3 Короткое замыкание в электроустановках. Метод расчётов токов кз. Короткое замыкание межфазноеКороткое замыкание это простым языкомКороткое замыканиеЭлектрический скат почесал хвостом нос и умер от короткого замыкания. Поступил вопрос от нашего читателя, что такое короткое замыкание и как его узнать? Ну что же, на хороший вопрос попробуем дать хороший ответ. Давайте рассмотрим простейшую цепь, состоящую из лампочки и, предположим, автомобильного акума: По цепи течет ток по проводам и у нас начинает гореть лампочка. Все просто. Давайте предположим, что наши провода, которые ведут к лампочке абсолютно голые и вдруг каким то чудом на эти проводки ложится еще один такой же голый провод. Этот проводок замыкает наши два оголенных провода. И вот начинается самое интересное — в схеме возникает короткое замыкание (КЗ).Короткое замыкание — это короткий путь для прохождения электрического тока по цепи, где наименьшее сопротивление. Теперь ток течет и по лампочке и по проводку. Но, у нас сопротивление проводка намного меньше, чем сопротивление лампочки, и почти весь ток потечет туда, где меньшее сопротивление — то есть по проводку. А так как сопротивление у нашего проводка очень мало, то и ток следовательно потечет очень большой, согласно Закону Ома. А если потечет большой ток, следовательно и количество теплоты, выделяемое проводком будет очень большим, согласно Закону Джоуля-Ленца . В конце концов по цепи, которая выделена красным. будет течь большой ток и она будет очень сильно нагреваться. Так сильно, что может случиться даже пожар. Вы наверное не раз слышали в сводке новостей, что пожар произошел из-за короткого замыкания. В этом случае оголенный провод фазы в каком то месте задевает оголенный провод нуля. В основном КЗ в жилых домах происходит от старого кабеля, который трещит по швам в любом удобном случае и от влаги, которая может попасть на кабель. Но также имеет место и человеческий фактор. Это, конечно же, несоблюдение мер безопасности при пользовании электрическим током. Все Вы слышали, что нельзя включать множество потребителей в одну розетку, возникнет перегрузка сети и может произойти пожар. Рассмотрим этот случай более подробно. Пусть в нашу розетку включены потребители электроэнергии. Мы конечно используем тройники или сетевые удлинители. Но схематически я показал это так: Чем больше потребителей включены в сеть параллельно, тем меньше сопротивление цепи. Про то, как вычислить сопротивление, есть формулы в статье Сопротивление. Следовательно, если у нас сопротивление становится меньше, ток стает больше — Закон Ома. Следовательно, возрастает и количество теплоты, выделяемое проводами сетевого удлинителя или тройника — Закон Джоуля-Ленца. В результате провода начнут плавиться и в конце концов может начаться пожар. Ситуация стает близко к КЗ. В заключении хотелось бы добавить типичные признаки короткого замыкания:
Что такое короткое замыкание в электрической цепи?December 1, 2012 Любой человек, чья работа связана с обслуживанием электротехники, очень хорошо знает о тех неприятностях, которые таит в себе короткое замыкание (к.з.). Иногда считается, что оно представляет собой повреждение. Это не так. Короткое замыкание – это процесс, или, если угодно, аварийный режим работы какого-либо участка электроустановки. А вот последствия его действительно приводят к повреждениям. Общепринятое определение гласит: «Короткое замыкание – это непосредственное соединение двух или более точек электрической цепи, обладающих различным потенциалом. Является ненормальным (непредусмотренным) режимом работы». Чтобы понять, что именно происходит в цепи в тот момент, когда там возникает короткое замыкание, необходимо вспомнить принципы функционирования элементов контура. Представим простейшую цепь, состоящую из источника питания, двух проводников и нагрузки (например, лампочки). В обычных условиях в проводнике существует направленное движение заряженных элементарных частиц, обусловленное постоянным воздействием электродвижущей силы источника. Они перемещаются от одного полюса источника к другому через два участка провода и лампу. Соответственно, лампа излучает свет, так как частицы совершают в ней определенную работу. При переменном токе направление движения постоянно изменяется, но в данном случае это не принципиально. Количество