Однофазное короткое замыкание

Однофазное короткое замыкание - это короткое замыкание (КЗ) на землю в трехфазной электроэнергетической системе с глухо- или эффективно заземленными нейтралями силовых элементов, при котором с землей соединяется только одна фаза.

РАСЧЕТ ТОКА при ОДНОФАЗНОМ КЗ

Если вам нужно узнать ток КЗ в определённой точки цепи, а всех данных у вас нет, то существует упрощённая формула:



где

Iк — ток однофазного КЗ, А;
Uf — фазное напряжение сети, В;
Zт — полное сопротивление трансформатора току однофазного замыкания на корпус, Ом;
Zc — полное сопротивление фазный провод-нулевой провод, Ом.
Данная формула допускает погрешность полученных результатов в пределах ±10%. Для более точного расчёта короткого замыкания необходимо пользоваться ГОСТом 28249-93.
Главной составляющей этой формулы является полное сопротивление цепи фазный провод – нулевой провод Zc. Оно находится 2 способами:

Известны параметры провода и переходные сопротивления

Если известны параметры провода и переходные сопротивления, то значение полного сопротивления цепи вычисляется по формуле:

где rf — активное сопротивление фазного провода, Ом;
rn — активное сопротивление нулевого провода, Ом;
ra — суммарное активное сопротивление контактов цепи фаза-нуль (зажимы на вводах и выводах аппаратов, разъемные контакты аппаратов, контакт в месте КЗ), Ом;
xf" — внутреннее индуктивное сопротивление фазного провода, Ом;
xn" — внутреннее индуктивное сопротивление нулевого провода, Ом;
x' — внешнее индуктивное сопротивление цепи фаза-нуль, Ом.

Известно полное удельное сопротивление петли фаза-нуль

При известном полном удельном сопротивлении петли фаза-нуль используют формулу:


где

zf-0 — полное удельное сопротивление петли фаза – нуль, зависящие от материала и сечения провода, Ом/км; - длина провода, км.

Если в цепи имеются провода различных сечений и длин, то нужно суммировать полученные значения Zc.

Главная и наиболее важная собенность процесса КЗ –  значительное увеличение тока и снижение напряжения. Ток при коротком замыкании превышает номинальный в несколько раз. Это в свою очередь, согласно закону Джоуля — Ленца приводит к значительному тепловыделению, что может вызвать расплавление электрических проводов, а затем и возникновение пожара.

Короткое замыкание в одном в элементе энергетической системы может нарушить все ее функционирование. Например у других потребителей снизиться напряжение сети, что ведет в конечном итоге к повреждению устройств, работающих от сети; В больших энергосистемах короткое замыкание может привести к тяжёлой системной аварии.

Вероятность возникновения однофазного короткого замыкания в сети наиболее высока и составляет более 60% от общего количества коротких замыканий. Двухфазные короткие замыкания, возникают гораздо реже, вероятность их возникновения примерно 20%. Трехфазная разновидность короткого замыкания встречается еще реже, вероятность возникновения у них – 10%.

Причины возникновения короткого замыкания
Основная причина возникновения короткого замыкания – пробой или нарушение изоляции оборудования электроустановок, в том числе кабеля иил воздушной линий электропередач. 
В электроустановках напряжением 6-35кВ для защиты линий электропередач от КЗ используют максимально-токовую защиту (МТЗ). Для защиты высоковольтных линий напряжением 110 кВ от замыканий используется дифференциально-фазная защита, как основная защита линий. Кроме того, для защиты ЛЭП 110 кВ в качестве резервных защит используются дистанционная защита и земляная защита (ТЗНП).

В низковольтных сетях для защиты цепей при коротких замыканиях используются автоматические выключатели замыкании.

 

 

Назад