Лекция
Привет, Вы узнаете о том , что такое аварийные режимы работы электросети, Разберем основные их виды и особенности использования. Еще будет много подробных примеров и описаний. Для того чтобы лучше понимать что такое аварийные режимы работы электросети, нормальный режим электрических сетей , аварийный режим электрических сетей летний режим электрических сетей, зимний режим электрических сетей, виды коротких замыканий, перетоки реактивной электрической энергии , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Электротехника, Схемотехника, Аналоговые устройства.
Основной задачей эксплуатации электрических сетей является поддержание в них необходимой пропускной способности и достаточного напряжения. Выделяют несколько режимов электрических сетей. К параметрам режима относятся показатели частоты, напряжения и мощности электропередачи.
Система электроснабжения (СЭС) может находиться в различных режимах работы: нормальном, ненормальном и аварийном. Рассмотрим эти режимы.
Рабочим режимом электросети считается ее условное установившееся электрическое состояние, определяемое его параметрами – параметрами режима.
Нормальный режим работы — это такой режим работы электроустановки, при котором обеспечивается снабжение электроэнергией любых потребителей надлежащего качества. При этом показатели качества электроэнергии находятся в пределах, установленных ГОСТ 32144–2013 .
Аварийный режим работы — это режим работы электроустановки, который сопровождается отклонением рабочих параметров от предельно-допустимых значений. Этот режим работы характеризуется повреждением элементов СЭС, выходом из строя электрооборудования, возможным перерывом электроснабжения.
Ненормальный режим работы — это режим работы электроустановки, при котором значение какого-либо одного из параметров, характеризующего режим работы СЭС выходит за пределы диапазона допустимых рабочих значений. Они связаны с отклонениями значений величин тока, напряжения и частоты. Ненормальные режимы работы могут быть опасны для оборудования или устойчивой работы энергосистемы.
К аварийным режимам работы электроустановок относятся короткие замыкания: трехфазные (К(3)), двухфазные (К(2)), двухфазные на землю (К(1.1)), однофазные (К(1)). Все эти виды замыканий справедливы для сетей с заземленным режимом работы нейтрали [1, 2, 4, 5].
Короткое замыкание(КЗ) — это электрическое соединение двух точекэлектрической цепис разными значениямипотенциала, не предусмотренное конструкцией устройства и нарушающее его нормальную работу или состояние, при котором сопротивление нагрузки меньше внутреннего сопротивления источника питания. Кроме того, короткое замыкание может возникать при нарушении изоляции токоведущих элементов [1, 2, 4, 5].
перетоки реактивной электрической энергии на границе балансовой принадлежности электрических сетей (перетоки реактивной электрической энергии) - составляющая физических процессов передачи, распределения и потребления активной электрической энергии, которая вызывает дополнительные технологические потери активной электрической энергии и влияет на показатели качества активной электрической энергии.
Рис. Последствия повышения перетоков реактивной мощности.
Из этой цели следует, что под повышением энергетической эффективности электрических сетей, скорее всего, необходимо понимать не только (а чаще не столько) снижение потерь в сетях, но и повышение надежности и качества электроснабжения, а также повышение пропускной способности сетей для обеспечения недискриминационного доступа потребителей к сетям. Эти показатели технологически тесно связаны между собой. Как правило, их комплексный учет особенно необходим при разработке капиталоемких мероприятий по модернизации и развитию электрических сетей, присоединению к ним новых потребителей и генерирующих источников, внедрению новой техники и технологий по передаче и распределению электроэнергии.
В зависимости от значения главных параметров — частоты и напряжения, различают нормальный режим, аварийный режим, летний и зимний режимы электрических сетей.
нормальный режим электрических сетей
Нормальный режим характеризуется показателями, близкими к номинальным. В таком режиме обеспечивается плавное регулирование работы электростанций, минимизируются потери электрической энергии в сети, удобно осуществляются оперативные переключения. Нормальный режим электрической сети обеспечивает снабжение электроэнергией потребителей без перебоев и с достаточным уровнем напряжения.
Нормальным является также режим, когда происходит включение-отключение линии высокой мощности трансформатора и моменты высоко амплитудных перепадов напряжения, длящихся доли секунд.
