Тема: Короткі замикання в електричній системі. План:

1. Загальні відомості;

2. Причини виникнення і наслідки коротких замикань;

3. Призначення розрахунків струмів КЗ.

4. Криві зміни струму короткого замикання.

1. Загальні відомості

Коротким замиканням називається безпосереднє з'єднання між будь-якими точками різних фаз, фази і нульового проводу і нульового проводу або фази з землею, не передбачене нормальними умовами роботи установки. Нижче перераховані основні види коротких замикань в електричних системах.

1. Трифазне КЗ, при якому всі три фази замикаються між собою в одній точці (рис. 20.1, а). Точка трифазного КЗ позначається К^(3).. Струми, напруги, потужності і інші величини, які відносяться до трифазного КЗ, позначаються I⁽³⁾, U⁽³⁾, S⁽³⁾ і т.д.

2. Двофазне КЗ, при якому відбувається замикання двох фаз між собою (рис. 20.1, б). Точка двофазного КЗ позначається К⁽²⁾.

Рис. 20.1Види коротких замикань.

Струми, напруги, потужності і інші величини, пов'язані з двофазному КЗ, позначаються I⁽²⁾, U⁽²⁾, S⁽²⁾ і т. д.

3. Подвійне КЗ на землю (рис. 20.1 в), при якому замикання двох фаз між собою супроводжується замиканням точки пошкодження на землю (у системах із заземленими нейтралами). Точка двофазного КЗ на землю позначається К^(1,1). Струми, напруги, потужності і інші величини, пов'язані з двофазному КЗ на землю, позначаються I^(1,1), U^(1,1), S^(1,1) і т.д.

4. Однофазне КЗ, при якому відбувається замикання однієї з фаз на нульовий провід або на землю (рис. 20.1. г). Точка однофазного КЗ позначається К⁽¹⁾. Струми, напруги, потужності і інші величини, пов'язані з однофазним КЗ, позначаються I⁽¹⁾, U⁽¹⁾, S⁽¹⁾ і т. д.

Зустрічаються й інші види КЗ, пов'язаних з обривом проводів і одночасними замиканнями проводів різних фаз. Розрізняють КЗ на затискачах генераторів (точки К₁⁽³⁾ і К₁⁽²⁾) і КЗ в мережі, що відокремлені від генератора опорами мережі (точки К₂⁽³⁾ і К₂⁽²⁾).

Трифазне КЗ є симетричним, оскільки при ньому всі три фази виявляються в однакових умовах. Всі інші види КЗ є несиметричними, оскільки фази не залишаються в однакових умовах, а системи струмів і напруг виходять з потвореними.

Найбільш часто зустрічаються однофазні замикання. На їх частку припадає до 65% від загального числа КЗ. Трифазні КЗ виникають порівняно рідко - у 5% від загального числа КЗ.

2. Причини виникнення і наслідки коротких замикань

В більшості випадків причиною виникнення КЗ в системі являється пошкодження ізоляції електричного обладнання в результаті зношення ізоляції, не виявленого вчасного при профілактичних випробовувань, або із-за перенапруг. КЗ можуть бути викликані помилковими діями обслуговуючого персоналу, механічними пошкодженнями кабельних ліній, схлещенням, перекриттям птахами проводів повітряних ліній.

При виникненні КЗ загальний опір кола системи електропостачання зменшується, внаслідок чого струми в гілках системи різко збільшуються, а напруги на окремих ділянках системи знижуються.

Елементи електричних систем мають активні, індуктивні опори та ємнісні провідності. Тому при раптовому порушенні режиму роботи внаслідок КЗ електрична система являє собою коливальний контур. Струми в гілках і напруги у вузлах будуть змінюватися протягом деякого часу після виникнення КЗ відповідно до параметрів цього контуру. За час КЗ з моменту його виникнення до моменту та відключення пошкодженої ділянки в ланцюзі протікає перехідний процес з великими миттєвими струмами, що викликають Електродинамічне вплив на електрообладнання. При тривалому, більше 0,01 с, КЗ струми виявляють термічну дію, яка може призвести до значного підвищення температури нагрівання електрообладнання.