электронов, проходящих по определенному участку цепи за единицу времени, ограничивается сопротивлением лампы, проводников, источника ЭДС. Другими словами, ток не растет бесконечно, а соответствует установившемуся режиму. Но вот по какой-либо причине повреждается изоляция на участке цепи. К примеру, лампу залило водой. В этом случае ее электрическое сопротивление уменьшается. В результате текущий по контуру ток ограничивается суммарным сопротивлением источника питания, проводов и водного «перешейка» на лампе. Обычно эта сумма настолько ничтожна, что в расчетах не учитывается (исключение составляют специализированные вычисления). Итогом является практически бесконечный рост тока, определяемого по классическому закону Ома. В данном случае часто упоминают мощность короткого замыкания. Она определяется предельным значением электрического тока, который способен выдать источник питания до выхода из строя. Кстати, именно поэтому запрещается соединять проводком (закорачивать) противоположные контакты батареек. Хотя в примере мы рассматриваем устранение из цепи сопротивления лампы вследствие попадания на нее воды, причин короткого замыкания множество. К примеру, если говорить об этой же схеме, то к.з. также может возникнуть, если будет нарушена изоляция хотя бы одного провода и он соприкоснется с землей. В этом случае ток от источника питания последует по пути наименьшего сопротивления, то есть в землю, обладающую огромной емкостью. Повреждение изоляции сразу двух проводов и их соприкосновение приведет к тому же самому результату. Вышесказанное можно обобщить: к.з могут быть с землей и без нее. На происходящие процессы это не влияет. О каких же повреждениях шла речь в начале статьи? Как известно, чем выше значение тока, протекающего по участкам цепи, тем больше их нагрев. При достаточной мощности источника при к.з. некоторые участки цепи попросту выгорают, превращаясь в медную пыль (для медных элементов). Защита от короткого замыкания довольно проста и эффективна. Сообщения о разрушениях из-за замыкания возникают, прежде всего, по причине неправильно подобранных параметров аппаратов защиты, неверной селективности. Если речь идет о бытовой цепи 220 В, то применяют автоматические выключатели. В них при чрезмерном возрастании тока электромагнитный расцепитель, находящийся внутри, разрывает цепь.
Как организовать путешествие с пользой для души и тела? Если вы отправляетесь в путешествие, то вы можете использовать эту возможность для того, чтобы ваш мозг восстанавливался и даже развивался.
10 загадочных фотографий, которые шокируют Задолго до появления Интернета и мастеров «Фотошопа» подавляющее большинство сделанных фото были подлинными. Иногда на снимки попадали поистине неверо.
Топ-10 разорившихся звезд Оказывается, иногда даже самая громкая слава заканчивается провалом, как в случае с этими знаменитостями.
20 фото кошек, сделанных в правильный момент Кошки — удивительные создания, и об этом, пожалуй, знает каждый. А еще они невероятно фотогеничны и всегда умеют оказаться в правильное время в правил.
7 частей тела, которые не следует трогать руками Думайте о своем теле, как о храме: вы можете его использовать, но есть некоторые священные места, которые нельзя трогать руками. Исследования показыва.
9 знаменитых женщин, которые влюблялись в женщин Проявление интереса не к противоположному полу не является чем-то необычным. Вы вряд ли сможете удивить или потрясти кого-то, если признаетесь в том. Основные причины возникновения короткого замыканияНаверняка многие слышали такое словосочетание как короткое замыкание, но мало кто понимает, из-за чего возникает данное явление, чем оно опасно и какие процессы происходят во время КЗ. В этой статье мы подробно рассмотрим данный вопрос, так как «коротыш в проводке» — это достаточно частая ситуация, которая является очень опасной и может привести к неблагоприятным последствиям. Итак, причины возникновения короткого замыкания, способы предотвращения и последствия мы рассмотрели ниже. Что это такое?Электрическая цепь — это, как правило, два проводника с разноименным потенциалом и подключенным потребителем тока. Каждый конечный потребитель имеет свое внутреннее сопротивление, которое сопротивляется току и ограничивает, тем самым дозируя его количество и плотность в проводнике, заставляя производить работу.
