Лекции №5-6

Нагрев проводников и электрических аппаратов в продолжительных режимах

В трехфазных электроустановках возникают следующие простейшие виды коротких замыканий: трехфазное – K ⁽³⁾; двухфазное – K ⁽²⁾; двухфазное на землю – K ^(1,1); однофазное – K ⁽¹⁾, токи которых могут в несколько раз превышать номинальные токи электрооборудования.

В сетях с заземлённой нейтралью (110 кВ и выше) наиболее частым является однофазное КЗ, относительная вероятность возникновения которого составляет 61...95% [2-4], увеличиваясь с ростом напряжения.

При трехфазном КЗ все фазы электрической цепи оказываются в одинаковых условиях, и замыкание является симметричным. Остальные короткие замыкания называют несимметричными. Хотя доля трехфазного КЗ составляет менее 10%, оно очень часто является самым тяжелым режимом из всех видов КЗ, и во многом определяющим при оценках допустимых условий работы элементов электрической системы.

Резко возрастающие при КЗ токовые нагрузки, во-первых, вызывают значительное увеличение сил электродинамического взаимодействия между проводниками и токоведущими частями электроустановок, что может привести к механическому повреждению электрооборудования. Во-вторых, они сопровождаются увеличением потерь в проводниках и контактах, приводящих к повышенному нагреву. Это может вызвать термическое повреждение как самих токоведущих частей, так и изоляции, оплавление и выгорание контактов.

Кроме того, при коротких замыканиях происходит понижение напряжения в электрической системе вблизи места повреждения. В результате возможны лавинообразное развитие системной аварии, нагрев и выход из строя двигателей.

Таким образом, режимы короткого замыкания являются аварийными. Необходимо уметь рассчитывать эти режимы, в частности, определять величины токов КЗ в любой точке электрической системы в любой момент времени.

Результаты расчета используются при выборе и проверке проводников и электрических аппаратов по электродинамической и термической стойкости, а выключателей и предохранителей – ещё и по отключающей способности; при определении рациональных схем и режимов выдачи, передачи и распределения мощности в электрической системе; выборе необходимых средств ограничения токов КЗ; оценки условий работы и настройки релейной защиты и автоматики; для анализа аварий в электроустановках и т.д.

Общее представление о характере тока короткого