Lors de la sélection de l'équipement de commande, les circuits de protection et de connexion et des modèles de commutation prennent en compte les valeurs attendues des courants de court-circuit (t.k.z.), qui peuvent résulter de dommages mécaniques et thermiques aux installations.

courant de court-circuit (Isc) ne sont pas fournis est appelé chaque mode de fonctionnement normal du circuit électrique entre les phases, et dans les systèmes à un point neutre à la terre (neutre) - également la fermeture entre la phase et zéro fil ou la terre. Dans les installations avec un neutre non mis à la terre, la fermeture d'une phase à la terre n'est pas un court-circuit.

En chaîne courant continu les courts-circuits se produisent entre les pôles ou entre le pôle et le sol.

La figure 5.7 montre les types de court-circuit dans un réseau triphasé à quatre fils avec des tensions jusqu'à 1000 V.

Fig. 5.7. Types de courts-circuits et diagrammes vectoriels des courants et des tensions: a -court-circuit triphasé; b)court-circuit biphasé; en -court-circuit monophasé;

R 3 - résistance à l'étalement du dispositif de mise à la terre

Court-circuit Il se pose en raison des mauvaises actions du personnel, ainsi qu'en raison de dommages ou la détérioration naturelle de l'isolation. la destruction de l'isolation (dégradation) peut provoquer une surtension résultant lorsque la foudre en ligne ou à proximité de, et également à des tensions dans les phénomènes de résonance électrique. L'usure de l'isolation est un processus naturel qui se produit à la suite de fluctuations de température et de surchauffe dans des conditions anormales. Le vieillissement de l'isolation affecte également les vapeurs d'impuretés de composés réactifs, tels que l'ammoniac, les composés soufrés, de la fumée des installations industrielles, de l'air de la mer, etc. oiseaux peuvent provoquer un court-circuit des voies aériennes, les animaux, et dans des postes - .. rats et autres rongeurs et animaux.

Les courants de court-circuit peuvent atteindre des valeurs élevées et provoquer une surchauffe des générateurs solides, des transformateurs, des moteurs, des câbles et analogues. D. A à 0,01 avec le l'impact de courant instantané peut survenir après la date d'un court-circuit, ce qui peut provoquer des forces dynamiques considérables sur les éléments de l'installation et aboutir à une défaillance mécanique des enroulements des transformateurs, des pneus, ainsi que les isolateurs. Et, bien sûr, avec des courts-circuits, l'alimentation normale est perturbée.

Les courts-circuits les plus courants se produisent sur les lignes aériennes, puis dans les réseaux câblés, moins souvent - dans les sous-stations de transformation et dans les installations de commutation des centrales électriques. Dans le cas d'un mode de court-circuit et l'apparition de courants de court-circuit dans l'une des branches (alimentation) de la source de courant (poste de transformation ou de puissance) à la tension d'alimentation diminue et pneumatique. Par conséquent, la tension chute également pour les consommateurs connectés à d'autres branches de la source.

Pour éviter les conséquences dangereuses des courts-circuits, une protection relais est utilisée, des fusibles sont installés, ce qui assure une déconnexion rapide de la section avec un court-circuit. Et pour maintenir un certain nombre de consommateurs sont la tension stable sur les générateurs utilisent un contrôle d'excitation automatique. La force de la seule phase de courant de court-circuit est toujours inférieure à deux ou trois phases, car dans ce cas alimente une tension de phase de court-circuit, et la résistance de ce circuit est plus grande que le défaut à la terre dans un dispositif de mise à la masse étalable de résistance de circuit peut être incorporé (Fig. 5,7, dans le).

Pour le bon choix et les réglages de l'équipement de protection doivent pouvoir calculer les courants de court-circuit. Il convient de garder à l'esprit qu'au moment de la fermeture, le courant augmente rapidement et après 0,01 avec leatteint une valeur de choc, puis diminue quelque peu jusqu'à ce que l'on appelle la valeur de régime permanent, en 4 ... 5 avec le. Un équipement de contrôle bien réglé doit couper le circuit avec un court-circuit ne dépassant pas 0,2 ... 0,3 avec le depuis le début de la fermeture. Sinon, les effets destructeurs des courants de court-circuit peuvent se produire. [ 3, 162-164].

