Причины возникновения коротких замыканийПодстанции 1.Короткое замыкание возникает при соединении двух проводов цепи, присоединенных к разным зажимах (например, в цепях постоянного тока это "+" и "-") источника через очень малое сопротивление, которое сравнимо с сопротивлением самих проводов. Ток при коротком замыкании может превысить номинальный ток в цепи во много раз. В таких случаях цепь должна быть разорвана раньше, чем температура проводов достигнет опасных значений. Для защиты проводов от перегрева и предупреждения воспламенения окружающих предметов в цепь включаются аппараты защиты, например, плавкие предохранители). Причины возникновения коротких замыканий Основной причиной возникновения коротких замыканий является нарушения изоляции электрооборудования. Нарушения изоляции вызываются: 1.Перенапряжениями (особенно в сетях с изолированными нейтралями), 2. Прямыми ударами молнии, 3. Старением изоляции, 4. Механическими повреждениями изоляции, проездом под линиями негабаритных механизмов, 5. Неудовлетворительным уходом за оборудованием. Часто причиной повреждений в электрической части электроустановок являются неквалифицированные действия обслуживающего персонала. Последствия короткого замыкания Железнодорожное военное оборудование — устройство закорачивания и отвода контактной сети (ЗОКС) При коротком замыкании резко и многократно возрастает сила тока, протекающего в цепи, что, согласно закону Джоуля — Ленца приводит к значительному тепловыделению, и, как следствие, расплавлению электрических проводов, с последующим возникновением возгорания и распространением пожара. Короткое замыкание в одном из элементов энергетической системы способно нарушить её функционирование в целом — у других потребителей может снизиться питающее напряжение что может привести к повреждению устройства; в трёхфазных сетях при коротких замыканиях возникает асимметрия напряжений, нарушающая нормальное электроснабжение. В больших энергосетях короткое замыкание может вызывать тяжёлые системные аварии. В случае повреждения проводов воздушных линий электропередачи и замыкании их на землю в окружающем пространстве может возникнуть сильное электромагнитное поле, способное навести в близко расположенном оборудовании ЭДС, опасную для аппаратуры и работающих с ней людей. Виды КЗ: В трёхфазных электрических сетях различают следующие виды коротких замыканий
В электрических машинах возможны короткие замыкания:
2. Под понятием система неограниченной мощности понимают такой источник, у которого напряжение на его шинах практически остается постоянным при любых анормальных режимах в сети (сбросы и набросы нагрузок, перегрузки и короткие замыкания). Для такого источника принимается, что суммарная мощность источников в системе Sном Ʃ; =0, Xсист=0, Rсист=0 Конечно, в действительности любая электрическая система имеет определенную конеч- ную величину мощности. Однако присоединенные к системе электрические сети часто потреб- ляют настолько милую мощность и обладают настолько большим внутренним сопротивлением по сравнению с огромной мощностью и незначительным сопротивлением системы, что при ко- ротких замыканиях в таких сетях напряжение на шинах такой системы практически не изменя- ется. Поэтому при расчетах токов КЗ напряжение источников принимается неизменным. Рассмотрим процесс изменения параметров режима при трехфазном КЗ в системе с не- ограниченной мощностью. При замыкании всех трех фаз в одной точке в первый момент на- пряжение остается таким же, как и при нормальном режиме. Ток КЗ также не может мгновенно измениться, так как обмотки статоров синхронных генераторов и элементы короткозамкнутой сети обладают индуктивностью, задерживающей изменение и снижение напряжения в цепи по- следующие моменты, поскольку сопротивление в каждой фазе резко уменьшилось, в цепи резко возрастает ток по сравнению с режимом нормальной работы сети. При этом напряжение также быстро уменьшается вследствие увеличения потерь напряжения во всех элементах короткозамкнутой цепи. За время КЗ с момента его возникновения ток изменяется от максимального значения до некоторого установившегося значения. Изменение тока за этот период носит название переходного процесса. На рис. 14.2 изображены кривые изменения тока КЗ в цепи, питающейся от системы не- ограниченной мощности. Величину полного мгновенного тока КЗ iкз. в любое время переход- ного процесса можно представить состоящей из двух составляющих: периодического синусои- дального тока с неизменной амплитудой iп и апериодического («свободного») затухающего тока ia. Таким образом, в течение переходного процесса величина полного мгновенного тока КЗ равна алгебраической сумме периодического и апериодического токов. Величина тока КЗ зависит не только от сопротивлений элементов короткозамкнутой це- пи, но и от момента возникновения аварийного режима. Наибольшего значения мгновенный ток КЗ iкз. в цепи с преобладанием реактивного сопротивления достигает в том случае, когда ко- роткое замыкание возникает в момент прохождения э.д.с. е через нуль. Следует учесть, что в трехфазной сети при прохождении тока нагрузки в одной фазе че- рез нуль, в двух других нагрузочные токи имеют разные значения. Поэтому расчетное значение наибольшего тока определяется в той фазе, в которой э.д.с. в момент КЗ проходит через нуль. На рис. 14.2 приведены кривые изменения мгновенных значений тока КЗ для наиболее опасно- го момента возникновения КЗ, когда э.д.с. в одной фазе проходит через нуль. Из рис. 14.2 вид- но, что в этом случае начальное значение апериодического тока ia0 будет равно наибольшему значению периодического тока inmax, но они противоположны по направлению.
|