3. Повреждения и ненормальные режимы.

Большинство повреждений в электроустановках приводит к коротким замыканиям фаз между собой или на землю. В обмотках электрических машин (генераторов, трансформаторов и электродвигателей) бывают замыкания между витками одной фазы (витковые замыкания).

Основными причинами повреждений являются:

• нарушения изоляции токоведущих частей, вызванные её старением, неудовлетворительным состоянием, перенапряжениями, механическими повреждениями;

• ошибки персонала при операциях с электрооборудованием (отключение разъединителя под нагрузкой, включение разъединителя на ошибочно оставленное заземление, включение заземляющих ножей под напряжение и т.п.).

Короткие замыкания являются наиболее опасными и тяжелыми видами повреждений.

При КЗ из-за увеличения тока возрастает падение напряжения в элементах системы, что приводит к понижению напряжения во всех точках сети. Наибольшее снижение напряжения происходит в месте КЗ.

Увеличение тока и снижение напряжения, происходящие в результате КЗ, приводят к ряду опасных последствий:

• Термическое действие тока КЗ (согласно закону Джоуля-Ленца Q = kI²rt) – происходят большие разрушения в месте КЗ, а также недопустимый нагрев токоведущих частей электрооборудования и проводов линий электропередач, что может вызвать повреждение их изоляции и токоведущих частей;

• Понижение напряжения при КЗ нарушает работу потребителей – при глубоком снижении напряжения момент вращения электродвигателей может оказаться меньше момента сопротивления механизмов, что приводит к их остановке;

• Нарушение устойчивости параллельной работы генераторов является наиболее тяжелым последствием снижения напряжения при КЗ. Это может привести к распаду энергосистемы и прекращению электроснабжения всех её потребителей.

Ненормальными режимами, связанными с отклонением от допустимых значений тока, напряжения и частоты и представляющими опасность для электроснабжения потребителей электроэнергии и энергосистемы в целом, являются:

• Перегрузка оборудования – это превышение тока по оборудованию сверх номинального значения, за счёт выделяемого им дополнительного тепла через некоторое время температура токоведущих частей и изоляции превысит допустимую величину, что приведёт к ускоренному износу изоляции и её повреждению.

• Повышение напряжения – это превышение напряжения на оборудовании сверх допустимого значения, обычно повышение напряжения возникает на гидрогенераторах при внезапном отключении его нагрузки, а также при одностороннем отключении или включении длинных линий электропередачи с большой ёмкостной проводимостью.

• Качания в системах – периодическое изменение тока, напряжения, активной и реактивной мощности. Качания возникают при выходе из синхронизма работающих параллельно генераторов и сопровождаются возрастанием тока и снижением напряжения в сети. Возрастание тока вызывает нагрев оборудования, а уменьшение напряжения нарушает работу потребителей системы.