В момент, когда сопротивление резко уменьшается до статической погрешности сопротивления проводников, электрический ток, ничем практически не ограниченный, возрастает до такой величины, что сечение проводников становится малым и проходя через них, разогревает жилы до температуры разрушения и плавления. Поэтому частый спутник короткого замыкания — это огонь, расплавленный металл проводников и вспомогательных механизмов. Признаками замыкания в проводке являются запах гари, искрение и возгорание проводов, а также отключение электричества на определенном участке или же во всей сети. Как возникает КЗ?Итак, рассмотрим основные причины возникновения короткого замыкания в электропроводке и электроустановках. Высокое напряжение. В момент скачка напряжения выше допустимых параметров, присутствует возможность электрического пробоя изоляции проводника или электрической схемы. В результате развивается утечка тока до размеров КЗ, с созданием кратковременного стабильного дугового разряда. Старая изоляция. Жилые и промышленные фонды, не проводившие замену электрической проводки — это первые претенденты на спонтанные КЗ. Любая изоляция, используемая в электропроводке, имеет свой ресурс. Со временем она разрушается под воздействием внешних факторов, что и приводит к возникновению замыкания. Внешнее механическое воздействие. Снятие изоляции с провода, ее перетирание и прочее воздействие на защитную оболочку, ослабляющее ее свойства, рано или поздно вызовут возгорание и КЗ. К примеру, в быту часто причиной возникновения короткого замыкания является повреждение проводки при сверлении стен. О том, как не повредить электропроводку перфоратором. читайте в нашей статье. Посторонние предметы. Сюда относится пыль различного происхождения, мелкие животные, детали с соседних узлов, волей случая попавших на электрические проводники, вызвав и развив таким образом КЗ. Прямой удар молнии. Происходит тоже, что и при перенапряжении (смотри выше). Пример последствия от возникновения КЗ в электроустановке демонстрируется на видео: Последствия короткого замыкания — это выгоревшие участки проводки и ее возгорание! Виды явленийСамое распространенное — это замыкание на землю, когда либо одна фаза взаимодействует с землей, либо две фазы взаимодействует с землей, на одном или нескольких участках. Короткое замыкание на землю, встречается в системах с глухозаземленной нейтралью и составляют до 70% всех случаев. Существует также межфазное КЗ, когда происходит взаимодействие двух фаз между собой. Происходит в следствии нарушении изоляции в трехфазном оборудовании. Ну и последний вид КЗ — трехфазное, когда взаимодействуют все три фазы. На схеме ниже изображены основные виды коротких замыканий:
Способы предотвращенияДля предотвращения развития КЗ и защиты электрических устройств и линий электроснабжения самым эффективным методом является установка автоматического выключателя или же плавких предохранителей. Автомат (на фото ниже) при возникновении «коротыша» своевременно отключит питание, тем самым предотвратит возникновение опасной ситуации.
Еще один способ предотвратить возникновение короткого замыкания — своевременная ревизия электропроводки. благодаря которой можно визуально определить место оплавления изоляции и перейти к устранению неполадки. Напоследок рекомендуем просмотреть полезное видео по теме: Вот мы и рассмотрели причины возникновения короткого замыкания, последствия и способы предотвращения опасного явления. Надеемся, предоставленная информация была для вас полезной! Рекомендуем также прочитать: Источники: http://www.ruselectronic.com/news/korotkoje-zamykanije/, http://fb.ru/article/44413/chto-takoe-korotkoe-zamyikanie-v-elektricheskoy-tsepi, http://samelectrik.ru/osnovnye-prichiny-vozniknoveniya-korotkogo-zamykaniya.html electricremont.ru 6.8. Однофазное короткое замыканиеПредположим в точке К (рис. 6.9) в сети с глухозаземленной нейтралью происходит однофазное КЗ фазы А на землю. Для однофазного КЗ необходимо иметь схемы замещения прямой, обратной и нулевой последовательностей, из которых определяются величины ,,,. Уравнения (6.10) дополняются следующими тремя граничными условиями: , ,. (6.19)
Рис. 6.9. Принципиальная схема однофазного КЗ Симметричные составляющие тока в поврежденной фазе с учетом граничных условий будут: (6.20) т.е. . Таким образом, токи в фазах: ;;. Ток, протекающий через землю:. Напряжение для поврежденной фазы А: . (6.21) Симметричные составляющие напряжений в месте КЗ: (6.22) Фазные напряжения в месте КЗ: (6.23) Выражения (6.20) и (6.21) позволяют построить векторные диаграммы токов и напряжений (рис. 6.10). На векторной диаграмме напряжений (рис.6.10б) угол θ между напряжениями неповрежденных фаз зависит от отношения между ии изменяется в пределах 60° ≤θ ≤ 180°. Нижний предел соответствует , верхний - при. Приуголθ равен 120°.
а б Рис. 6.10. Векторные диаграммы токов (а) и напряжений (б) однофазного короткого замыкания Подставим в уравнение (6.21) симметричные составляющие напряжений из (6.10): откуда с учетом уравнения (6.20) получим: (6.24) Комплексная схема замещения, соответствующая выражению (6.24), имеет вид (рис. 6.11).
Рис. 6.11. Комплексная схема замещения однофазного КЗ Выводы из анализа однофазного КЗ
6.9. Двухфазное короткое замыкание на землюПредположим в точке К (рис. 6.12) в сети с глухозаземленной нейтралью происходит двухфазное КЗ на землю между фазами В и С и землей. Для расчета К(1,1) необходимо иметь схемы замещения прямой, обратной и нулевой последовательностей, из которых определяются величины сопротивлений прямой , обратнойи нулевойпоследовательностей. Уравнения (6.6) дополняются тремя граничными условиями: , ,. (6.25) Cимметричные составляющие напряжений фазы А с учетом граничных условий будут: (6.26) т. е. , откуда.