Clôture- ceci est accidentel ou délibéré, non voulu par le fonctionnement normal de la connexion électrique des différents points de l'installation électrique entre eux ou avec le sol.

Court-circuit (court-circuit) – il s'agit d'une fermeture dans laquelle les courants dans les branches de l'installation électrique adjacente au point de fermeture augmentent fortement, dépassant le plus long courant continu admissible.

Si le courant dans les branches adjacentes à l'emplacement du défaut ne dépasse pas les valeurs admissibles lors de la fermeture, ce court-circuit n'est pas court. Il devrait s'appeler une "fermeture" sans le préfixe "court". Parfois, une telle fermeture est appelée une "fermeture simple". Le nombre de phases fermées de défauts est: court-circuit triphasé, biphasé, biphasé au sol et court-circuit monophasé au sol.

Les défauts triphasés sont désignés K (3) ou "ABC". Avec un court-circuit triphasé, les trois phases sont fermées entre elles brièvement ou à travers un arc électrique. Désignation sur circuits électriques montré à la figure 4.1: a) pour une image à trois phases et b) pour une image à une seule ligne

Figure 4.1 - Court-circuit triphasé sur les circuits électriques

Les défauts biphasés sont désignés K (2) Selon la combinaison des phases fermées, il peut y avoir trois types de «AB», «VS» et «CA». La désignation dans les diagrammes est illustrée à la figure 3.2.

Figure 4.2 - Image d'un court-circuit biphasé sur les circuits électriques

Les fautes biphasées au sol sont notées K (1,1). Selon la combinaison des phases fermées, il peut y avoir trois types de "ABO", "VSO" et "SAO".

C ou K (1,1)

Figure 4.3 - Image d'un court-circuit biphasé sur la terre dans les circuits électriques

Les fautes monophasées au sol sont notées K (1). . Selon la combinaison des phases fermées, il peut y avoir trois types de "AO", "VO" et "SO".

C ou K (1)

Figure 4.4 - Image d'un défaut à la terre monophasé sur les circuits électriques

Dans les schémas complexes, ainsi que sur les schémas de substitution, la place des points de défaut est indiquée par un point. Par exemple

ou sans spécifier le type de défaut

Le défaut triphasé est symétrique. Tous les autres types de défauts sont asymétriques. Un court-circuit triphasé au sol n'est pas considéré séparément, car il ne diffère pas d'un défaut triphasé sans masse.

Les courts-circuits monophasés et biphasés au sol ne peuvent se faire que dans des réseaux avec neutre neutre ou mis à la terre. Dans les réseaux avec neutre isolé court-circuit monophasé sur le terrain est appelé "simple fermeture".

S'il y a un arc électrique ou des objets externes à la place des défauts, par exemple des branches d'arbre, un support de ligne de transmission, etc., alors cette faute est appelée court-circuit à travers la résistance transitoire.

S'il n'y a pas de résistance transitoire dans l'emplacement du défaut, alors K3 est appelé métallique.

Les causes principales des fautes:

1. Dommages à l'isolation (vieillissement de l'isolation, dommages aux objets extérieurs, pannes électriques, etc.).

2. Fermeture à travers des objets externes (externes) (par exemple, à travers un arbre).

3. Erreurs de personnel (par exemple, ils n'ont pas retiré l'outil après réparation, ont oublié d'enlever la mise à la terre, etc.);

4. influences environnementales (coups de fouet conducteurs dans des vents violents, la pluie, la glace, etc.).

