Размещено на http://www.allbest.ru/

Причины возникновения коротких замыканий

короткое замыкание переходный процесс

Выделим некоторые из них, которые имеют наибольшую вероятность.

1. Механическое повреждение воздушных линий, опор, вызванное ветровыми нагрузками или гололёдными явлениями.

2. Нарушение изоляции электрооборудования, вызванное её естественным старением или термическим разрушением (характерно для электродвигателей и кабельных линий).

3. Перекрытие изоляции вследствие прямых ударов молнии в провода воздушных линий или открытые распределительные устройства (ОРУ).

4. Ошибочные действия персонала подстанций при проведении оперативных переключений.

5. Перекрытие токоведущих частей животными и птицами.

Уменьшение количества КЗ в электрических системах напрямую связано с повышением качества электрооборудования, его монтажа и соблюдения правил технической эксплуатации электроустановок.

Прямым следствием коротких замыканий является снижение напряжения в узлах и увеличение токов. Этими двумя факторами в конечном итоге определяются многочисленные последствия режима КЗ. Выделим из них наиболее тяжелые и значимые.

1. Системная авария, вызванная нарушением устойчивости энергосистемы. Это наиболее опасное последствие КЗ, которое может приводить к разделению системы на автономные части, прекращению энергоснабжения ответственных электроприемников и связана со значительным технико-экономическим ущербом.

2. Термическое повреждение электрооборудования, связанное с его недопустимым перегревом токами КЗ.

3. Механическое повреждение электрооборудования, вызываемое воздействием больших электромагнитных сил между токоведущими частями.

4. Ухудшение устойчивой работы электроприемников. Момент вращения асинхронных двигателей (основного элемента электропривода) пропорционален квадрату питающего напряжения. При незначительных снижениях напряжения скорость двигателя уменьшается, что приводит к увеличению потребляемого тока и перегреву изоляции. При глубоком снижении напряжения (до 60 - 70 % от номинального) происходит его аварийное отключение, что в свою очередь может вызывать нарушение технологического процесса (экономический ущерб).

5. Неблагоприятное воздействие на близлежащие линии связи и сигнализации. При несимметричных режимах в указанных линиях возникают индуцированные ЭДС, которые могут быть опасны для обслуживающего персонала и аппаратуры.

Наибольшая опасность при коротком замыкании угрожает элементам системы, прилегающим к месту его возникновения. В зависимости от места и продолжительности КЗ его последствия могут иметь местный характер (удаленное от источника питания КЗ) или отражаться на функционировании всей системы (при КЗ на системообразующих связях).

Назначение расчетов КЗ

Короткие замыкания и продольная несимметрия оказывают неблагоприятное воздействие на электрооборудование и энергосистему в целом. Для предотвращения или уменьшения этих воздействий их необходимо учитывать как на стадии проектирования, так и эксплуатации энергосистем. Отметим наиболее типовые задачи, в решении которых необходимо учитывать режимы КЗ.

1. Анализ и оценка динамической устойчивости работы энергосистемы.

2. Выбор аппаратов и проводников и их проверка по условиям термической и электродинамической стойкости.

3. Проектирование и настройка устройств релейной защиты и противоаварийной автоматики.

4. Определение числа заземленных нейтралей и их размещение в электрической системе.

5. Выбор конструкции шинопроводов на большие рабочие токи.

6. Определение условий работы потребителей в аварийных режимах.

Каждая из этих задач должна решаться при соответствующих расчетных условиях. Под расчетными условиями понимают выбор расчетной схемы, местоположения точек КЗ, вида короткого замыкания, расчетного момента времени и ряд других положений. Расчетные условия должны рассматриваться в совокупности с содержанием поставленной задачи и нормируются Руководящими указаниями.

Утяжеление расчетных условий может приводить к дополнительным затратам в системе электроснабжения, которые не будут окупаться в силу малой вероятности таких ситуаций. С другой стороны, легкие условия могут привести к перерывам электроснабжения. Поэтому выбор расчетных условий является комплексной технико-экономической задачей, которая решается и постоянно корректируется в соответствии с опытом эксплуатации и условиями технической политики.

Так, например, в соответствии с руководящими указаниями для выбора выключателя должны быть определены наибольшие величины токов короткого замыкания. С этой целью предполагают, что короткое замыкание происходит при работе максимально возможного числа генераторов; за расчетный вид короткого замыкания принимается тот, при котором достигается наибольшая величина тока КЗ.

Для решения ряда вопросов, связанных с выбором и настройкой устройств релейной защиты и противоаварийной автоматики энергосистем часто приходиться находить не наибольшие, а напротив, наименьшие величины токов при коротких замыканиях. При этом, естественно, должны быть приняты совсем иные расчетные условия по сравнению с указанными выше.

Основные допущения

Расчет переходного процесса в электрической системе с учетом всех влияющих факторов - сложная и трудоемкая задача. Для ее упрощения используют ряд допущений. Ниже приводиться ряд основных допущений, используемых для решения практических задач.

1. Пренебрежение ветвью намагничивания трансформаторов и автотрансформаторов. Исключение - трехстержневой трансформатор напряжением 0.4/6 (10) кВ в схеме нулевой последовательности при соединении обмоток .

2. Отсутствие насыщения магнитных систем, т.е. постоянство сопротивлений элементов схемы замещения.

3. Пренебрежение емкостными проводимостями линий. Исключение - сети 6, 10, 35 кВ с изолированной или компенсированной нейтралью при расчете однофазных КЗ.

4. Пренебрежение активными сопротивлениями. Исключение - кабельные линии, воздушные линии с относительно небольшим сечением проводов, сети напряжением до 1000 В.

5. Неучет сдвига векторов ЭДС по фазе.

Применение вычислительной техники для расчетов режимов КЗ позволяет отказаться от некоторых допущений (в частности № 3, 4,5) и тем самым повысить точность расчетов.

Размещено на Allbest.ru