Рис. 6.12. Принципиальная схема двухфазного КЗ на землю Из исходных уравнений (6.10): (6.27) Так как ток фазы А , то, подставляя уравнения (6.27) в последнее выражение, имеем: . Из последнего выражения получим:
Подставляя полученное значение из выражения (6.28) в формулы (6.27), после преобразований имеем: (6.29) Схема замещения при двухфазном КЗ К(1,1), соответствующая выражению (6.29), представлена на рис. 6.13.
Рис. 6.13. Комплексная схема замещения цепи при двухфазном КЗ на землю Токи в поврежденных фазах: (6.30) Модуль выражений в квадратных скобках в уравнениях (6.30) составляет: . (6.31) Следовательно, абсолютная величина токов в поврежденных фазах В и С запишется как ;. В зависимости от отношения между изначение m(1,1) находится в пределах 1,5 ≤ m(1,1)≤ .Нижний предел наступает при , а верхний – при, равном 0 или ∞. Ток, протекающий через землю (и параллельным ей путем), будет: . (6.32) Выражение (6.28) можно представить в следующем виде: (6.33) Напряжение неповрежденной фазы в месте КЗ Векторные диаграммы токов и напряжений в месте двухфазного КЗ на землю приведены на рис. 6.14. На векторной диаграмме токов угол θ может изменяться в пределах 60º ≤ θ ≤ 180º, стремясь к нижнему пределу при и к верхнему при.
а. б. Рис. 6.14. Вектор диагр напряж(а)и токов(б)при двухф КЗ на землю Выводы из анализа двухфазного КЗ на землю:
studfiles.net 3 Короткое замыкание в электроустановках. Метод расчётов токов кзКороткими замыканиями (КЗ) называют замыкания между фазами (фазными проводниками электроустановки), замыкания фаз на землю (нулевой провод) в сетях с глухо- и эффективно-заземленными нейтралями, а также витковые замыкания в электрических машинах. Короткие замыкания возникают при нарушении изоляции электрических цепей. Причины таких нарушений различны: старение и вследствие этого пробой изоляции, набросы на провода линий электропередачи, обрывы проводов с падением на землю, механические повреждения изоляции кабельных линий при земляных работах, удары молнии в линии электропередачи и др. Чаще всего КЗ происходят через переходное сопротивление, например через сопротивление электрической дуги, возникающей в месте повреждения изоляции. Иногда возникают металлические КЗ без переходного сопротивления Для упрощения анализа в большинстве случаев при расчете токов КЗ рассматривают металлическое КЗ без учета переходных сопротивлений. В трехфазных электроустановках возникают трех- и двухфазные КЗ. Кроме того, в трехфазных сетях с глухо- и эффективно-заземленными нейтралями дополнительно могут возникать также одно- и двухфазные КЗ на землю (замыкание двух фаз между собой с одновременным соединением их с землей). При трехфазном КЗ все фазы электрической сети оказываются в одинаковых условиях, поэтому его называют симметричным. При других видах КЗ фазы сети находятся в разных условиях, в связи с чем векторные диаграммы токов и напряжений искажены. Такие КЗ называют несимметричными. Вероятность возникновения того или иного вида КЗ характеризуется данными, приведенными в табл.1, где указаны значения для разных уровней напряжения электроустановки, конструкций линий электропередачи, климатических и других факторов. Вид связи нейтралей с землей определяет уровень изоляции электроустановок и выбор коммутационной аппаратуры,токов кз и т.д. В зависимости от режима нейтрали электрические сети разделяют на четыре группы: 1) сети с незаземленными нейтралями; 2) сети с резонансно-заземленными нейтралями; 3) сети с эффективно-заземленными нейтралями; 4) сети с глухозаземленными нейтралями. К первой и второй группам относятся сети напряжением 3—35 кВ, нейтрали трансформаторов или генераторов в которых изолированы от земли или заземлены через дугогасящие катушки. К 3-ей группе относятся сети напряжением 110-220 кВ, работающие, как правило, с глухозаземленной нейтралью. К четвертой группе относятся сети напряжением 220 и 380 В. Режим работы нейтрали определяет ток замыкания на землю. Сети, в которых ток однофазного замыкания на землю менее 500 А, называют сетями с малыми токами замыкания на землю (в основном это сети с незаземленными и резонансно-заземленными нейтралями). Токи более 500 А соответствуют сетям с большими токами замыкания на землю (это сети с глухо- и эффективно-заземленными нейтралями). а) Трехфазные сети с незаземленными нейтралями В сетях с незаземленными нейтралями токи при однофазном замыкании на землю протекают через распределенные емкости фаз, которые для упрощения анализа процесса условно заменяют емкостями, сосредоточенными в середине линий (рис. 1-11). Междуфазные емкости при этом не рассматриваются, так как при однофазных повреждениях их влияние на токи в земле не сказывается.
