Основные определения

ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССАХ

Из всего многообразия электромагнитных переходных процессов в элек­троэнергетической системе наиболее распространенными являются процессы, вызванные [2]:

1) включением и отключением (коммутацией) двигателей и других при­емников электрической энергии;

2) коротким замыканием (КЗ) в системе;

3) повторным включением и отключением короткозамкнутой цепи (применением автоматического повторного включения);

4) возникновением местной несимметрии в системе (например, отключе­ние или обрыв одной фазы линии электропередачи);

5) действием форсировки возбуждения синхронных машин;

6) несинхронное включение синхронных машин.

Наиболее тяжелый переходный процесс возникает при КЗ.

Коротким замыканием называют всякое, не предусмотренное нормаль­ными условиями работы замыкание между фазами, а в системах с глухозазем­ленными или эффективно заземленными нейтралями - также замыкание одной или нескольких фаз на землю (или на нулевой провод).

В системе с изолированными нейтралями замыкание одной фазы на землю называют однофазным замыканием на землю (ОЗЗ). При этом виде повреждения протекание тока обусловлено емкостными и активными параметрами изоляции фаз относительно земли. Данный вопрос будет подробно рассмотрен в разделе "Замыкания в электрических сетях 6...35 кВ".

При возникновении КЗ в электроэнергетической системе сопротивление цепи уменьшается (степень уменьшения зависит от положения точки КЗ в системе), что приводит к увеличению токов по сравнению с токами нормального режима работы. В свою очередь это вызывает снижение напряжений в системе, которое особенно велико вблизи места КЗ (при металлическом КЗ напряжение в точке короткого замыкания снижается до нуля).

Обычно в месте КЗ образуется переходное сопротивление, состоящее, в основном, из сопротивления возникшей электрической дуги. Когда токи КЗ оставляют сотни ампер и более, сопротивление дуги приблизительно постоянно и по своему характеру почти чисто активное. С уменьшением тока и увеличением длины дуги ее сопротивление увеличивается. Последнее имеет место в течение переходного процесса.

В ряде случаев переходные сопротивления могут быть очень малые и в практических расчётах ими можно пренебречь. Такие замыкания называются

металлическими. Далее для упрощения анализа и выводов мы будем рассматривать только металлические КЗ.

В трехфазных системах с глухозаземленной и эффективно заземленной нейтралями различают следующие основные виды КЗ в одной точке:

а) трехфазное; б) двухфазное; в) двухфазное на землю, т.е. замыкание между двумя фазами с одновременным замыканием той же точки на землю; г) однофазное.

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 и поэтому векторные диаграммы токов и напряжений искажены. Такие КЗ называют несимметричными.

Несимметричные короткие замыкания, а также несимметричные нагрузки представляют различные виды поперечной несимметрии.

Нарушение симметрии какого - либо промежуточного элемента трехфазной цепи (например, отключение одной фазы линии электропередачи) называют продольной несимметрией.

Возможны случаи, когда одновременно возникает несколько несимметрий одного или разного вида. Так, например, при обрыве провода воздушной линии один его конец, расположенный вблизи к точке подвеса, остаётся изолированным, а другой, упав на землю, образует однофазное КЗ. Здесь одновременно возникает продольная и поперечная несимметрии. Такие виды повреждений называют сложными.

Многолетняя аварийная статистика по электроэнергетическим системам показывает, что в системах с глухозаземленными нейтралями относительная вероятность различных основных видов КЗ характеризуется примерными данными, приведенными в табл. 1.1 [2].

Таблица 1.1

Относительная вероятность возникновения основных

видов короткого замыкания

Вид КЗ	Принципиальная схема и буквенное обозначение вида КЗ	Относитель-ная вероятность КЗ, %
Трехфазное

Окончание табл. 1.1

Вид КЗ	Принципиальная схема и буквенное обозначение вида КЗ	Относительная вероятность КЗ, %
Двухфазное
Двухфазное на землю
Однофазное

Как видно из табл. 1.1, подавляющее число КЗ связано с замыканием на землю. Трехфазные КЗ случаются крайне редко, но его величину необходимо знать, т.к. часто бывает, что величина тока КЗ при К⁽³⁾ значительно больше, чем при других видах КЗ. В этом случае по данному виду КЗ будут проверяться коммутационные аппараты, токоведущие части, разрядники, заземляющие устройства и т.д.