2.3 Причины возникновения и последствия переходных процессов

Основной причиной возникновения переходных процессов являются КЗ, которые в свою очередь, являются результатом нарушения изоляции электрооборудования.

Нарушения изоляции вызываются:

1. Перенапряжениями (особенно в сетях с изолированными нейтралями),

2. Прямыми ударами молнии,

3. Старением изоляции,

4. Механическими повреждениями изоляции, проездом под линиями негабаритных механизмов,

5. Неудовлетворительным уходом за оборудованием.

При возникновении КЗ в СЭС ее общее сопротивление уменьшается, что приводит к увеличению токов в ее ветвях по сравнению с токами нормального режима, а это вызывает снижение напряжения отдельных точек СЭС, которое особенно велико вблизи места КЗ.

При большой удаленности КЗ величина тока КЗ может составлять лишь незначительную часть номинального тока питающих генераторов и возникновение такого КЗ воспринимается ими как небольшое увеличение нагрузки. Сильное снижение напряжения получается только вблизи места КЗ, в то время как в других точках СЭС это снижение менее заметно. Следовательно, при рассматриваемых условиях опасные последствия КЗ проявляются лишь в ближайших к месту аварии частях СЭС.

Ток КЗ, являясь даже малым по сравнению с номинальным током генераторов, обычно во много раз превышает номинальный ток ветви, где произошло КЗ. Поэтому и при кратковременном протекании тока КЗ он может вызвать дополнительный нагрев токоведущих элементов и проводников выше допустимого.

Токи КЗ вызывают между проводниками большие механические усилия, которые особенно велики в начале процесса КЗ, когда ток достигает максимального значения. При недостаточной прочности проводников и их креплений могут иметь место разрушения механического характера.

Внезапное глубокое снижение напряжения при КЗ отражается на работе потребителей. В первую очередь это касается двигателей, так как даже при кратковременном понижении напряжения на 30-40% они могут остановиться (происходит опрокидывание двигателей).

При малой удаленности и достаточной длительности КЗ возможно выпадение из синхронизма параллельно работающих станций, т.е. нарушение нормальной работы всей ЭЭС, что является самым опасным последствием КЗ.

Таким образом, последствия КЗ следующие:

1. Механические и термические повреждения электрооборудования.

2. Возгорания в электроустановках.

3. Снижение уровня напряжения в сети.

4. Выпадение из синхронизма отдельных генераторов, электростанций и частей ЭЭС и возникновение аварий, включая системные аварии.

5. Электромагнитное влияние на линии связи, коммуникации и т.п.

2.4 Виды повреждений в трехфазных системах

В СЭС в зависимости от режима нейтралей электрических сетей могут иметь место различные виды повреждений. Их классификация приведена в табл. 2.2.

Трехфазное КЗ и трехфазное КЗ на землю являются симметричным, так как при этих видах КЗ все фазы остаются в одинаковых условиях. Все остальные виды КЗ являются несимметричными, поскольку при каждом из них фазы уже находятся в неодинаковых условиях; поэтому системы токов и напряжений при этих видах КЗ в той или иной мере искажены.

Таблица 2.2 Виды повреждений в трехфазных СЭС

Сети с глухозаземленной нейтралью		Сети с изолированной нейтралью
Термин	Обозначение	Термин	Обозначение
Трехфазное КЗ	К(3)	Трехфазное КЗ	К(3)
Трехфазное КЗ на землю	К(1,1,1)	Трехфазное КЗ с землей	К(3,з)
Двухфазное КЗ	К(2)	Двухфазное КЗ	К(2)
Двухфазное КЗ на землю	К(1,1)	Двухфазное КЗ с землей	К(2,з)
Однофазное КЗ	К(1)	Однофазное замыкание на землю	З(1)
Двойное КЗ на землю	К(1+1)	Двойное замыкание на землю	З (1+1)

Подавляющее большинство КЗ связано с замыканиями на землю, а трехфазные КЗ возникают очень редко. Хотя трехфазные КЗ редки, но поскольку они все же возможны, то с ними следует считаться, тем более что часто они являются решающими для выводов относительно возможностей работы системы в условиях КЗ.

Несимметричные КЗ, а также несимметричные нагрузки называют поперечной несимметрией.

Нарушение симметрии какого-нибудь промежуточного элемента трехфазной цепи (например, отключение или разрыв одной или двух фаз ЛЭП) называют продольной несимметрией.