Короткое замыкание

Короткое замыкание - это замыкание, при котором токи в ветвях электроустановки, примыкающих к месту его возникновения, резко возрастают, превышая наибольший длительно допустимый ток. В свою очередь замыкание - это всякое случайное или преднамеренное, не предустмотренное нормальным режимом работы, электрчиеское соединение различных точек электроустановки между собой или с землей. На практике замыкания могут быть через дугу или непосредственно (без переходного сопротивления, так называемые "металлические").

Общие положения

Для расчёта токов корткого замыкания используется метод симметричных составляющих.

Основные допущения при расчёте токов короткого замыкания:

1. Отсутствуют качания генераторов, то есть при коротком замыкании все генераторы работают синхронно. Данное допущение вносит минимальную погрешность при длительности короткого замыкания [math]t \le 0.5 [/math] c. В этом случае переходный процесс можно считать полностью электромагнитным. При длительности [math]0.5 \le t \le 3 [/math] с процесс можно считать квазиэлектромагнитным. В этом случае необходим учёт погрешности в расчётах токов короткого замыкания по причине неучёта изменения частоты вращения генераторов, особенно при близких коротких замыканий к шинам генератора. При длительностях [math]t \ge 3 [/math] с расчёт токов короткого замыкания следует вести в рамках электромеханического переходного процесса. В этом случае, неучёт механического состояния генераторов может привести к грубым ошибкам в расчётах.

1. Все элементы электрической сети линейны (не учитывается насыщение магнитных систем).
2. Приближённый учёт нагрузок. Все нагрузки представляются в виде постоянных сопротивлений.
3. В случае ручного расчёта, можно неучитывать при расчёте тока короткого замыкания активное сопротивление элементов схемы замещения электрчиеской сети, только в случае если выполняется условие: [math]\frac{R}{X}\lt \frac{1}{3} [/math]. Учёт активного сопротивления выполняется только при оценке степени затухания апериодических составляющих токов короткого замыкания.
4. Пренебрежение распределённой ёмкостью линий электропередачи, за исключением исследования длинных линий (более 300 км) и линий с изолированной и резонансно-заземлённой нейтралью.
5. Все элементы электрической сети симметричны, за исклчюением места повреждения.
6. Ток намагничивания трансформаторов не учитывается.

Данные допущения приводят к погрешностям не превышающи 2-5% (в оговоренных случаях погрешности могут достигать 10%).

Виды замыканий и коротких замыканий

В энергосистемах в зависимости от режима работы нейтралей электрчиеских сетей могут иметь место различные виды замыканий и коротких замыканий [1]. Их классификация приведена в таблице на примере электрической сети с глухозаземлённой нейтралью.

Схема	Виды замыканий и коротких замыканий
	Сети глухозаземлённые или эффективно-заземлённые		Сети незаземлённые или резонансно-заземлённые
	Термин	Обозначение	Термин	Обозначение
	Трёхфазное короткое замыкание	К(3)	Трёхфазное короткое замыкание	К(3)
	Трёхфазное короткое замыкание на землю	К(1,1,1)	Трёхфазное короткое замыкание с землей (имеющее контакт с землей)	К(3 з)
	Двухфазное короткое замыкание	К(2)	Двухфазное короткое замыкание	К(2)
	Двухфазное короткое замыкание на землю	К(1,1)	Двухфазное короткое замыкание с землей (имеющее контакт с землей)	К(2 з)
	Однофазное короткое замыкание	К(1)	Однофазное замыкание на землю	З(1)
	Двойное короткое замыкание на землю	К(1+1)	Двойное замыкание на землю	З(1+1)

Причины ограничения тока короткого замыкания

В качестве основных причин ограничения токов короткого замыкания можно выделить следующие:

1. Уменьшение время горения и плавления от протекания тока короткого замыкания по конструктивным и токоведущим элементам в неисправном электрооборудовании.
2. Уменьшение механические напряжения в токоведущих частях и линиях электропередачи при протекании по ним тока короткого замыкания.
3. Уменьшение вероятность появления дуги в точке короткого замыкания, что снижает опасноть для жизни и здоровья людей.
4. Уменьшение величину кратковременного падения напряжения в районе возникновения короткого замыкания.
5. Обеспечение контроля переходных напряжений и в тоже время избежать быстрого отключения неисправной цепи при возникновении первого однофазного замыкания в электрчиеских сетях с изолированной и высокоомной резистивной нейтралью.

Литература

1. Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: Учеб. пособие для вузов. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1989.
2. IEC 60909. Short-circuit currents in three-phase a.c. systems.