Другие ненормальные режимы оборудования

Перегрузка оборудованиявызванная увеличением тока сверх номинального значения. Но­минальным называется максимальное значение тока, допускаемое для данного оборудования в течение неограниченного времени. Если ток /. проходящий по оборудованию, превышает номи­нальное значение то за счет выделяемой им дополнительной теплоты температура токоведущих частей и изоляции через некоторое время превосходит допустимое значение, что приводит к ускоренному старению изоляции и токоведущих частей.

Время, допустимое для прохождения повышенных токов, зависит от их значения. Величина выделяемого тепла определяется квадратом тока, и по­этому нагрев резко растет с увеличением кратности тока. Причиной сверхтока может быть уве­личение нагрузки или появление КЗ за пределами защищаемого элемента (внешнее КЗ). Дляпредупреждения повреждения оборудования при его перегрузке необходимо принять меры к его разгрузке или отключению в пределах времени t_e

Повышение напряжения. Обычно возникает на трансформаторах, генераторах и линиях высокого напряжения и может быть передано в распределительные сети. В распредсетях появляют­ся дополнительные причины для повышения напряжения: неправильная работа РПН, влияние емкостной компенсации при внезапном сбросе нагрузки. В ряде случаев, величина такого на­пряжения может оказаться опасной для оборудования: электронных устройств, бытовых прибо­ров, двигателей и трансформаторов. Например, для ламп накаливания повышение напряжения на 5% свыше номинального сокращает срок их службы в два раза. Действующими нормами за­щита от таких режимов требуется для устройств емкостной компенсации (БСК).

Понижение напряжения. Оно особенно опасно для электродвигателей, которые, для поддер­жания необходимой величины момента, увеличивают потребление тока, что приводит к их то­ковой перегрузке и выходу из строя. При понижении напряжения резко уменьшается светоотда­ча ламп накаливания. Защита от понижения напряжения обычно применяется в сетях промыш­ленного назначения, питающих электродвигатели, в особенности синхронные, а также в сети собственных нужд электростанций.

Режим работы двумя фазами. Он происходит при обрыве фазы в питающей сети. Двигатели при этом могут остаться в работе, если момента развиваемого двигателями достаточно, или остановиться. В обоих случаях ток резко растет, что приводит к перегрузке двигателя и выходу его из строя. Поэтому очень часто двигатели снабжаются специальной защитой от работы дву­мя фазами (обрыва фазы) Для предотвращения возникшей перегрузки может быть использо­вана и защита от перегрузки, действующая на отключение, эта защита должна быть установле­на хотя бы в двух фазах, чтобы защита не оказалась подключенной к оборванной фазе.

Грозовые перенапряжения. Для защиты оборудования станций, подстанций и сетей от грозо­вых перенапряжений при прямых ударах молнии применяются грозозащитные тросы над воз­душными линиями и специальные вентильные или искровые разрядники Пробивное напряже­ние вентильных разрядников составляет приблизительно 2,2-3 11н.

Коммутационные перенапряжения возникают из-за неодновременности отключения или включения токов фаз коммутационными аппаратами, всплесков сверхЭДС самоиндукции сило­вых трансформаторов при резком изменении (отключении) тока. В последнем случае уровень перенапряжения зависит от величины и скорости изменения тока. При коммутации вакуумными выключателями малых индуктивных токов (отключение ненагруженных силовых трансформато­ров, или запускаемых электродвигателей) при некоторых сочетаниях параметров присоедине­ния и выключателя возможен разрыв тока не при переходе синусоиды тока через ноль, как в масляных выключателях, а в любой момент периода (срез тока), сопровождающийся значи­тельными перенапряжениями, опасными для оборудования. Так как обычные разрядники от коммутационных перенапряжений не срабатывают, в таких случаях для защиты оборудования требуется применение специальных ограничителей перенапряжения (ОПН).

Изменение тока при КЗ.Рассчитать трехфазное КЗ — это, значит, определить токи и напряже­ния при этом виде повреждения как в точке КЗ, так и в отдельных ветвях и узлах схемы. Ток в процессе КЗ не остается постоянным, а изменяется, как показано на рис. 1.22; ток, увеличив­шийся в первый момент времени, затухает до некоторого значения, а затем под действием ав­томатического регулятора возбуждения (АРВ) достигает установившегося значения.

Промежуток времени, в течение которого происходит изменение значения тока КЗ. определяет продолжительность переходного процесса. После того как изменение значения тока прекраща­ется, до момента отключения КЗ продолжается установившийся режим КЗ. В зависимости от назначения выполняемого расчета (выбор уставок релейной защиты или проверка электрообо­рудования на термическую и электродинамическую стойкость) нас могут интересовать значения тока в разные моменты времени КЗ. Из-за наличия в сети индуктивных сопротивлений, препят­ствующих мгновенному изменению тока при возникновении КЗ, значение тока нагрузки |_н не из­меняется скачком а нарастает по определенному закону от нормального до аварийного значе­ния. Для упрощения расчета и анализа ток, проходящий во время переходного процесса КЗ, рассматривают как состоящий из двух составляющих апериодической и периодической. Апериодической называется постоянная по знаку составляющая тока, которая возникает в первый момент КЗ и сравнительно быстро затухает до нуля.

 

Кривые изменения тока трехфазного КЗ

 

Периодическая составляющая тока КЗ в начальный момент времени Inmo называется началь­ным током КЗ. Начальный ток КЗ называют также сверхпереходным i„, так как для его опреде­ления в схему замещения вводятся сверхпереходные сопротивления генератора и ЭДС Е"_е.

Значение начального тока КЗ используют, как правило, для выбора уставок и проверки чувстви­тельности релейной защиты.

Установившимся называется периодический ток КЗ после скончания переходного процесса, обусловленного затуханием апериодической составляющей и действием АРВ.