Короткие замыкания

Наиболее частой причиной возникновения аварийных переходных процессов являются короткие замыкания.

Короткое замыкание — это непредусмотренное нормальными условиями эксплуатации замыкание между фазами или между фазами и землей.

В местах замыкания часто образуется электрическая дуга, сопротивление которой имеет нелинейный характер. Учет влияния дуги на ток КЗ представляет собой сложную задачу и рассматривается отдельно. Кроме сопротивления дуги в месте КЗ возникает переходное сопротивление, вызываемое загрязнением, наличием остатков изоляции и т. п.

В случае, когда переходное сопротивление и сопротивление дуги малы, ими пренебрегают. Такое замыкание называют металлическим. Расчет максимально возможных токов проводится именно для металлических КЗ.

Виды коротких замыканий

В электрических системах, работающих с заземленной нейтралью, различают четыре вида КЗ:

•  Трехфазное (3) симметричное КЗ (cредняя вероятность возникновения трехфазного короткого замыкания в электрической сети для разных классов напряжений составляет 5%),

•  Двухфазное (2) КЗ (вероятность 10%),

•  Однофазное (1) (вероятность 65%),

•  Двухфазное (1,1) КЗ на землю (вероятность 20%).

 

Условные обозначения видов КЗ:

 

 

Вероятность междуфазных замыканий уменьшается с увеличением напряжения сети. Это связано с увеличением междуфазного расстояния (в среднем  0,7 м в сети 6–10 кВ, около

14 м в сети 500 кВ).

Тем не менее, иногда в процессе развития аварии первоначальный вид короткого замыкания переходит в другой, более сложный (например, однофазное КЗ — в двухфазное на землю).

Несимметричные КЗ, а также несимметричные нагрузки образуют в системе поперечную несимметрию. Нарушение симметрии какого-либо промежуточного элемента трехфазной сети (например, отключение одной фазы линии электропередачи) вызывает продольную несимметрию. Повреждения, сопровождающиеся многократной несимметрией (например, обрыв фазы с ее коротким замыканием), называются сложными.

В данном курсе переходных процессов будут рассмотрены трехфазное замыкание и поперечная несимметрия в сети.

Причины возникновения коротких замыканий

Из всего многообразия причин возникновения КЗ можно выделить несколько основных:

• нарушение изоляции электрооборудования, вызываемое ее старением, загрязнением поверхности изоляторов, механическими повреждениями;

• механические повреждения элементов электрической сети (обрыв провода линии электропередачи и т. п.);

• перекрытие токоведущих частей животными и птицами;

• ошибки персонала подстанций при проведении переключений;

• преднамеренные КЗ, вызываемые действием короткозамыкателей.

Преднамеренные КЗ как средство управления предусматриваются на некоторых подстанциях невысоких классов напряжений с целью экономии выключателей. Специально созданное КЗ отключается РЗ и выключателем на питающей подстанции и, как следствие, снимает напряжение и прекращает электропередачу.

 

Уменьшение количества КЗ в электрических системах связано со строгим соблюдением Правил технической эксплуатации электроустановок и повышением качества продукции электротехнической промышленности.