Pri výbere ovládacieho zariadenia, ochranné a pripojovacie obvody a designy rozvádzačov brať do úvahy očakávané hodnoty skratových prúdov (t.k.z.), ktoré môžu vzniknúť z mechanického a tepelného poškodenia zariadenia.

Skratový prúd (Isc) nie je k dispozícii, sa nazýva každý normálny režim prevádzky je elektrický obvod medzi fázami, a v systémoch s uzemneným uzlom (neutrálna) - tiež uzáver medzi fázou a nulový vodič alebo zem. Pri inštaláciách s neutrálnym uzemnením nie je zatvorením jednej fázy k zemi skrat.

V reťaziach jednosmerný prúd skraty sú medzi pólmi alebo medzi tyčou a zemou.

Obrázok 5.7 znázorňuje typy skratov v trojfázovej štvorvodičovej sieti s napätím do 1000 V.

Obr. 5.7. Typy skratov a vektorové diagramy prúdov a napätí: a -trojfázový skrat; b -dvojfázový skrat; in -jednofázový skrat;

R3 - odolnosť voči rozširovaniu uzemňovacieho zariadenia

Skrat vznikajú v dôsledku nesprávnych činností personálu, ako aj v dôsledku poškodenia alebo prirodzeného opotrebenia izolácie. zničenie izolácie (rozdelenie) môže spôsobiť prepätie vznikajúce pri blesky v súlade alebo v jeho blízkosti, a tiež pri napätí v elektrických rezonančných javov. Nosenie izolácie je prirodzený proces, ktorý sa vyskytuje v dôsledku kolísania teploty a prehriatia v abnormálnych podmienkach. Izolácia starnutia tiež nepriaznivo ovplyvňuje nečistôt páry reaktívnych zlúčenín, ako je amoniak, zlúčeniny síry, dym z priemyselných závodov, morského vzduchu, atď vtáky môžu spôsobiť skrat v dýchacích cestách, zvieratá, a v staniciach - .. potkanom a iné hlodavce a zvieratá.

Skratové prúdy môžu dosiahnuť veľké hodnoty a spôsobiť vážne prehriatie generátorov, transformátorov, motorov, drôtov atď. A po 0,01 s okamžitý prúd dopad môže nastať po dni skratu, čo môže spôsobiť značné dynamické sily na prvkoch zariadení a viesť k mechanickému zlyhaniu vinutia transformátorov, pneumatiky, rovnako ako izolátory. A samozrejme so skratmi je normálne napájanie narušené.

Najbežnejšie skraty sa vyskytujú na nadzemných vedeníach a potom v káblových sieťach menej často - v transformátorových rozvodniach a rozvodniach elektrární. V prípade režime skratu a výskytu skratových prúdov v jednej z vetiev (feeder) od prúdového zdroja (transformátorovej stanice alebo energie) k poklesu napájacieho napätia a pneumatiky. Preto pokles napätia aj pre spotrebiteľov pripojených k iným vetvám zo zdroja.

Aby sa zabránilo nebezpečným dôsledkom skratu, používa sa reléová ochrana, inštalujú sa poistky, ktoré zabezpečujú rýchle odpojenie úseku so skratom. A na udržanie množstva spotrebiteľov sú stabilné napätie na generátoroch používať automatické ovládanie budenia. Sila prúdu jednofázového skratu je vždy menší ako dvoj- alebo trojfázové, pretože v tomto prípade privádza napätie vetvy skratu, a odpor tohto obvodu je väčšia, pretože zemný poruchy v odpore obvode roztierateľný uzemňovacím zariadením môžu byť začlenené (Obr. 5.7 v).

pre správnou voľbou a nastavenia ochranného zariadenia musia byť schopné vypočítať skratové prúdy. Treba mať na pamäti, že v momente zatvárania prúdu sa rýchlo zvyšuje a po 0,01 sdosiahne hodnotu šoku a potom trochu klesne na takzvanú ustálenú hodnotu, ktorá prichádza do 4 ... 5 s, Dobre ladené riadiace zariadenie by malo vypnúť obvod so skratom nie väčším ako 0,2 ... 0,3 s od začiatku uzávierky. V opačnom prípade sa môžu vyskytnúť deštruktívne účinky skratových prúdov. [ 3, 162-164].

záverečný- je to akékoľvek náhodné alebo úmyselné neúmyselné pri normálnej prevádzke elektrického pripojenia rôznych bodov elektrickej inštalácie medzi sebou alebo so zemou.