Conférence 4. Les courts-circuits dans les systèmes d'alimentation

Informations de base sur les courts-circuits. Les courts-circuits survenant dans réseaux électriques, machines et appareils, sont d'une grande variété, à la fois en apparence et en nature des dommages. Court-circuit (SC) se produisent en raison d'une panne ou l'isolation de contournement, fil cassé, des mesures erronées de personnel (inclusion sous l'équipement de tension de masse, les sectionneurs sous charge off) et d'autres raisons. Dans la plupart des cas, à la place d'un défaut d'arc, l'effet thermique qui conduit à la destruction des parties sous tension, isolants, et appareil électrique. En même temps, le réseau est connecté électriquement au site de la lésion, il y a une profondeur de sous-tension, ce qui peut conduire à des perturbations et des moteurs arrêter le fonctionnement en parallèle des générateurs. Pour simplifier les calculs et l'analyse du comportement des relais au cours de lésions individuelles sont des facteurs ont éliminé aucune influence significative sur les valeurs des courants et des tensions. En particulier, il est généralement pas pris en compte dans le calcul de la résistance de transition sur le site de CG et tous les dommages considérés comme immédiats (ou, disons, « aveugle » ou « métallique ») phase de composé avec l'autre, ou sur le sol (pour un réseau avec neutre mis à la terre) . Les courants de magnétisation ne sont pas pris en compte transformateurs de puissance et les courants capacitifs des lignes électriques jusqu'à 330 kV. Les résistances des trois phases sont supposées être les mêmes. Les principaux types de défauts sont illustrés à la figure 4.1.

Figure 4.1 - Les principaux types de courts-circuits:

a - triphasé; b - biphasé; в - biphasé sur le sol; g - monophasé

Un court-circuit entre phases - biphasé et triphasé - survient dans des réseaux avec un neutre mis à la terre et isolé. Les défauts monophasés ne peuvent survenir que dans les réseaux avec neutre mis à la terre. Les principales causes de causer des dommages à des lignes de transmission se chevauchent isolation en cas d'orage, le fouet et les ruptures de fils glacés, Pounce, excréments d'isolation se chevauchant des oiseaux, le chevauchement contaminée et l'isolement hydraté, des erreurs humaines, etc .. Court-circuit triphasé. Le court-circuit symétrique triphasé est le type de dommage le plus simple pour le calcul et l'analyse. Il est caractéristique que les courants et les tensions de toutes les phases de valeur égale à la fois dans le court-circuit ainsi que tout autre point du réseau:

Le diagramme vectoriel des courants et des tensions avec un court-circuit triphasé est illustré à la Fig. 4.2. Etant donné que ce système est symétrique, le courant de défaut circulant dans chaque phase en retard sur la FEM elle crée le même angle (φ n), définie par la relation de court-circuit actif et impédances réactives:

Pour les lignes de 110 kV, cet angle est de 60-78 °; 220 kV (un fil en phase) - 73-82 °; 330 kV (deux fils en phase) - 80-85 °; 500 kV (trois fils en phase) - 84-87 °; 750 kV (quatre fils en phase) - 86-88 ° ( grandes valeurs l'angle correspond à de grandes sections transversales de fils). La tension à l'emplacement du défaut est nulle et peut être déterminée à tout autre point du réseau, comme illustré à la Figure 4.2, b. Etant donné que toutes les phases et la phase de tension de phase au point de court-circuit triphasé sont égaux à zéro, et en des points éloignés de la position du défaut à une courte distance, leurs niveaux sont négligeables. Vu type de dommages est le plus grand danger pour le système d'alimentation en termes de fonctionnement parallèles stabilité de puissance et des unités de charge.

Figure 4.2 - Court-circuit triphasé;

a - schéma de calcul; b - diagramme des courants et des tensions à l'emplacement du défaut; c est un diagramme vectoriel pour déterminer les contraintes aux points intermédiaires du réseau.

Court-circuit biphasé. Lorsque les courants de court-circuit à deux phases et les tensions de phases différentes ne sont pas identiques. Considérons la relation entre les courants et les tensions caractéristiques d'un court-circuit biphasé entre les phases B et C (Figure 4.3).

