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.

Часто причиной повреждений в электрической части электроустановок являются неквалифицированные действия обслуживающего персонала.

При осуществлении упрощенных схем соединений понижающих подстанций используют специальные аппараты – короткозамыкатели, которые создают преднамеренные КЗ с целью быстрых отключений возникших повреждений. Таким образом, наряду с КЗ случайного характера, в СЭС имеют место также преднамеренные КЗ, вызываемые действием короткозамыкателей.

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.

В зависимости от места возникновения и продолжительности повреждения его последствия могут иметь местный характер или отражаться на всей СЭС.

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). Опрокидывание двигателей тяжело отражается на работе промышленного предприятия, так как для восстановления нормального производственного процесса требуется длительное время, и неожиданная остановка двигателей может вызвать брак продукции предприятия.

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.

Возникающие при замыканиях на землю неуравновешенные системы токов способны создать магнитные потоки, достаточные для наведения в соседних цепях (линиях связи, трубопроводах) значительных ЭДС, опасных для обслуживающего персонала и аппаратуры этих цепей.

Таким образом, последствия КЗ следующие:

1. Механические и термические повреждения электрооборудования.

2. Возгорания в электроустановках.

3. Снижение уровня напряжения в сети, ведущее к уменьшению вращающего момента электродвигателей, их торможению, снижению производительности или даже к опрокидыванию их.

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.