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.