Содержание материала

При КЗ,  вследствие увеличения тока, возрастает падение напряжения в элементах системы,  что приводит к понижению напряжения во всех точках сети,  а наибольшее снижение напряжения наблюдается в месте КЗ и в непосредственной близости от него. Причем,  при длительном КЗ может произойти нарушение устойчивости работы электропривода,  т.к. скорость его вращения уменьшается и,  если скольжение превзойдет критическое, двигатели переходят в область неустойчивой работы и происходит их опрокидывание и полное торможение.
С увеличением скольжения реактивная мощность,  потребляемая асинхронными двигателями,  растет,  что может привести, после отключения КЗ,  к дефициту реактивной мощности и как следствие этого к лавинообразному снижению напряжения во всей системе и прекращению ее работы.
Аварии с нарушением устойчивости системы по величине ущерба,  наносимого электроснабжению,  являются самыми тяжелыми,  поэтому КЗ требуют быстрого отключения [4].
Согласно ПУЭ защиту от многообразных КЗ желательно выполнять в виде токовой отсечки без выдержки или с ограниченной выдержкой времени. Селективность действия токовых отсечек достигается ограничением их зоны работы так,  чтобы отсечка не действовала при КЗ на смежных участках сети,  защита которых имеет выдержку времени,  равную или больше,  чем отсечка. Для этого ток срабатывания должен быть больше максимального тока КЗ,  проходящего через защиту при повреждении в конце выбранной зоны действия

(I.I)

где Кн - коэффициент надежности,  зависящий от типа применяемого токового реле;

I-кз.mах - максимальный ток трехфазного КЗ в конце защищаемой линии.
В случае глубокого ввода электрической энергии, что характерно для современных промышленных предприятий, распределительные сети 6-10 кВ выполняются кабельными линиями небольшой длины,  на которых токовые отсечки применять затруднительно по принципу их действия. В этом случае для защиты распределительной сети в качестве основных рекомендуются максимально-токовые защиты, устанавливаемые в начале каждой линии со стороны источника питания. Для обеспечения селективности МТЗ выполняются с выдержками времени,  нарастающими от потребителей к источнику питания с уставкой по току
(1.2)
где Кр - кратность сверхтоков перегрузки;
Iр.mах- максимальный рабочий ток нагрузки;
Кв        - коэффициент возврата.

Таблица I.I

Селективность же автоматического ввода резерва в системах электроснабжения тесно связана с селективностью МТЗ и определяется

(1.3)


Рис. 1.1. Типовая схема электроснабжения промышленных предприятий.

Результаты анализа ряда схем электроснабжения (рис. I.I а, б) приведенные в табл. I.I показывают,  что минимальная выдержка времени МТЗ кабельных линий, отходящих от источника питания, колеблется от 1,0 до 1,5 о. Такое положение значительно увеличивает время бестоковой паузы на зажимах нагрузки.
Многофакторный анализ колебаний напряжения показывает,  что при перерывах электроснабжения,  с отделением источника питания от нагрузки точкой КЗ, время бестоковой паузы максимально возрастает.
Причем остаточное напряжение в этом случае определяется только э.д.с. выбегающих электродвигателей, работающих на точку КЗ
,      (1.4)
где Еg - обобщенная э.д.с. двигателей;
ZЛ- сопротивление от обобщенного двигателя до места КЗ;
- обобщенное сопротивление двигателей,  участвующих в выбеге на точку КЗ.
АВР,  сопутствующий КЗ, протекает с точки зрения успешности само запуска двигателей в более трудных условиях,  чем при автоматическом переходе с одного источника питания на другой. Это связано с протеканием по обмоткам статора повышенных токов подпитки КЗ и,  следовательно,  с появлением добавочного тормозного момента,  быстрее замедляющего скорость.
Для успешного самозапуска двигателей желательно как можно быстрее отключить КЗ, так как при этом торможение двигателей будет наименьшим и их сопротивление не успеет значительно снизиться,  а отсюда и снижение остаточного напряжения при самозапуске не приведет к резкому снижению вращающего момента двигателей.
Исходя из этих соображений можно было бы рекомендовать применение неселективных токовых отсечек без выдержки времени с исправлением их действия автоматическим повторным включением. Однако применение устройств АПВ распределительных кабельных линий в системах электроснабжения промышленных предприятий,  как показал 10- летний опыт эксплуатации на трех заводах синтетического каучука,  не всегда целесообразно. Во всех 97 отмеченных случаях повреждений устройства АПВ работали неуспешно, так как повреждения были устойчивые,  что вызывало развитие аварии и еще большие повреждения, снижая надежность всей схемы электроснабжения предприятий в целом.
Следовательно,  для отключения КЗ с наименьшим временем необходимо усложнение защиты вплоть до применения максимально-токовых защит с ускорением по приемному концу линии или дифференциальных продольных токовых защит.