Что называется начальным током короткого замыкания
Перейти к содержимому

Что называется начальным током короткого замыкания

  • автор:

3.2 Формы тока короткого замыкания. Основные определения

Из всех видов короткого замыкания самым «тяжелым» является трехфазное. «Тяжелое» означает, что при коротком замыкании появляются большие значения токов короткого замыкания. А, следовательно, и самые серьезные последствия.

Так как трехфазное короткое замыкание является симметричным, достаточно рассмотреть токи только в одной фазе.

Точки нулевых потенциалов ( ) можно соединить (провод называют обратным).

В соответствии с ТОЭ при трехфазном КЗ возникает переходный процесс, при этом ток КЗ можно представить как сумму двух составляющих — периодическую и апериодическую:

где ZЭ (Zрез, ZΣ) – эквивалентное, результирующее или суммарное сопротивление контуров КЗ.

iП – периодическая составляющая тока;

Iпм— амплитудное значение периодической составляющей тока кз

iа – апериодическая составляющая тока;

ZK – сопротивление контура;

— амплитудное значение тока короткого замыкания;

α – фаза напряжения источника в момент КЗ или начальная фаза;

— угол схемы замещения сети,

где XK – индуктивное сопротивление контура;

RK – активное сопротивление контура.

Если ток кз не влияет на режим работы генераторов, то периодическую составлюющюю можно называть принужденной составляющей, а саму систему называют энергосистемой бесконечной мощности.

При питании от системы бесконечной мощности:

где Iпm – амплитудное значение периодической составляющей тока КЗ.

— начальная фаза напряжения

Апериодическая составляющая тока iа носит экспоненциальный характер.

Начальные условия тока КЗ:

по первому закону коммутации: i0(+)=i0(-)

Построим графики токов iП и iа и просуммируем их для получения тока iК.

переходный режим уст. режим

Режим от момента короткого замыкания до затухания апериодической составляющей называется переходный режим короткого замыкания.

Режим после затухания апериодической составляющей называется установившийся режим короткого замыкания.

Время затухания периодического режима равно примерно трем постоянным времени

где Та – постоянная времени.

Постоянная времени равна нескольким сотым долям секунды. Например, Ta=0,05, следовательно

Действующее значение тока в установившемся режиме называется установившимся током короткого замыкания (Ik или I).

Действующее значение периодической оставляющей тока за первый полупериод КЗ называется начальным значением тока КЗ (IП.О.).

В частном случае, когда питание происходит от мощной энергосистемы IП.О= I=IК.

Наибольшая величина мгновенного значения тока iнаиб. Она зависит от фазы напряжения в момент замыкания, iнаиб.=f(α) и может изменяться в широких пределах.

Наибольшее возможное мгновенное значение тока короткого замыкания называется ударным током короткого замыкания.

Оно будет иметь место при следующих условиях.

  1. Все активные сопротивления в схеме замещения равны нулю (R=0), то есть присутствуют только индуктивные сопротивления. Следовательно, угол схемы замещения сети φ=90˚.
  2. фаза напряжения источника в момент КЗ (начальная фаза) α=0.
  3. Ток нагрузки до аварии отсутствовал (IН=0).

Начальный ток короткого замыкания

1.2.1. Начальный ток короткого замыкания — периодическая составляющая тока короткого замыкания в момент возникновения короткого замыкания указывается действующим (эффективным) значением.

Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации . academic.ru . 2015 .

