляции из-за перенапряжения;
· некачественный уход за изоляцией;
· механические повреждения;
· перекрытие токоведущих частей животными и птицами;
· ошибки персонала при проведении переключений.
Последствия КЗ и способы предотвращения:
· увеличение токов приводит к нагреву, оборудование должно выбираться с учетом термической стойкости;
· большие токи приводят к большим усилиям, оборудование должно выбираться с учетом термической стойкости;
· снижение напряжения при КЗ может привести к остановке двигателей нагрузки – установка автоматики снижения напряжения;
· необходимо применять средства защиты (релейная защита, токоограничивающие реакторы);
· выбор рациональной схемы сети, в которой токи КЗ будут наименьшими.
Расчет токов КЗ с учетом всех факторов – сложная задача. Чтобы ее упростить, вводят некоторые допущения.
Допущения, принимаемые при расчетах токов КЗ:
· пренебрегаем насыщением магнитных цепей (можно применять методы наложения, т.к. все элементы – линейные);
· пренебрегаем токами намагничивания трансформаторов;
· сохранение симметрии трехфазной системы (она нарушается лишь в месте повреждения);
· для сетей выше 1 кВ пренебрегаем активными сопротивлениями элементов;
· нагрузку учитывают либо постоянным сопротивлением, либо источником ЭДС с постоянным сопротивлением;
· пренебрегаем емкостной проводимостью (за исключением замыканий на землю с изолированной нейтралью);
· пренебрегаем качаниями СМ (скорость вращения в течение 0,1…0,2 с. постоянна).
Обычно расчет проводят в относительных единицах, т.к. это существенно упрощает расчетные формулы, результат расчета становится более наглядным. Относительное значение величины – это ее отношение к другой одноименной величине, принятой за базисную.
Бесплатная лекция: "8.3 Рыцарская культура" также доступна.
Виды КЗ:
· трехфазные КЗ (симметричные КЗ) – – 5% - во всех сетях, 1% - в сетях 500 кВ;
· двухфазное КЗ на землю – – 10% во всех сетях, 2% - в сетях 500 кВ;
· двухфазное КЗ – – 15% - во всех сетях, 2% - в сетях 500 кВ;
· однофазное КЗ – – 70% - во всех сетях, 95% - в сетях 500 кВ.