Skrat (skrat) – ide o uzáver, v ktorom sa prudko zvyšujú prúdy vo vetvách elektrickej inštalácie v blízkosti uzáveru a prekračujú najdlhší prípustný trvalý prúd.

Ak prúd vo vetvách vedľa miesta poruchy neprekročí prípustné hodnoty pri zatváraní, tento skrat nie je krátky. Mala by sa nazvať "uzavretie" bez predpony "krátke". Niekedy sa takýto uzáver nazýva "jednoduché uzatvorenie". Počet zatvorených fáz porúch je: trojfázový, dvojfázový, dvojfázový skrat na zemi a jednofázový skrat na zemi.

Trojfázové poruchy sú označené ako K (3) alebo "ABC". S trojfázovým skratom sú všetky tri fázy krátko alebo elektrickým oblúkom uzavreté. Označenie na elektrických obvodov zobrazené na obrázku 4.1: a) pre trojfázový obraz a b) pre jednoriadkový obraz

Obrázok 4.1 - Trojfázový skrat na elektrických obvodoch

Dvojfázová skrat je označovaný K (2) .V závislosti od kombinácie uzatváracie fázy môžu byť tri typy "AB", "slnko" a "CA". Označenie v diagramoch je znázornené na obrázku 3.2.

A a)

Obrázok 4.2 - Obrázok dvojfázového skratu na elektrických obvodoch

Dvojfázové poruchy na zemi sú označené symbolom K (1,1). V závislosti od kombinácie uzavretých fáz môžu existovať tri typy "ABO", "VSO" a "SAO".

C alebo K (1,1)

Obrázok 4.3 - Obraz dvojfázového skratu na zemi v elektrických obvodoch

Jednofázové poruchy na zemi sú označené symbolom K (1). , V závislosti od kombinácie uzavretých fáz môžu existovať tri typy "AO", "VO" a "SO".

C alebo K (1)

Obrázok 4.4 - Obrázok jednofázovej zemnej chyby na elektrických obvodoch

V zložitých schémach, ako aj na substitučných schémach je miesto zlomových bodov označené bodom. Napríklad

alebo bez určenia typu poruchy

Trojfázová chyba je symetrická. Všetky ostatné typy porúch sú asymetrické. Trojfázový skrat na zemi sa nepovažuje samostatne, pretože sa nelíši od trojfázovej poruchy bez zeme.

Jednofázové a dvojfázové skraty na zemi môžu byť iba v sieťach s tupým uzemnením alebo s efektívne uzemneným neutrálom. V sieťach s izolované neutrálne jednofázový skrat na zemi sa nazýva "jednoduché uzatvorenie".

Ak na mieste chýb existuje elektrický oblúk alebo vonkajšie predmety, napríklad vetvy stromov, podpora prenosovej linky atď., Potom sa táto chyba nazýva skrat cez prechodový odpor.

Ak nie je žiadny prechodový odpor na mieste poruchy, potom K3 sa nazýva kovová.

Hlavné príčiny porúch:

1. Poškodenie izolácie (starnutie izolácie, poškodenie vonkajších predmetov, elektrické poruchy atď.).

2. Zatváranie cez vonkajšie (externé) objekty (napríklad cez strom).

3. Chyby personálu (napríklad nástroj neodstránili po oprave, zabudli odstrániť uzemnenie atď.);

4. Vplyv prostredia (zrážanie drôtov silným vetrom, dažďom, námrazou atď.).

Prednáška 4. Skraty v energetických systémoch

Základné informácie o skratoch, Skraty vyskytujúce sa v elektrických sietí, stroje a prístroje majú veľkú rozmanitosť, a to ako vo vzhľade, tak v povahy poškodenia. Skratu (SC) sa vyskytujú v dôsledku poruchy alebo preskokového izoláciou, prerušený vodič, chybné kroky personálu (začlenenie do zariadenia napätia zeme, odpojovačov off pri zaťažení) a iné dôvody. Vo väčšine prípadov vzniká elektrický oblúk na mieste porúch, ktorého tepelné pôsobenie vedie k zničeniu prúdových dielov, izolátorov a elektrické prístroje, Súčasne sieť je elektricky pripojená k mieste poranenia, je hlboko pod napätím, čo môže viesť k poruche a zastaviť motorom paralelnú prevádzku generátorov. Pre zjednodušenie výpočtov a analýzy správania odovzdávanie počas jednotlivých lézií sú eliminované faktory nemajú žiadny významný vplyv na hodnoty prúdov a napätí. Najmä je zvyčajne neberie do úvahy pri výpočte odporu prechode v mieste CG a všetky považované za okamžitý (alebo, povedzme, "slepé" alebo "kovové") zlúčeniny fáza spolu navzájom, alebo na zemi poškodenia (pre sieť s uzemneným neutrálne) , Magnetizačné prúdy sa neberú do úvahy výkonové transformátory a kapacitné prúdy elektrických vedení až do 330 kV. Odporúčania všetkých troch fáz sa považujú za rovnaké. Hlavné typy chýb sú uvedené na obrázku 4.1.

Obrázok 4.1 - Hlavné typy skratov:

a - trojfázové; b - dvojfázové; - dvojfázové na zemi; g - jednofázové

Skratové fázy - dvojfázové a trojfázové - vznikajú v sieťach s uzemneným a izolovaným neutrálom. Jednofázové poruchy sa môžu vyskytnúť iba v sieťach s uzemneným neutrálom. Hlavné príčiny poškodenia na prenosové linky sa prekrývajú izoláciu pri búrke, šľahanie a rozbitie drôtov ľadových, Pounce, prekrývajúce sa izolačné exkrementy vtákov, kontaminovanej prekrývaniu a hydratované izoláciu, ľudské chyby, atď .. Trojfázový skrat, Symetrický trojfázový skrat je najjednoduchší typ poškodenia pre výpočet a analýzu. Vyznačuje sa skutočnosťou, že prúdy a napätia všetkých fáz majú rovnakú hodnotu ako na mieste poruchy, tak v akomkoľvek inom bode siete:

Vektorový diagram prúdov a napätí s trojfázovým skratom je znázornený na obrázku 4.2. Pretože tento systém je symetrický, poruchy prúd, ktorý tečie v každej fáze zaostáva EMF to vytvára pod rovnakým uhlom (φ n), ktorá je definovaná vzťahom činné a jalové impedancia skratu:

Pre linky 110 kV je tento uhol 60-78 °; 220 kV (jeden drôt vo fáze) - 73-82 °; 330 kV (dva fázy vo fáze) - 80-85 °; 500 kV (tri fázy vo fáze) - 84-87 °; 750 kV (štyri vodiče vo fáze) - 86-88 ° ( veľké hodnoty uhol zodpovedá veľkým prierezom vodičov). Napätie v mieste poruchy je nulové a v ktoromkoľvek inom bode siete možno určiť, ako je znázornené na obrázku 4.2, b. Vzhľadom k tomu, všetky fázy a fázy do fázy napätia v mieste trojfázového skratu sú nulové, a v miestach, vzdialených od polohy poruchy na krátku vzdialenosť, ich úrovne sú zanedbateľné. Predpokladaný druh poškodenia predstavuje najväčšie nebezpečenstvo pre prevádzku elektrizačnej sústavy z hľadiska stability paralelnej prevádzky elektrární a nákladových uzlov.

Obrázok 4.2 - Trojfázový skrat;

a - schéma výpočtu; b - diagram prúdov a napätí na mieste poruchy; c je vektorový diagram určujúci napätie v stredných bodoch siete.

Dvojfázový skrat, S dvojfázovým skratom nie sú prúdy a napätia rôznych fáz rovnaké. Zvážte vzťah prúdov a napätí charakteristických pre dvojfázové skraty medzi fázami B a C (Obrázok 4.3).