В нормальном режиме работы напряжения фаз сети относительно земли (UА, Ub, Uс) симметричны и равны фазному напряжению, а емкостные (зарядные) токи фаз относительно земли 1Соа, Icob, и Icoc также симметричны и равны между собой (рис. 1-11, а). Емкостный ток фазы IСо = UфwС, где С — емкость фазы относительно земли Геометрическая сумма емкостных токов трех фаз равна нулю. Емкостный ток нормального режима в одной фазе в современных сетях с незаземленной нейтралью, как правило, не превышает нескольких ампер и практически не влияет на загрузку генераторов. В случае металлического замыкания на землю в одной точке напряжения неповрежденных фаз относительно земли возрастают в корень из 3 раз и становятся равными междуфазному напряжению. Емкостные токи неповрежденных фаз В и С также увеличиваются в соответствии с увеличением напряжения в корень из3 раз. Ток на землю фазы А, обусловленный ее собственной емкостью, будет равен нулю, так как эта емкость оказывается закороченной. Для тока в месте повреждения можно записать: 1с = — {1св + 1сс), т. е. геометрическая сумма векторов емкостных токов неповрежденных фаз определяет вектор тока через место повреждения. Ток Iс оказывается в 3 раза больше, чем емкостный ток фазы в нормальном режиме: Iс = 3IСо =3 UфwС, Согласно выражению ток Iс зависит от напряжения сети, частоты и емкости фаз относительно земли. Последняя зависит в основном от конструкции линий сети и их протяженности. В случае замыкания на землю через переходное сопротивление напряжение поврежденной фазы относительно земли будет больше нуля, но меньше фазного, а неповрежденных фаз — больше фазного, но меньше линейного. Меньше будет и ток замыкания на землю. При однофазных замыканиях на землю в сетях с незаземленной нейтралью треугольник линейных напряжений не искажается, поэтому потребители, включенные на междуфазные напряжения, продолжают работать нормально. Допустимая длительность работы с заземленной фазой определяется Правилами технической эксплуатации (ПТЭ) и в большинстве случаев не должна превышать 2 ч. Более опасно однофазное замыкание на землю через дугу, так как дуга может повредить оборудование и вызвать двух- или трехфазное к.з. 10 15—20 35 20 15 10 Напряжение сети, кВ -. 3—6 Емкостный ток замыкания на землю, А 30 б) Трехфазные сети с резонансно-заземленными нейтралями В сетях 3—35 кВ для уменьшения тока замыкания на землю с целью удовлетворения указанных выше норм применяется заземление нейтралей через дугогасящие катушки. В нормальном режиме работы ток через катушку практически равен нулю. При полном замыкании на землю одной из фаз дугогасящая катушка оказывается под фазным напряжением и через место замыкания на землю протекает наряду с емкостным током Iс также индуктивный ток катушки IL. Так как индуктивный и емкостный токи отличаются по фазе на угол 180°, то в месте замыкания на землю они компенсируют друг друга. Если 1с = IL (резонанс), через место замыкания на землю ток протекать не будет. Благодаря этому дуга в месте повреждения не возникает и устраняются связанные с нею опасные последствия. Суммарная мощность дугогасящих катушек для сетей определяется из выражения Q= nIcUф где n — коэффициент, учитывающий развитие сети; ориентировочно можно принять п = 1,25; Iс — полный ток замыкания на землю, А; Uф — фазное напряжение сети, кВ.