Figure 4.3 - Court-circuit biphasé entre les phases B et C.

un - diagramme vectoriel des courants et des tensions; b - schéma de réseau

Dans les phases en défaut et dans l'emplacement du défaut, les mêmes courants passent, et dans la phase non endommagée le courant de défaut est absent

Entre tension de phase (U bc) à l'emplacement du défaut est zéro, et les tensions de phase

Tout comme dans les courants de défaut triphasé circulant dans les phases endommagées retard en créant leur tension de source (dans ce cas de l'bc de tension de source E ou un vecteur parallèle U bc) d'un angle φ k, définie par la relation des résistances de circuit actives et réactives. Les diagrammes vectoriels correspondants pour l'emplacement du défaut sont représentés sur la figure 4.3, a. Comme la distance entre le lieu de la phase de défaut des tensions UB, U s et une phase à tension alternative U va augmenter comme le montre la figure 4.3, et des lignes en pointillés pour le point n. En termes d'influence sur la stabilité du fonctionnement en parallèle des générateurs et des moteurs de travail considéré type de dommage est beaucoup moins de danger qu'un court-circuit triphasé. Deux phases à court-circuit dans un réseau avec neutre neutre. Ce genre de dommages aux réseaux à neutre isolé est pratiquement identique à la faute en deux phases. Les courants qui passent à la place de RS et les branches de ce circuit, ainsi que les tensions de phase à divers points dans le réseau ont les mêmes significations que dans la faute à deux phases. Dans les réseaux avec un neutre mis à la terre, un court-circuit biphasé à la terre est beaucoup plus dangereux qu'un court-circuit biphasé. Ceci est expliqué par une diminution significative de l'interphase tensions de localisation de défaut, étant donné une tension phase-phase est ramenée à zéro et les deux autres - la tension de phase à une phase de valeur intacte (figure 4.4). Les rapports des courants et des tensions à l'emplacement du défaut pour ce type de défaut sont les suivants:

Court-circuit monophasé dans un réseau avec neutre mis à la terre. Les défauts monophasés ne peuvent survenir que dans les réseaux avec neutre mis à la terre. Diagrammes vectoriels courants et des tensions à la place de la phase RS-monophasés A représenté sur la figure 4.5, une formule définissant les relations entre eux sont donnés ci-dessous:

défauts monophasés, accompagnée d'une diminution à zéro à l'emplacement du défaut est seulement une tension de phase présente moins de danger pour l'exploitation de l'énergie que la phase de défauts de phase décrit ci-dessus.

Littérature1онн, 2 осн. Questions d'essai:1. Quels sont les types de courts-circuits? 2.Expliquez un court-circuit à la terre. 3.Expliquez un court-circuit biphasé à la terre.

Cours 5. Modes de fonctionnement anormaux dans les systèmes d'alimentation Défaut de masse monophasé dans un réseau avec neutre isolé. Dans les réseaux présentant des défauts de terre à faible courant, qui comprennent le réseau 3-35 kV fonctionnant avec mise à la terre neutre isolé ou neutre via le circuit du réacteur de trempe à la masse d'une phase est accompagnée par un des courants beaucoup plus faibles que les courants de court-circuit. Lors d'une phase de défaut de masse de la tension de phase de la phase en défaut (Ua sur la figure 5.1, a) par rapport à la masse devient égal à zéro, et la tension Ub phases intactes montent et Uc 1,73 fois et de la phase de phase-to-devenue égale (UV (1) et US (1 ) à la figure 5.1, b)

Figure 5.1 - circuit monophasé à la terre lors des phases d'un réseau à faible circuit de courant à la masse (isolé neutre)

Sous l'action du stress et UV Uc passe à travers le courant de blessure I pour que ferme le récipient phases intactes B et C la capacité du circuit de phase en défaut shuntés place, et, par conséquent, le courant ne passe pas à travers. La valeur du courant à l'emplacement de défaut à la terre est déterminée par l'expression suivante:

où -X Σ est la résistance totale du circuit de défaut à la terre. Puisque la résistance active et inductive des générateurs, des transformateurs et des lignes de câbles est très inférieure à la résistance capacitive du réseau, ils peuvent être négligés, alors

où: f - fréquence du réseau égale à 50 Hz;

C est la capacité d'une phase du réseau par rapport au sol.