Obrázok 4.3 - Dvojfázový skrat medzi fázami B a C.

a - vektorový diagram prúdov a napätí; b - diagram siete

V chybných fázach a na mieste poruchy prechádzajú rovnaké prúdy a v nepoškodenej fáze chýba poruchový prúd

medzi fázové napätie (U bc) na mieste poruchy je nula a fázové napätie

Rovnako ako v trojfázových poruchových prúdov v poškodených fázach meškanie vytvorením ich napätie zdroja (v tomto prípade E BC zdroj napätia alebo paralelný vektor U BC) o uhol cp k, definovaný vzťahom aktívnych a reaktívnych odporu obvodu. Zodpovedajúce vektorové diagramy pre miesto poruchy sú znázornené na obrázku 4.3, a. Keďže je vzdialenosť od miesta fázy poruchového napätie UB, U S a združeného napätie U striedavého prúdu sa zvýši, ako je znázornené na obrázku 4.3, a bodkované čiary pre bode n. Pokiaľ ide o vplyv na stabilitu paralelnú prevádzku generátorov a pracovných motory považovaný druh poškodenia je omnoho menej nebezpečenstvo než trojfázový skrat. Dvojfázové skratovanie k zemi v sieti so uzemneným uzemnením, Tento typ poškodenia pre siete s izolovanou neutrálnou sa prakticky nelíši od dvojfázového skratu. Prúdy prechádzajúce namiesto RS a konárov tohto okruhu, ako aj fázových napätí v rôznych bodoch siete majú rovnaký význam ako v poruche dvojfázové. V sieťach s uzemneným uzemnením je dvojfázový skrat na zemi oveľa nebezpečnejší ako dvojfázový skrat. To sa vysvetľuje tým významným poklesom jedného úseku napätie umiestnenie chyba, pretože jedna fáza-fázové napätie sa zníži na nulu a ďalšie dva - fázového napätia na fázu hodnotu intaktné (obrázok 4.4). Pomery prúdov a napätí na mieste poruchy pre tento typ poruchy sú nasledovné:

Jednofázový skrat v sieti s uzemneným neutrálom, Jednofázové poruchy sa môžu vyskytnúť iba v sieťach s uzemneným neutrálom. Vektorové diagramy prúdy a napätia v mieste jednofázovej skratovej fázy A sú znázornené na obrázku 4.5 a vzorce definujúce vzťahy medzi nimi sú uvedené nižšie:

Jednofázové poruchy s znížením na nulu v mieste poruchy je len jednou fázou napätia prítomných menšie nebezpečenstvo pre prevádzku na napájanie, než nadprúdu diskutované vyššie.

literatúra1онн, 2 осн. Testovacie otázky:1. Aké sú typy skratov? 2.Získajte jednofázový krátky k zemi. 3. Vykonajte dvojfázový skrat na zemi.

Prednáška 5. Abnormálne prevádzkové režimy v energetických systémoch Jednofázová zemná porucha v sieti s izolovanou neutrálou, V sieťach s nízkou zemných poruchách prúd, ktorý patrí k sieti je 3-35 kV pracujúci s izolovaným neutrálnym alebo neutrálne uzemnenie cez retardér reaktorového okruhu k zemi jednej fázy sprevádzaný oveľa nižšie prúdy než skratových prúdov. Keď sa zemný fáza je fáza napätie porušenej fázy (Ua na obrázku 5.1, a) s ohľadom na zemi sa stáva nulou a napätia UB intaktnej fázy vzostupu a Uc 1,73 časy a fáza-to-fáza stane rovná (UV (1) a US (1 ) na obrázku 5.1, b)

Obrázok 5.1 - Jednofázová zemná porucha na fáze A v sieti s nízkym zemným poruchovým prúdom (izolovaný neutrál)

Pri pôsobení stresu a UV UC prechádza ujmy prúdu Aj pre tento uzatvára kontajner intaktné fázy B a C. kapacita porušenej fázového obvodu posúvané miesto, a preto prúd neprechádza skrz. Hodnota prúdu na mieste poruchy zeme je určená nasledujúcim výrazom:

kde -X Σ je celkový odpor obvodu zemnej poruchy. Keďže aktívny a induktívny odpor generátorov, transformátorov a káblových vedení je oveľa menší ako kapacitný odpor siete, môžu byť zanedbané, potom

kde: f - frekvencia siete je 50 Hz;

C je kapacita jednej fázy siete vzhľadom na zem.

