1.2 Виды коротких замыканий

Короткие замыкания подразделяются на трехфазные (К⁽³⁾), двухфазные (К⁽²⁾), однофазные (К⁽¹⁾), двухфазные на землю (К^{(1. 1)}); кроме того, в сетях с изолированной нейтралью возможны однофазное замыкание на землю (033), ( ) в одной точке и двойное замыкание на землю в разных точках ( ), (рисунок 1. 1).        

При КЗ в контуре накоротко замкнутой ЭДС источника питания возникает большой величины ток короткого замыкания . В свою очередь, вследствие увеличения токов в фазах возрастают падения напряжения в элементах энергосистемы, что приводит к понижению напряжений во всех точках сети. Релейную защиту чаще всего интересуют остаточные напряжения на шинах подстанции (станции), так как чаще всего именно с шин с помощью измерительных трансформаторов напряжения снимаются остаточные напряжения, которые подаются в устройства РЗ.

На рисунке 1. 2 приведена зависимость остаточного напряжения на шинах подстанции от удаленности места возникновения КЗ. При металлическом КЗ (переходное сопротивление в месте повреждения R_п ≈ 0) напряжение фазного провода в точке К можно принять равным нулю (за исключением случая двухфазного КЗ).

		Рисунок 1. 2.  Зависимость остаточного напряжения на шинах подстанции 1 от удаленности точки КЗ

Остаточное напряжение на шинах подстанции можно определить из выражения

                       где:                                    (1. 1)

·  - ток короткого замыкания, протекающий на участке сети от шин подстанции 1 до точки К;

·  - полное сопротивление участка сети от шин подстанции до точки К.

Происходящие при КЗ увеличение тока и снижение напряжения приводят к ряду тяжелых последствий:

· ток КЗ I_к выделяет в активном сопротивлении цепи, по которой он протекает в течение времени t, теплоту

                                                                  (1. 2)

выделяемая теплота Q и пламя электрической дуги в месте возникновения КЗ приводят к большим разрушениям, которые тем больше, чем больше значение I_к и время его протекания;

· при протекании больших токов КЗ усиливаются электродинамические взаимодействия между проводниками, в которых возникают значительные механические напряжения;

· понижение напряжения в сети при КЗ нарушает работу потребителей;

· снижение напряжения может сопровождаться нарушением устойчивости параллельной работы генераторов, что может привести к распаду энергосистемы.

Особым видом повреждения является замыкание на землю одной фазы в сети с изолированной нейтралью (или заземленной через большое сопротивление дугогасящего реактора). При этом виде повреждения короткого замыкания не происходит, так как ЭДС Е поврежденной фазы не шунтируется накоротко появившимся соединением с землей. Возникающий в месте повреждения ток замыкания  (рисунок 1. 1, д) проходит через емкости проводов (неповрежденных) относительно земли и не достигает большой величины. При этом виде повреждения междуфазные напряжения не изменяются, поэтому однофазное замыкание на землю (ОЗЗ) в сетях с изолированной нейтралью не отражается на работе потребителей. Однако этот вид повреждения вызывает возрастание напряжений неповрежденных фаз относительно земли. Последнее может привести к пробою изоляции прежде неповрежденной фазы, в результате чего может возникнуть двойное замыкание на землю (рисунок 1. 1, е), которое с некоторым приближением можно рассматривать как  двухфазное короткое замыкание.