  • начальный пусковой ток асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором (синхронного двигателя)
  • Начальный фазовый сдвиг в фазовращателе ФАР

Смотреть что такое «Начальный ток короткого замыкания» в других словарях:

  • ГОСТ Р 52735-2007: Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением свыше 1 кВ — Терминология ГОСТ Р 52735 2007: Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением свыше 1 кВ оригинал документа: апериодическая составляющая тока короткого замыкания в электроустановке:… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
  • СТ СЭВ 2726-80: Электроустановки и электрооборудование. Термины и определения. Основы выбора по условиям электродинамической стойкости при коротких замыканиях — Терминология СТ СЭВ 2726 80: Электроустановки и электрооборудование. Термины и определения. Основы выбора по условиям электродинамической стойкости при коротких замыканиях: 1.2.5. Время короткого замыкания сумма полного времени отключения и… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
  • ГОСТ Р 50030.5.1-2005: Аппаратура распределения и управления низковольтная. Часть 5. Аппараты и коммутационные элементы цепей управления. Глава 1. Электромеханические аппараты для цепей управления — Терминология ГОСТ Р 50030.5.1 2005: Аппаратура распределения и управления низковольтная. Часть 5. Аппараты и коммутационные элементы цепей управления. Глава 1. Электромеханические аппараты для цепей управления оригинал документа: (обязательное)… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
  • ГОСТ Р 50030.1-2007: Аппаратура распределения и управления низковольтная. Часть 1. Общие требования — Терминология ГОСТ Р 50030.1 2007: Аппаратура распределения и управления низковольтная. Часть 1. Общие требования оригинал документа: 2.2.11 автоматический выключатель: Контактный коммутационный аппарат, способный включать, проводить и отключать… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
  • ГОСТ Р 50030.1-2000: Аппаратура распределения и управления низковольтная. Часть 1. Общие требования и методы испытаний. — Терминология ГОСТ Р 50030.1 2000: Аппаратура распределения и управления низковольтная. Часть 1. Общие требования и методы испытаний. оригинал документа: 2.2.11 автоматический выключатель : Контактный коммутационный аппарат, способный включать,… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
  • ГОСТ Р 51330.8-99: Электрооборудование взрывозащищенное. Часть 7. Защита вида e — Терминология ГОСТ Р 51330.8 99: Электрооборудование взрывозащищенное. Часть 7. Защита вида e оригинал документа: 3.12.3 аккумулятор или батарея: Электрически перезаряжаемая электрохимическая система, способная накапливать электроэнергию и… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
  • 1: — Терминология 1: : dw Номер дня недели. «1» соответствует понедельнику Определения термина из разных документов: dw DUT Разность между московским и всемирным координированным временем, выраженная целым количеством часов Определения термина из… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
  • время — 3.3.4 время tE (time tE): время нагрева начальным пусковым переменным током IА обмотки ротора или статора от температуры, достигаемой в номинальном режиме работы, до допустимой температуры при максимальной температуре окружающей среды. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
  • Выпрямитель — У этого термина существуют и другие значения, см. Выпрямитель (значения) … Википедия
  • Диодный выпрямитель — Выпрямитель электрического тока механическое, электровакуумное, полупроводниковое или другое устройство, предназначенное для преобразования переменного входного электрического тока в постоянный выходной электрический ток.[1] [2] Большинство… … Википедия

Короткие замыкания на зажимах электрических генераторов

При работе станций, подстанций и сетей возможны ненормальные режимы их работы, приводящие к повреждениям и авариям. Большинство таких аварий происходит по причине возникновения коротких замыканий.

Коротким замыканием (КЗ) называется всякое не предусмотренное нормальным режимом работы соединение токоведущих частей отдельных фаз между собой, а в установках с заземленной нейтралью — так­же и с землей или с нулевым проводом (в четырехпроводных системах).

При эксплуатации электроустановки следует предотвращать всякую возможность появления коротких замыканий. Для отключения токов короткого замыкания на станциях и подстанциях устанавливаются автоматические выключатели, отделяющие поврежденные участки сети.

Электрическая энергия вырабатывается на станциях синхронными генераторами. Физические явления, происходящие в синхронном генераторе при коротком замыкании, весьма сложны. Здесь мы ограничимся лишь общим рассмотрением этих явлений. Если замкнуть зажимы всех трех фаз синхронного генератора, работающего под полным напряжением, то но его обмоткам пойдет ток короткого замыкания (ток КЗ).