Keďže fáza A je uzatvorená na zemi, fázové a fázové napätie B a C sú rovnaké hodnoty ako napätie medzi fázami a sú posunuté o uhol 60 °, potom

Ako výsledok,

Kapacita siete je určená hlavne dĺžkou pripojených vedení, pričom kapacity vzhľadom na zem vinutí generátorov a transformátorov sú pomerne malé. Na výpočet kapacitného prúdu (A / km), ku ktorému dochádza pri uzatvorení uzemnenia v izolovanej neutrálnej sieti, sa na určenie prúdu na 1 km káblová linka:

pre linku 6 kV

pre linku 10 kV,

kde S je prierez kábla, mm 2; Uom je nominálne napätie medzi fázami kábla, kV. pre nadzemné vedenia nasledujúcich špecifických hodnôt Kapacitné prúdy: 6 kV - 0,015 A / km; 10 kV - 0,025 A / km; 35 kV - 0,1 A / km. Pre siete s izolovanou neutrálnou sa považuje za povolené pracovať s kapacitné prúdy zemné chyby nepresahujúce 20A, 15A, 10A pre sieť 6kV, 10kV, 35kV. Pri tratiach so železobetonovými podperami, bez ohľadu na úroveň napätia, nesmie byť zemný poruchový prúd väčší ako 10A. Toto je potrebné, aby sa zabránilo poškodeniu železnej výstuže nosiča dlhotrvajúcim zemným poruchovým prúdom. Na zníženie prúdu zemného prúdu sa používajú špeciálne kompenzačné zariadenia - cievky na potlačenie oblúka, ktoré sú pripojené medzi nulovými bodmi transformátorov alebo generátorov a zem. V závislosti od nastavenia cievky na potlačenie oblúka sa prúd zemnej poruchy zníži na nulu alebo na malú zostatkovú hodnotu. Vzhľadom k tomu, že prúdy v zemnom majú malé hodnoty a všetky fázové napätia zostávajú nezmenené (obrázok 5.1), jednofázový zemný nepredstavuje bezprostredné nebezpečenstvo pre spotrebiteľa. Ochrana pred týmto typom poškodenia zvyčajne pôsobí na signál. Avšak, dlhodobú prevádzku siete s uzemneným fáze nie je žiaduce, tak dlho, kým na toku prúdu v poruchy bodom na zemi, ako aj zvýšené 1,73 krát nepoškodený fáza proti krajine napätie môže viesť k poruche alebo poškodeniu ich izolácie a vzniku dvojfázového skratu. Preto sa práca siete je povolený uzemnenie jednej fázy iba po dobu 2 hodín. Počas tejto doby, obsluha cez signalizáciu musí nájsť a priviesť poškodenú oblasť obvodu. Rozdelenie izolácie inej fázy sa môže vyskytnúť inde v linke alebo všeobecne na inej linke alebo zbernici. Takýto uzáver sa nazýva dvojitá zemná chyba. Toto je skrat, prúd prechádza časťou cesty cez chyby a cez zem. V tomto prípade je v zásade stačiť vypnúť len jedno zemné miesto poruchy, po ktorom zostane sieť iná. Pri neutrálne uzemnenia prostredníctvom odporu (často odpory celkový odpor 100 ohmov), namiesto RS prebieha aktívny prúd, ktorého veľkosť je určená takmer len odpor rezistora:

Pri sieti 10 kV je tento prúd približne 60 A, pri sieti 6 kV je to 36 A. Takýto uzáver musí byť odpojený, aby sa zabránilo vzniku poškodenia. V sieťach s izolovaným neutrálnym zariadením poskytujúcim rašelinové podniky a mobilné konštrukčné mechanizmy na zabezpečenie bezpečnosti personálu údržby sa zabezpečuje ochrana pred zemnými poruchami s činnosťou na vypnutie. V súčasnej dobe je otázka odpojenie zemný v sieťach s izolovaným neutrálnym na tratiach prebiehajúcich v obývanej oblasti, ako priblíženie k rozbité drôty môžu byť nebezpečné pre ľudí. Ďalšie abnormálne režimy zariadení. Preťaženie zariadenia spôsobené nárastom prúdu nad menovitou hodnotou. Maximálna hodnota prúdu povoleného pre toto zariadenie na neobmedzenú dobu sa nazýva menovitá hodnota. Ak prúd prechádzajúci zariadením presahuje menovitej hodnotyPotom vzhľadom k ďalšie teplo, ktoré ich teploty a izoláciou živých častí v určitú dobu prekročí limit, čo vedie k urýchleniu starnutia izolácie a živých častí. Čas td, povolený na prechod vysokých prúdov, závisí od ich hodnoty. Povaha tejto závislosti, určená konštrukciou zariadenia a typom izolačných materiálov, je znázornená na obrázku 5.2. Množstvo uvoľňovaného tepla je určené štvorcom prúdu a preto sa ohrev prudko zvyšuje so zvyšujúcou sa aktuálnou multiplicitou. Príčinou nadmerného prúdu môže byť zvýšenie zaťaženia alebo výskyt poruchy mimo chráneného prvku (vonkajšia porucha). Aby nedošlo k poškodeniu zariadenia pri preťažení, je potrebné prijať opatrenia na jeho vyloženie alebo vypnutie v priebehu času t e.

Obrázok 5.2 - Závislosť prípustnej dĺžky preťaženia na aktuálnej hodnote t d = f (I) (I nom - menovitý prúd zariadenia).

Zvýšené napätie, Obvykle sa vyskytuje na transformátoroch, generátoroch a linkách vysokého napätia a môžu byť prevedené do distribučných sietí. V rozvodných sieťach existujú ďalšie dôvody na zvýšenie napätia: nesprávne fungovanie prepínača záťaže pri zaťažení, vplyv kapacitnej kompenzácie s náhlym vylúčením náplne. V niektorých prípadoch môže byť toto napätie pre zariadenie nebezpečné: elektronických zariadení, domáce spotrebiče, motory a transformátory. Napríklad pre žiarovky, zvýšenie napätia o 5% nad menovité napätie znižuje životnosť svetiel o polovicu. Súčasné predpisy vyžadujú ochranu proti takýmto režimom pre kapacitné kompenzačné zariadenia (BSC). podpätiu, Je obzvlášť nebezpečné pre elektrické motory, ktoré na udržanie požadovaného krútiaceho momentu zvyšujú spotrebu prúdu, čo vedie k ich preťaženiu a poruche. Pri znížení napätia sa svetelný výkon žiaroviek výrazne znižuje. Ochrana proti podpätiu sa zvyčajne používa v priemyselných sieťach, ktoré dodávajú elektrické motory, najmä synchrónne, ako aj v elektrických sieťach elektrární. Dvojfázový režim prevádzky, Vyskytuje sa, keď je fáza rozbitá v napájacej sieti. Motory môžu zostať v prevádzke, ak krútiaci moment vyvinutý motormi postačuje alebo sa zastaví. V oboch prípadoch prúd prudko stúpa, čo vedie k preťaženiu motora a jeho poruche. Preto sú motory veľmi často dodávané so špeciálnou ochranou pred prevádzkou v dvoch fázach (zlyhanie fázy). Aby sa zabránilo preťaženiu, môže byť použitá ochrana proti preťaženiu, ktorá pôsobí na vypínanie, táto ochrana musí byť inštalovaná najmenej v dvoch fázach, takže ochrana nie je pripojená k roztrhanej fáze.

literatúra1онн, 2 осн.

Testovacie otázky:1. Vykonajte jednofázovú zemnú chybu v sieti s nízkym zemným poruchovým prúdom. 2.Čo je preťaženie zariadenia? 3. Vykonajte nárast a pokles napätia.