Puisque lorsque la phase A est fermée à la masse, les tensions de phase et de phase B et C ont une valeur égale à la tension entre phases et sont décalées d'un angle de 60 °, puis

En conséquence,

La capacité du réseau est principalement déterminée par la longueur des lignes connectées, tandis que les capacités relatives à la masse des enroulements des générateurs et des transformateurs sont relativement faibles. Pour calculer le courant capacitif (A / km), qui se produit lorsque la terre est fermée dans un réseau neutre isolé, les expressions suivantes peuvent être utilisées pour déterminer le courant par 1 km ligne de câble:

pour la ligne 6 kV

pour la ligne 10 kV,

où S est la section du câble, mm 2; Uom est la tension nominale entre phases du câble, kV. Pour lignes aériennes le suivant valeurs spécifiques Courants capacitifs: 6 kV - 0,015 A / km; 10 kV - 0,025 A / km; 35 kV - 0,1 A / km. Pour les réseaux à neutre isolé, il est considéré comme possible de travailler avec courants capacitifs défauts de terre ne dépassant pas 20A, 15A, 10A, respectivement, pour le réseau de 6kV, 10kV, 35kV. Pour les lignes avec supports en béton armé, quel que soit le niveau de tension, le courant de défaut à la terre ne doit pas dépasser 10A. Cela est nécessaire pour éviter d'endommager les raccords de support de rail à long circuit de courant circulant au sol. Pour réduire les défauts à la terre des dispositifs de courant de compensation spéciaux sont utilisés - bobines d'arc qui sont connectés entre les points neutres des transformateurs ou des générateurs et la terre. Selon le réglage de la bobine de suppression d'arc, le courant de défaut à la terre est réduit à zéro ou à une petite valeur résiduelle. Étant donné que les courants du défaut à la terre ont de faibles valeurs, et toutes les tensions de phase restent inchangés (figure 5.1), une seule phase défaut à la terre ne pose pas un danger immédiat pour les consommateurs. La protection contre ce type de dommage agit généralement sur le signal. Cependant, le réseau d'exploitation à long terme avec la phase reliée à la terre n'est pas souhaitable, tant que le flux de courant dans le point de défaut sur le terrain, ainsi que l'augmentation de 1,73 fois les phases en bon état par rapport à la tension du sol peut entraîner la rupture ou de détérioration de leur isolement et l'émergence d'un court-circuit en deux phases. Par conséquent, le réseau de travail est autorisé avec mise à la terre d'une phase seulement pendant 2 h. Pendant ce temps, le personnel d'exploitation via des dispositifs de signalisation doivent localiser et mettre la zone endommagée du circuit. La rupture de l'isolation d'une autre phase peut se produire ailleurs sur la ligne, ou en général sur une ligne ou un bus différent. Une telle fermeture est appelée une double faille terrestre. C'est un court-circuit, le courant passe une partie du chemin à travers les failles et à travers le sol. Dans ce cas, en principe, il suffit de désactiver un seul emplacement de défaut à la terre, après quoi le réseau restera différent. Lorsque la terre neutre par l'intermédiaire d'une résistance (souvent des résistances résistance totale de 100 ohms), à la place de RS procède courant actif dont l'amplitude est déterminée presque uniquement la résistance de la résistance:

Pour un réseau de 10 kV, ce courant est d'environ 60 A, pour un réseau de 6 kV il est de 36 A. Une telle fermeture doit être déconnectée pour éviter l'apparition de dommages. Dans les réseaux à neutre isolé, fournissant des entreprises de tourbe et des mécanismes de construction mobiles, pour assurer la sécurité du personnel de maintenance, la protection contre les défauts à la terre est réalisée avec une action d'arrêt. À l'heure actuelle, la question de la coupure des défauts à la terre dans les réseaux à neutre neutre sur les lignes passant dans la zone peuplée est envisagée, car l'approche d'un fil déchiré peut être dangereuse pour les personnes. Autres modes d'équipement anormaux. Surcharge de l'équipement causée par une augmentation du courant au-dessus de la valeur nominale. La valeur maximale du courant autorisé pour cet équipement pendant une durée illimitée est appelée la valeur nominale. Si le courant que je traverse l'équipement dépasse valeur nominalepuis, en raison de la chaleur supplémentaire générée par celle-ci, la température des pièces conductrices de courant et de l'isolation dépasse un certain temps la valeur admissible, ce qui entraîne un vieillissement accéléré de l'isolation et des pièces conductrices de courant. Le temps td, autorisé pour le passage des courants élevés, dépend de leur valeur. La nature de cette dépendance, déterminée par la conception de l'équipement et le type de matériaux isolants, est illustrée à la figure 5.2. La quantité de chaleur dégagée est déterminée par le carré du courant et, par conséquent, le chauffage augmente brusquement avec l'augmentation de la multiplicité du courant. La cause d'une surintensité peut être une augmentation de la charge ou l'apparition d'un défaut en dehors de l'élément protégé (défaut externe). Pour éviter d'endommager l'équipement lorsqu'il est surchargé, il est nécessaire de prendre des mesures pour le décharger ou l'éteindre dans un délai t e.

Figure 5.2 - Dépendance de la durée admissible de la surcharge sur la valeur actuelle t d = f (I) (I nom - courant évalué équipement).

Tension accrue. Se produit généralement sur les transformateurs, les générateurs et les lignes haute tension et peut être transféré aux réseaux de distribution. Dans les réseaux de distribution, il existe d'autres raisons d'augmenter la tension: fonctionnement incorrect du changeur de prises en charge, effet de compensation capacitive avec délestage soudain. Dans certains cas, l'amplitude de cette tension peut être dangereuse pour l'équipement: appareils électroniques, appareils ménagers, moteurs et transformateurs. Par exemple, pour les lampes à incandescence, augmenter la tension de 5% par rapport à la tension nominale réduit de moitié la durée de vie des lampes. Les réglementations actuelles exigent une protection contre de tels modes pour les dispositifs de compensation capacitive (BSC). Sous-tension. Il est particulièrement dangereux pour les moteurs électriques qui, pour maintenir le couple requis, augmentent la consommation de courant, ce qui entraîne leur surcharge et leur défaillance. Lorsque la tension diminue, la puissance lumineuse des lampes à incandescence diminue fortement. La protection contre les sous-tensions est généralement utilisée dans les réseaux industriels qui fournissent des moteurs électriques, en particulier synchrones, ainsi que dans les réseaux électriques des centrales électriques. Mode de fonctionnement en deux phases. Cela se produit lorsque la phase est rompue dans le réseau d'alimentation. Les moteurs peuvent rester en fonctionnement si le couple développé par les moteurs est suffisant ou s'arrêter. Dans les deux cas, le courant augmente brusquement, ce qui entraîne une surcharge du moteur et sa défaillance. Par conséquent, les moteurs sont souvent équipés d'une protection spéciale contre le fonctionnement en deux phases (défaillance de phase). Pour éviter les surcharges, une protection contre les surcharges peut être utilisée, cette protection doit être installée en au moins deux phases, de sorte que la protection ne soit pas connectée à la phase déchirée.

Littérature1онн, 2 осн.

Questions d'essai:1.Expliquez un défaut à la terre monophasé dans un réseau avec un faible courant de défaut à la terre. 2. Quelle est la surcharge de l'équipement? 3. Expliquer la montée et la chute de la tension.