По рассчитанному значению Q в каталоге подбираются катушки требуемой номинальной мощности.При 1С>50 А к установке принимают две дугогасящие катушки с суммарной мощностью.Реакторы бывают 2-ух типов: РЗДСОМ и РЗДПОМ. Дугогасящие катушки должны устанавливаться на узловых питающих подстанциях, связанных с компенсируемой сетью не менее чем тремя линиями. При компенсации сетей генераторного напряжения катушки располагают обычно вблизи генераторов. в) Трехфазные сети с глухо- и эффективно-заземленными нейтралями Глухое заземление нейтрали применяется в сетях 220 и 380 В. При этом все нейтрали источников питания соединяются с землей. В сетях 110 кВ и выше определяющим в выборе способа заземления нейтралей является фактор стоимости изоляции. Здесь применяется эффективное заземление нейтралей, при котором во время однофазных замыканий напряжение на неповрежденных фазах равно примерно 0,8 междуфазного напряжения в нормальном режиме работы. Это основное достоинство такого способа заземления нейтралей. Сети напряжением 110 кВ и выше работают,как правило, с глухозаземленной нейтралью. Однако рассматриваемые режимы нейтрали имеют и ряд недостатков. Так, при замыкании одной из фаз на землю образуется короткозамкнутый контур через землю и нейтраль источника с малым сопротивлением, к которому приложена э. д. с. фазы. Возникает режим к. з., сопровождающийся протеканием больших токов. Во избежание повреждения оборудования длительное протекание больших токов недопустимо, поэтому к. з. быстро отключаются релейной защитой. Правда, значительная часть однофазных повреждений в электрических сетях напряжением 110 кВ и выше относится к самоустраняющимся, т. е. исчезающим после снятия напряжения. В таких случаях эффективны устройства автоматического повторного включения (АПВ), которые, действуя после работы устройств релейной защиты, восстанавливают питание потребителей за минимальное время. Второй недостаток — значительное удорожание выполняемого в распределительных устройствах контура заземления, который должен отвести на землю большие токи к. з. и поэтому представляет собой в данном случае сложное инженерное сооружение. Рис. 1-16. Трехфазная сеть с эффективно-заземленной нейтралью. Третий недостаток—значительный ток однофазного к. з., который при большом количестве заземленных нейтралей, а также в сетях с автотрансформаторами может превышать токи трехфазных к. з. Для уменьшения токов однофазного к. з. применяют, если это возможно и эффективно, частичное разземление нейтралей (в основном в сетях 110—220 кВ). Возможно применение для тех же целей токоограничивающих сопротивлений, включаемых в нейтрали трансформаторов. studfiles.net Однофазные замыкания на землю в сетях с изолированной нейтралью. Общие сведения о коротких замыканиях и однофазных замыканиях на землюПредположим в точке К (рис. 6.9) в сети с глухозаземленной нейтралью происходит однофазное КЗ фазы А на землю. Для однофазного КЗ необходимо иметь схемы замещения прямой, обратной и нулевой последовательностей, из которых определяются величины ,,,. Уравнения (6.10) дополняются следующими тремя граничными условиями: Рис. 6.9. Принципиальная схема однофазного КЗ Симметричные составляющие тока в поврежденной фазе с учетом граничных условий будут: (6.20) т.е. . Таким образом, токи в фазах: ;;. Ток, протекающий через землю:. Напряжение для поврежденной фазы А : Симметричные составляющие напряжений в месте КЗ: (6.22) Фазные напряжения в месте КЗ: Выражения (6.20) и (6.21) позволяют построить векторные диаграммы токов и напряжений (рис. 6.10). На векторной диаграмме напряжений (рис.6.10б) угол θ между напряжениями неповрежденных фаз зависит от отношения между ии изменяется в пределах 60° ≤θ ≤ 180° . Нижний предел соответствует , верхний - при. Приуголθ равен 120°. Рис. 6.10. Векторные диаграммы токов (а) и напряжений (б) однофазного короткого замыкания Подставим в уравнение (6.21) симметричные составляющие напряжений из (6.10): откуда с учетом уравнения (6.20) получим: (6.24) Комплексная схема замещения, соответствующая выражению (6.24), имеет вид (рис. 6.11). Рис. 6.11. Комплексная схема замещения однофазного КЗ Выводы из анализа однофазного КЗ 6.9. Двухфазное короткое замыкание на землюПредположим в точке К (рис. 6.12) в сети с глухозаземленной нейтралью происходит двухфазное КЗ на землю между фазами В и С и землей. Для расчета К (1,1) необходимо иметь схемы замещения прямой, обратной и нулевой последовательностей, из которых определяются величины сопротивлений прямой , обратнойи нулевойпоследовательностей. Уравнения (6.6) дополняются тремя граничными условиями: Cимметричные составляющие напряжений фазы А с учетом граничных условий будут: (6.26) т. е. , откуда. Рис. 6.12. Принципиальная схема двухфазного КЗ на землю Из исходных уравнений (6.10): Так как ток фазы А , то, подставляя уравнения (6.27) в последнее выражение, имеем: . Из последнего выражения получим: Подставляя полученное значение из выражения (6.28) в формулы (6.27), после преобразований имеем: (6.29) Схема замещения при двухфазном КЗ К (1,1) , соответствующая выражению (6.29), представлена на рис. 6.13. Рис. 6.13. Комплексная схема замещения цепи при двухфазном КЗ на землю Токи в поврежденных фазах: (6.30) Модуль выражений в квадратных скобках в уравнениях (6.30) составляет: Следовательно, абсолютная величина токов в поврежденных фазах В и С запишется как ;. В зависимости от отношения между и значение m (1,1) находится в пределах 1,5 ≤ m (1,1) ≤ .