Общая характеристика процесса к.з.
Коротким замыканием (к.з.) называют всякое случайное или преднамеренное, не предусмотренное нормальным режимом работы, электрическое соединение различных точек ЭУ между собой или землей, при котором токи в ветвях ЭУ резко возрастают, превышая наибольший допустимый ток продолжительного режима.
В системе трехфазного переменного тока могут быть следующие виды к.з. (рис.6.1).
а)трехфазные к.з.;
б)двухфазные к.з.;
в)однофазные к.з.;
г)двойные к.з. на землю.
Причинами к.з. могут быть: повреждения изоляции отдельных частей ЭУ; неправильные действия дежурного персонала; перекрытия токоведущих частей ЭУ.
Последствиями к.з. являются: резкое увеличение токов в короткозамкнутой цепи, приводящее к значительным механическим воздействиям на токоведущие части и изоляторы, обмотки электрических машин и повышенному нагреву токоведущих частей и изоляции; снижение напряжения в отдельных точках сети; возникновение дуги в месте к.з., приводящей к повреждению ЭУ.
Рассмотрим особенности протекания токов к.з. При трехфазном к.з. в цепи с активным и индуктивным сопротивлениями происходит переходный процесс, характеризуемый наличием двух составляющих тока к.з.: периодической и апериодической.
На рисунке 6.2 приведены кривые изменения тока к.з. и его составляющих для системы неограниченной мощности ( ). При рассмотрении явлений, вызванных к.з., приняты следующие обозначения токов:
- мгновенное значение тока нагрузки в момент к.з.;
- периодическая составляющая тока к.з., которая изменяется по гармонической кривой в соответствии с синусоидной ЭДС генератора.
, , - соответственно максимальное, мгновенное и действующее значения периодической составляющей тока к.з.;
- начальное действующее значение периодической составляющей тока к.з. (сверхпереходный ток к.з.).
В цепи, содержащей индуктивность, изменение тока вызывает изменение магнитного потока, который наводит в этой цепи ЭДС самоиндукции. Под действием последней в цепи устанавливается апериодический ток обратного направления, который в начальный момент (t=0) равен разности
Благодаря инерции магнитного потока не происходит мгновенного изменения тока в начальный момент возникновения к.з. от до из-за апериодической составляющей.
Апериодическая составляющая определяется характером затухания тока к.з., определяемым постоянной времени затухания апериодической составляющей
.
В цепи напряжением выше 1000 В мало и время затухания составляет 0,15-0,2 с. затухает по экспоненциальному закону
где - соответственно максимальное и мгновенное значения апериодической составляющей тока к.з.
Действующее значение полного тока к.з. для произвольного момента времени t определяется соответствующими составляющими – периодической и апериодической .
Через пол-периода (0,01с) после возникновения к.з. ток достигает максимального мгновенного значения, называемого ударным током к.з. .
через t=0,01с после возникновения к.з.
В момент t=0 , тогда
.
Обозначив величину
,
получим
.
Ударный коэффициент учитывает удаленность места к.з. от генератора, (т.е. соотношение между и ), через .Так для линий выше 1 кВ постоянная времени Та=0,05с, а =1,8.
После окончания переходного процесса в цепи будет установившийся режим, характеризуемый величиной действующего значения установившегося тока к.з. .
Если ЭДС источника неизменна (Sc= ), то и периодическая составляющая тока будет неизменна
Наибольшее действующее значение полного тока к.з. в течении первого периода к.з.
Так как для t=0,01 с
то заменяя на получим
[1,с.224-227; 2,с.353-359]
Дата добавления: 2020-10-14; просмотров: 375;