В общем случае величина тока КЗ будет определяться величиной напряжения и полного сопротивления короткозамкнутой цепи. Применительно к генератору величина его тока КЗ будет определяться полем возбуждения и сопротивлением его обмоток.

У современных генераторов реактивное сопротивление обмоток значительно больше их активного сопротивления, поэтому ток, проходящий по обмоткам, будет почти чисто индуктивным. Следовательно, вектор тока КЗ будет отставать от вектора ЭДС почти на 90 о . При таком сдвиге фаз между токами и ЭДС мгновенное значение тока будет минимальным при максимальном значении ЭДС и, наоборот, наибольшим — при прохождении ЭДС через нуль.

Таким образом, величина или значение начального тока КЗ в обмотках генератора будет зависеть от момента, когда наступает короткое замыкание (т. е. от положения полюсов по отношению к обмотке статора, в которой индуктируется ЭДС).

При внезапном изменении сопротивления внешней цепи возникает переходный процесс, в течение которого изменяется и величина тока КЗ. Однако это изменение тока не может произойти мгновенно, так как цепь обладает значительной индуктивностью.

Переходный процесс осложняется также тем, что ЭДС генератора не остается постоянной, а изменяется под действием магнитного потока. В начальный момент времени после наступления короткого замыкания возникает так называемый ударный ток, наибольший по своей величине. Он в 1,41 — 2,55 раза превышает действующее значение периодической слагающей тока КЗ, который в свою очередь больше тока нормального режима и затухает до установившегося значения через 3 — 5 с.

Ударный ток короткого замыкания определяет наибольшие механические усилия, возникающие между токоведущими частями электроустановки. Наибольшее значение ударный ток имеет при коротком замыкании на зажимах генератора. Здесь он в 2,55 раза больше максимального действующего значения периодической слагающей тока КЗ.

Если короткое замыкание произошло в точке сети, удаленной от генератора, то ударный ток только в 1,41 раза больше действующего значения периодической слагающей тока короткого замыкания.

При коротком замыкании напряжение генератора заметно снижает c я из-за размагничивающего действия тока КЗ и связанного с этим уменьшения магнитного потока генератора и его ЭДС.

Для поддержания напряжения генератора на определенном уровнеприменяют автоматическое регулирование возбуждения (АРВ) на генераторах. При снижениях напряжения устройство АРВ действует на величину тока возбуждения генератора, автоматически увеличивая его. Это в свою очередь приводит к увеличению напряжения и ЭДС генератора.

Ток КЗ в начальный момент снижается, а затем возрастает, начиная с момента действия АРВ. Это действие сказывается на величине установившегося тока короткого замыкания, который при наличии устройства АРВ всегда больше, чем без него.

Короткие замыкания могут привести к нарушению устойчивости параллельно работающих генераторов станций и даже целых энергетических систем. Поэтому, чтобы правильно выбрать схему станции или подстанции, установить режимы их защиты, проводят расчеты токов короткого замыкания.

Эти расчеты выполняют для различных точек схемы электроснабжения с учетом сопротивлений генераторов, трансформаторов и отдельных участков линий. В расчетах должны быть учтены типы синхронных генераторов (турбо- или гидрогенераторов), их параметры, а также наличие или отсутствие устройств АРВ.

Значения токов КЗ, полученные в результате расчетов для различных точек, используют для выбора высоковольтной аппаратуры и токоведущих частей, их проверки на динамическую и термическую устойчивость действиям токов КЗ, выбора способов и схем защиты оборудования станций, подстанций и сетей.

Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика

Что такое ток короткого замыкания?

Ток короткого замыкания (short-circuit current) — это сверхток в электрической цепи при коротком замыкании (определение согласно ГОСТ 30331.1-2013). В некоторой нормативной документации используется сокращение «ток КЗ».