Нижний предел наступает при , а верхний – при, равном 0 или ∞. Ток, протекающий через землю (и параллельным ей путем), будет: . (6.32) Выражение (6.28) можно представить в следующем виде: (6.33) Напряжение неповрежденной фазы в месте КЗ Векторные диаграммы токов и напряжений в месте двухфазного КЗ на землю приведены на рис. 6.14. На векторной диаграмме токов угол θ может изменяться в пределах 60º ≤ θ ≤ 180º, стремясь к нижнему пределу при и к верхнему при. Рис. 6.14. Вектор диагр напряж(а)и токов(б)при двухф КЗ на землю Выводы из анализа двухфазного КЗ на землю: Напряжения поврежденных фаз в месте КЗ равны нулю и значительно ниже нормальных значений во всей СЭС. Напряжение неповрежденной фазы не изменяется и равно номинальному напряжению. В системе электроснабжения протекают токи КЗ всех последовательностей. В отечественных энергосистемах электрические сети напряжением 6-35 кВ работают, как правило, с изолированной нейтралью или с нейтралью, заземленной через большое индуктивное сопротивление дугогасящего реактора (ДГР), а также с заземлением через большое активное сопротивление. В отличие от сети с глухозаземленной нейтралью levevg.ru междуфазное короткое замыкание - это... Что такое междуфазное короткое замыкание? междуфазное короткое замыкание
междуфазное короткое замыканиеКороткое замыкание между двумя или более линейными (фазными) проводниками, которое может совпадать или не совпадать с коротким замыканием на землю в этой же точке.[ГОСТ Р МЭК 60050-195-2005] EN line-to-line short-circuit short-circuit between two or more line conductors, combined or not with a line-to-earth short-circuit at the same place [IEV number 195-04-16] FR court-circuit entre phases court-circuit entre au moins deux conducteurs de ligne, combiné ou non avec un court‑circuit phase-terre au même endroit [IEV number 195-04-16] Тематики
EN
DE
FR
Русско-немецкий словарь нормативно-технической терминологии. academic.ru. 2015.
Смотреть что такое "междуфазное короткое замыкание" в других словарях:
normative_ru_de.academic.ru Однофазное замыкание. Межфазное замыкание и способы борьбы с нимМежфазное замыкание является аварийным режимом работы электрической сети. Оно возникает при электрическом соединении между разноименными фазами при ухудшении изоляции между ними, механических повреждениях или ошибках при эксплуатации.Кроме межфазных замыканий различают однофазные замыкания, происходящие когда соединяются между собой ноль и фаза. Соединение фазного проводника с землей называется замыканием на землю.Замыкания происходят в электроустановках, имеющих как заземленную нейтраль, когда нулевой проводник связан с контуром заземления, так и изолированную, где он изолирован от земли на всем протяжении. Они могут возникнуть между двумя фазами, тремя фазами с нулем или без него.Замыкания могут возникать в любом месте электрической сети. Им подвержены:
В различных ситуациях замыкания протекают по-разному. Различают:
Для защиты от междуфазных замыканий в электроустановках 380/220 В применяются: Для защиты электроустановок с напряжением более 1000 В применяется комплекс устройств, называемый релейной защитой. Он включает в себя датчики тока (трансформаторы тока), напряжения (трансформаторы напряжения), реле защиты и управляемые силовые коммутационные элементы.Реле защиты бывают электромеханическими, полупроводниковыми или микропроцессорными. Задача коммутационного элемента (масляного, вакуумного или элегазового выключателя) – обеспечить отключение поврежденного участка по команде от устройства защиты. При этом он должен выдержать отключение тока короткого замыкания. Токи межфазного замыканияВажной электрической характеристикой короткого замыкания является его ток. При проектировании электроустановок его обязательно рассчитывают по определенной методике для нескольких точек. Делается это для того, чтобы правильно выбрать параметры электрооборудования и установки защитных устройств: токи отсечки автоматических выключателей и характеристики срабатывания релейной защиты.На величину тока короткого замыкания (КЗ) оказывают влияние следующие факторы:
При «тлеющем» замыкании ток намного ниже расчетного, что делает невозможным реакцию защитных устройств на его появление. Тлеющее замыкание может внезапно перейти в дуговое или металлическое, сработает защита, но при повторном включении ток снова окажется за порогом чувствительности. Поиск места повреждения электрооборудования в данном случае затруднен и без измерения изоляции или испытаний повышенным напряжением невозможен. Итак, чем дальше замыкание происходит от источника питания, тем меньше величина его тока. Объясняется это тем, что каждый кабель, распределительный щиток или воздушная линия увеличивают величину эквивалентного сопротивления электрической сети. По закону Ома при увеличении сопротивления нагрузки ток в цепи уменьшается. Это позволяет реализовать селективное отключение поврежденных участков электрической сети. Автоматический выключатель на вводе в квартиру при номинальном токе 16 А и характеристикой «С» имеет ток срабатывания электромагнитного расцепителя 80 – 160 А. Ток замыкания, превышающий 160 А гарантированно приведе masters220v.ru Виды, причины и последствия коротких замыканийВИДЫ, ПРИЧИНЫ И ПОСЛЕДСТВИЯ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ
Коротким замыканием (КЗ) называется нарушение нормальной работы электрической установки, вызванное замыканием фаз между собой, а также замыканием фаз на землю в сетях с глухозаземленными нейтралями. Причинами КЗ обычно являются нарушения изоляции, вызванные ее механическими повреждениями, старением, набросами посторонних тел на провода линий электропередачи, проездом под линиями негабаритных механизмов (кранов с поднятой стрелой и т.п.), прямыми ударами молнии, перенапряжениями, неудовлетворительным уходом за оборудованием. Часто причной повреждений в электроустановках, сопровождающихся короткими замыканиями, являются неправильные действия обслуживающего персонала. Примерами таких действий являются ошибочные отключения разъединителем цепи с током, включения разъединителей на закоротку, ошибочные действия при переключениях в главных схемах и в схемах релейной защиты и автоматики. При КЗ токи в поврежденных фазах увеличиваются в несколько раз по сравнению с их нормальным значением, а напряжения снижаются, особенно вблизи места повреждения. Протекание больших токов КЗ вызывает повышенный нагрев проводников, а это ведет к увеличению потерь электроэнергии, ускоряет старение и разрушение изоляции, может привести к потере механической прочности токоведущих частей и электрических аппаратов. Снижение уровня напряжения при КЗ в сети ведет к уменьшению вращающего момента электродвигателей, их торможению, снижению производительности и даже к полному останову. Резкое снижение напряжения при КЗ может привести к нарушению устойчивости параллельной работы генераторов электростанций и частей электрической системы, возникновению системных аварий.
Рис. 1. Виды коротких замыканий: а – трехфазное КЗ; б – двухфазное КЗ; в – двухфазное КЗ на землю; г – однофазное КЗ.
Виды КЗ в трехфазной сети и их обозначения приведены на рис. 1. Трехфазные и двухфазные КЗ возможны в любых трехфазных сетях. Для прохождения тока при однофазном или двухфазном КЗ на землю необходимо, чтобы на участке сети, где произошло повреждение, была хотя бы одна заземленная нулевая точка (нейтраль) трансформатора, электрически связанная с местом КЗ (см. рис. 1, в, г). Чем больше будет заземленных нейтралей, тем больше будет ток КЗ при этих видах повреждений. Важным фактором является относительная частота возникновения различных видов КЗ. По усредненным данным она составляет, %: трехфазные — 5; двухфазные — 10; однофазные — 65; двухфазные КЗ на землю — 20. Иногда один вид замыканий переходит в другой (например, в кабельных линиях 6—10 кВ замыкание одной фазы на землю часто переходит в междуфазные КЗ). Как правило, в месте КЗ возникает электрическая дуга, которая образует вместе с сопротивлениями элементов пути тока КЗ переходное сопротивление. Иногда возникают металлические КЗ без переходного сопротивления. Для обеспечения надежной работы энергосистем и предотвращения повреждений оборудования при КЗ необходимо быстро отключать поврежденный участок, что достигается применением устройств релейной зашиты с минимальными выдержками времени и быстродействующих отключающих аппаратов (выключателей). Немаловажную роль играют устройства АРВ и быстродействующей форсировки возбуждения (УВФ) синхронных генераторов, которые увеличивают ток возбуждения синхронных генераторов при коротких замыканиях, благодаря чему меньше понижается напряжение в различных звеньях сети, а после отключения КЗ напряжение быстрее восстанавливается до нормального. К мерам, уменьшающим опасность развития аварий, относятся: выбор рациональной схемы сети, правильный выбор аппаратов по условиям КЗ, применение токоограничивающих устройств и т.п. Для осуществления указанных мероприятий необходимо уметь определить токи КЗ и учитывать характер их изменения во времени. ellectroi.ucoz.ru |
|
|||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||
|
