3)Зоны действия релейной защиты отдельных элементов электрических систем.

Электрической системой (ЭС) называется совокупность электрооборудования (генераторы, трансформаторы, высоко- вольтные выключатели, линии электропередачи, приемники электрической энергии, коммутационные элементы, устройства управления), обеспечивающего производство электрической энергии и распределение её отдельным потребителям.Фрагмент ЭС, объединяющей производителей и потребителей электрической энергии, расположенных в территориально разделенных пунктах А, Б, В и Г приведен на рис. 1.. Схема приведена в однолинейном изображении, хотя все её элементы являются трёхпроводными (трехфазными).В каждом из пунктов А, Б, В и Г расположены сборные ши-

ны (жирно проведённые линии), являющиеся распределитель- ными узлами, обеспечивающими электрическую связь источни- ков и потребителей энергии. В данном случае источниками энер- гии являются генераторы G1 и G2, расположенные в пункте А, и система G_s , условно расположенная в пункте Г, характеризующая эквивалентные источники энергии, расположенные справа от шин пункта Г и электрически с ним связанные.К генераторам G1 и G2 подключены силовые трансформа-

торы Т1 и Т2, повышающие напряжение, что необходимо для уменьшения потерь при передаче электроэнергии на удалённые объекты, т.к. повышение напряжения сопровождается снижени- ем тока и, следовательно, потерь энергии в активных сопротив- лениях передающих элементов.

Передачу энергии от одного пункта к другому обеспечивают высоковольтные линии электропередачи (ВЛ) W1…W4. Приём- ники и потребители электроэнергии подсоединяются к сборным шинам через высоковольтные выключатели Q1...Q13. Их назна- чением является коммутация оборудования ЭС в нормальных и аварийных режимах. Понижающие трансформаторы ТЗ и Т4, установленные в пунктах Б и В, понижают напряжение с целью

получения возможности подключения к нему потребителей энер- гии, работающих на более низком уровне напряжения. В данном случае схема соединений ЭС обеспечивает резервирование пи- тания потребителей Б и В, так как при неисправности генерато- ров G1 и G2 или другого оборудования ЭС, находящегося слева от подстанций Б и В, электроэнергия будет подводиться по ВЛ W3 и W4, а при неисправности оборудования, находящегося справа от подстанций Б и В – по линиям W1 и W2.

Нормальное функционирование ЭС может быть нарушено в основном вследствие трёх возможных причин: КЗ; перегрузки оборудования токами больше номинальных; нарушения устойчи- вости параллельной работы генераторов в различных частях ЭС.

4)Виды кз в электрических системах.

Короткие замыкания являются наиболее опасным видом возможных повреждений в ЭС (на рис. 1.2 показаны наиболее распространённые виды КЗ в трёхфазных сетях с заземлённой и незаземлённой нейтралями). Во всех режимах, вызванных КЗ, ЭДС отдельных фаз источника питания Е_А , Е_В и Е_С замыкаются на сравнительно небольшое сопротивление, которое определяется элементами ЭС (генераторы, трансформаторы, ВЛ и т.д.), и поэтому в этих элементах протекают значительные токи I_{к A} , I_{к В} и I_кС (рис. 1.2, а…д),

Рис. 1.2. Виды КЗ в электрических сетях:

а – трёхфазное K⁽³⁾; б – двухфазное K⁽²⁾; в – однофазное в сети с глухозаземлённой нейтралью K⁽¹⁾; г – двухфазное на землю K^(1,1);

з

д в

д – двойное на землю K^{( 1,1)}; е – однофазное в сети с изолированной нейтралью K ⁽¹⁾

причём при КЗ, связанных с замыканиями на землю (рис. 1.2, в…д), в контур, замыкающий ЭДС отдельных фаз источника питания, входит и сопротивление земли.Особенности протекания токов КЗ имеют место при одно- фазном замыкании на землю в сети с изолированной нейтралью (рис. 1.2, е). В этом случае цепь для протекания тока замыкания создают ёмкостные проводимости относительно земли двух дру-

гих фаз. Например, при КЗ фазы А возникает следующая цепь для протекания тока, обусловленная ЭДС Е_А: фаза А линии, место замыкания, ёмкости фаз В и С линии, нулевая точка генератора. Ток замыкания I_{з A} имеет в этом случае небольшое значение, что обусловлено значительным ёмкостным сопротивлением фаз В и С.

Протекание тока КЗ допустимо для элементов ЭС в течение небольшого промежутка времени (порядка нескольких секунд), вследствие возможного повреждения электрооборудования под его действием. Помимо этого, в месте повреждения часто возни- кает электрическая дуга, разрушающая оборудование. Размеры повреждений в ЭС всегда тем больше, чем больше ток КЗ и время его протекания.