Харечко Ю.В. конкретизировал понятие «ток короткого замыкания» следующим образом [2]:

« Ток короткого замыкания представляет собой одну из разновидностей сверхтока. В отличие от тока перегрузки ток короткого замыкания обычно возникает в условиях повреждений, когда повреждается изоляция каких-либо проводящих частей, находящихся под разными электрическими потенциалами, и между ними возникает электрический контакт с пренебрежимо малым полным сопротивлением. В условиях повреждений также возможно замыкание частей, находящихся под напряжением, на открытые и сторонние проводящие части, которые в электроустановках зданий с типами заземления системы TN-S, TN-C-S и TN-C имеют электрическую связь с заземленной нейтралью источника питания. »

« Токи замыкания на землю в системах TN, протекающие по фазным проводникам и защитным или PEN-проводникам, будут сопоставимы с токами однофазных коротких замыканий, которые протекают по фазным проводникам и нейтральным или PEN-проводникам. »

Ток короткого замыкания может также возникнуть в нормальных условиях, когда отсутствуют повреждения, из-за ошибочного соединения проводящих частей с разными электрическими потенциалами, допущенного при монтаже и эксплуатации электроустановки здания. Если ошибочно выполнено электрическое соединение, например, фазного и нейтрального проводников какой-то электрической цепи, то при ее включении по обоим проводникам будет протекать ток однофазного короткого замыкания.

Особенности.

В своей книге [2] Харечко Ю.В. также отразил некоторые особенности, которые касаются понятия «ток короткого замыкания»:

« Величина тока короткого замыкания может многократно (на несколько порядков) превышать значение тока перегрузки и тем более значение номинального тока. Даже кратковременное его воздействие на какие-либо элементы электроустановки зданий может вызвать их механическое повреждение, перегрев, возгорание и, как следствие, явиться причиной пожара в здании. Поэтому электрооборудование в электроустановках зданий, прежде всего – проводники электрических цепей, должно быть надежно защищено от токов короткого замыкания с помощью устройств защиты от сверхтока – автоматических выключателей и плавких предохранителей. »

« Токи короткого замыкания определяют при проектировании электроустановок зданий и учитывают при выборе характеристик электрооборудования. Максимальные токи короткого замыкания всегда соотносят с предельными сверхтоками, которые способны отключить коммутационные устройства и устройства защиты от сверхтока, а также могут пропустить через себя некоторые виды электрооборудования. Минимальные токи короткого замыкания используют для проверки способности устройств защиты от сверхтока выполнить их отключение в течение нормируемого или предпочтительного промежутка времени. »

О методике расчета токов короткого замыкания.

Методики расчета токов короткого замыкания изложены в ГОСТ 28249-93, в стандартах и технических отчетах комплекса МЭК 60909. ГОСТ 28249-93 распространяется на трехфазные электроустановки переменного тока напряжением до 1 кВ, присоединенные к энергосистеме или к автономным источникам электрической энергии. Стандарт устанавливает общую методику расчета токов симметричных и несимметричных коротких замыканий в начальный и произвольный моменты времени с учетом параметров синхронных и асинхронных машин, трансформаторов, реакторов, кабельных и воздушных линий электропередачи, а также шинопроводов.

Комплекс МЭК 60909 применяют для расчета токов короткого замыкания в низковольтных и высоковольтных электроустановках переменного тока частотой 50 или 60 Гц. Однако, как указано в стандарте МЭК 60909-0, электрические системы с напряжением 550 кВ и более, имеющие протяженные линии электропередачи, требуют специального рассмотрения.

Список использованной литературы

  1. ГОСТ 30331.1-2013
  2. Харечко Ю.В. Краткий терминологический словарь по низковольтным электроустановкам. Часть 4// Приложение к журналу «Библиотека инженера по охране труда». – 2015. – № 6. – 160 c.;

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *