Причины возникновения и последствия кз.

Причиной возникновения КЗ является нарушение изоляции электрического оборудования, вызываемое:

1. старением изоляции;

2. перенапряжениями (коммутационными или атмосферными);

3. неудовлетворительным уходом за оборудованием;

4. ошибками в действиях персонала;

5. механическими повреждениями оборудования ( в сетях до 10кВ).

Наряду с короткими замыканиями случайного характера в системе имеют место также преднамеренные кз, вызываемые действием специальных аппаратов – короткозамыкателей.

Последствия КЗ зависят от места их возникновения и продолжительности. Они могут иметь местный характер или отражаться на работе всей системы. КЗ, близкие к источникам питания, могут привести к нарушению параллельной работы генераторов с системой – к выходу их из синхронизма.

При КЗ ток в месте повреждения в несколько раз больше номинального. Поэтому даже при кратковременном протекании токов КЗ он может вызвать дополнительный нагрев токоведущих элементов выше допустимого (термическое действие тока КЗ). Кроме того, токи КЗ вызывают между проводниками большие механические усилия, которые особенно велики в начальной стадии процесса КЗ, когда ток достигает максимального значения (динамическое действие тока КЗ). При недостаточной прочности проводников и их креплений они могут быть разрушены при КЗ. При глубоком понижении напряжения двигатели могут остановиться, что вызовет большой материальный ущерб. При задержке отключения КЗ сверх допустимой продолжительности может произойти нарушение устойчивости ЭС, что является одним из наиболее опасных последствий КЗ.

Назначение расчётов токов кз.

1. сравнение, оценка и выбор электрических схем станций и подстанций;

2. выбор аппаратов и проводников;

3. проектирование и настройка устройств релейной защиты и автоматики;

4. анализ работы потребителей в аварийном режиме;

5. оценка и выбор систем возбуждения генераторов;

6. выбор характеристик разрядников;

7. проектирование защитного заземления;

8. расчёт статической и динамической устойчивости ЭС;

9. анализ происшедших аварий;

10. определение влияния ЛЭП на провода связей и сигнализации.

Основные допущения, принимаемые в расчётах токов кз.

Расчёт электромагнитных переходных процессов в современных ЭС с учётом всех действительных условий очень сложен и практически невыполним. Для выполнения расчёта вводят ряд допущений. Эти допущения зависят от характера исследуемой задачи. При решении большинства практических задач, связанных с определением токов и напряжений, обычно принимают следующие допущения:

1. отсутствие насыщения магнитных систем, то есть схемы являются линейными (L=const, M=const);

2. пренебрежение токами намагничивания трансформаторов (i_=0);

3. пренебрежение ёмкостными проводимостями линий (в_с=0), за исключением линий 500кВ и выше;

4. пренебрежение активными сопротивлениями линий (r=0), за исключением сетей низкого напряжения и кабельных линий;

5. отсутствие несимметрии трёхфазных систем;

6. приближённый учёт нагрузок;

7. отсутствие качаний синхронных машин (=_с=const).

Лекция 2: «Параметры элементов системы».

Основными элементами ЭС являются турбогенераторы ТГ, гидрогенераторы ГГ, трансформаторы и автотрансформаторы различной мощности и уровней напряжения, кабельные и воздушные ЛЭП, а также крупные высоковольтные двигатели. Промышленная нагрузка учитывается эквивалентным постоянным по величине сопротивлением. Так для t=0 х_{* наг}=0.35, а для установившегося режима х_{* наг}=1.2.

Генераторы для начального момента времени характеризуются сверхпереходной ЭДС Е_q’’ и сверхпереходным сопротивлением х_d^’’ . В установив­шемся режиме генераторы характеризуются соответственно ЭДС Е_q и сопротивлением х_d.

Силовые трансформаторы характеризуются номинальной мощностью, количеством обмоток, напряжением короткого замыкания U_к % и коэффициентом трансформации к_т.

Линии электропередач характеризуются удельным сопротивлением одного километра х₀, которое в практических расчётах равно 0.4Ом/км, а также длиной в км.

Параметры двигателей практически совпадают с параметрами генераторов.

Обобщённая нагрузка характеризуется номинальной мощностью и сопротивлениями для t=0 и t=, которые указаны выше.

Реакторы – это индуктивная катушка без сердечника. Реактор предназначен для ограничения токов короткого замыкания, пусковых токов, а также для поддержания остаточного напряжения U_ост на шинах станции и подстанции. Реактор характеризуется U_ном [кВ], I_ном [А] и сопротивлением х_р [Ом]. В эксплуатации применяются линейные и сдвоенные реакторы.