Аварийный режим электрических сетей
Режим становится аварийным в том случае, если система, при переходе из одного состояния нормы в другое, отмечается резкое изменение параметров частоты тока и напряжения. К аварийным вариантам работы электрических сетей относятся такие отклонения в работе, как:
1. Короткое замыкание. Характеризуется превышением номинального напряжения в десятки раз. Проявляется яркой вспышкой света лампочки.
2. Перегрузка электросети. Дает о себе знать нагреванием розетки, выключателя, вплоть до их возгорания.
3. Скачок тока. Следствие кратковременного превышения напряжения. При включении, лампа накаливания перегорает.
4. Слабый ток. Причиной может быть разрыв цепи. В таком случае тускло горит лампа накаливания.
5. Скачок напряжения. Чаще возникает из-за ударов молнии. В большинстве случаев это приводит к выходу из строя электроприборов.
6. Низкое напряжение. Бывает по причине частичного разрыва цепи. При длительном использовании низкого напряжения приборы выходят из строя.
Летний и зимний режимы электрических сетей относятся к нормальным, однако они характеризуются значительными нагрузками на систему в связи с высокими или низкими температурами и воздействием неблагоприятных погодных условий.
Каждый из нас сталкивался со случаем, когда, например, лампочка начинает «моргать» или становится слишком тусклой (слишком яркой). Многие ничего не предпринимают и надеются на то, что «болячка» сама вылечится. Об этом говорит сайт https://intellect.icu . Для обзора отклонения работы электрической сети от нормального состояния будет использовано понятие номинального значения тока (напряжения). Номинальное значение тока (напряжения) – это его значение при нормальном (безаварийном) режиме работе электрической сети. Рассмотрим возможные варианты аварийной работы сети.
Это явление наблюдается, когда ток достигает значений, превышающих номинальное, в 10 и более раз за короткий промежуток времени (секунды, доли секунды). При этом тепло, выделяемое при прохождении тока через проводник, достигает значений, превышающих нормальное, в 100 и более раз. Короткое замыкание является следствием замыкания фазного и нулевого проводников в однофазной цепи (фазного и фазного/нулевого проводников – в трехфазной цепи). Последствия этого замыкания в лучшем случае – это разрыв цепи вследствие разрушения электропроводки, выход из строя электроприборов, а в худшем – пожар. Внешним признаком короткого замыкания может быть очень яркая вспышка света лампы накаливания. В этом случае необходимо обесточить возможный участок замыкания (в квартире или коттедже – основной автомат в электрощите).
Причиной перегрузки является неспособность электроцепи или ее участка (проводка, включатели, розетки и пр.) нормально (без перегрева, разрушения и т.д.) работать вследствие прохождения через них тока, превышающего допустимые значения для данной электроцепи (ее участка). Следствием перегрузки являются: нагревание проводников (розеток, выключателей и пр.) до горячего состояния (небольшой нагрев обычно допускается), запах горелой проводки, оплавление, разрыв цепи, огонь. При перегрузке цепи необходимо отключить лишние электроприборы, либо обесточить всю сеть. Для того, чтобы сеть не перегружалась, необходимо подключать к сети те приборы, на которые она рассчитана.
Наблюдается, когда значение тока на короткий промежуток времени (доли секунды) превышает свое номинальное значение в 3-5 раз. Может быть следствием коммутации электроприборов (носит кратковременный характер). Многие из нас, наверное, были в ситуации, когда при включении света (светильника с лампой накаливания) лампа перегорала. Это происходит в результате того, что через нить накаливания прошел ток, превышающий значение номинального. Явление естественное. Если постоянно происходит, например, перегорание лампы, то стоит подумать о замене ее на другой тип ламп, либо установить специальные приборы защиты.
Частой причиной этому может быть частичный разрыв цепи, замыкание на корпус. При этом в цепи появляется дополнительное сопротивление, ограничивающее ток. Показателем этому может быть слабое свечение лампы накаливания. В таком случае необходимо провести диагностику электросети и выполнить ремонт.
Может быть следствием, например, удара молнии. При этом значения напряжения будут превышать номинальное в десятки, сотни и даже тысячи раз. Следствием такого скачка может быть выход из строя электроприборов, подключенных к сети. Защитить электросеть от скачков напряжения можно установкой специальных устройств.
Может быть следствием частичного разрыва электроцепи. Также может быть следствием коммутации электроприборов (носит кратковременный характер). Длительная эксплуатация электроприборов с таким напряжением может быть причиной выхода их из строя. В случае, если диагностика сети выявила, что причина во внешнем источнике (то есть к электрощиту уже подходит низкое напряжение), то можно решить проблему установкой специальных устройств.
Важно! Стоит помнить, что многие электроприборы если и допускают работу с неноминальными значениями напряжения (см. характеристики приборов), то кратковременную. Поэтому в случае возникновения аварийного режима необходимо обесточить сеть для того, чтобы избежать дорогостоящего ремонта или замены не только проводки, розеток и пр., но и бытовых электроприборов. В некоторых случаях можно избежать более тяжелых последствий всего лишь вовремя отключив электроприбор (нагрузку) от сети, так как именно наличие включенного прибора в электроцепи вызывает увеличение тока и, как следствие, более быстрое разрушение (выгорание) электропроводки и пр.
При трехфазном коротком замыкании токи и напряжения во всех трех фазах равны по величине не только в месте короткого замыкания, но и любой другой точке сети: ; 
.
При двухфазном коротком замыкании на здоровой фазе ток отсутствует, а в поврежденных фазах проходят токи, одинаковые по величине и противоположные по направлению: 
.
Напряжение между поврежденными фазами равно нулю, а фазные напряжения равны:
.
При двухфазном коротком замыкании на землю соотношения токов и напряжений имеют следующий вид: 
.
Для сетей с заземленной нейтралью этот вид короткого замыкания является более опасным по сравнению с двухфазным коротким замыканием из-за значительного уменьшения линейных напряжений в месте короткого замыкания.
При однофазном коротком замыкании соотношения токов и напряжений принимают следующий вид: 
. (Этот вид короткого замыкания справедлив только для сетей с заземленной нейтралью, также как и двухфазное короткое замыкание на землю.)
В электрических машинах возможны межвитковые короткие замыкания (замыкание витков обмотокротораилистатора, либо витков обмоток трансформаторов), а также замыкание обмотки на металлический корпус машины.
Короткое замыкание в любом из элементов СЭС может нарушить ее функционирование — у некоторых потребителей может упасть питающее напряжение, что приводит к повреждению оборудования; в трехфазных сетях при коротких замыканиях возникает несимметрия напряжений, нарушающая ее нормальное электроснабжение. В системообразующих сетях короткое замыкание способно вызвать тяжелые системные аварии [1–5].
Основные причины возникновения коротких замыканий
Чаще всего КЗ происходит через переходное сопротивление (через сопротивление электрической. дуги, возникающей в месте повреждения изоляции). Иногда возникают металлические КЗ без переходного сопротивления.
Таблица 1
Вероятность возникновения повреждений вэлектрических сетях
|
Вид КЗ/повреждения |
Вероятность возникновения |
|
Трехфазное — К(3) |
1–7 % |
|
Двухфазное — К(2) |
2–13 % |
|
Двухфазное на землю — К(1.1) |
5–20 % |
|
Однофазное — К(1) |
60–92 % |
|
Однофазное замыкание на землю — З(1) |
60–92 % |
Другие ненормальные режимы работы
В сетях, не имеющих непосредственного заземления нейтрали (изолированная, компенсированная или резистивно заземленная нейтраль) могут возникать только трехфазные и двухфазные короткие замыкания.
В упомянутых выше сетях (без заземления нейтрали) при электрическом контакте любой из трех фаз с землей возникают однофазные замыкания на землю (ОЗЗ), которые относятся к ненормальным режимам работы (не являются короткими), так как в режиме работы сети при однофазном замыкании на землю сеть (в классическом случае) не отключается устройствами релейной защиты и продолжает работать. В этом случае напряжения на здоровых фазах возрастают до линейных значений. Допустимые значения емкостных токов при однофазном замыкании на землю для сетей с различными классами напряжений приведены в таблице 2.
Таблица 2
Допустимые значения емкостного тока при однофазном замыкании на землю
|
Класс напряжения, кВ |
Допустимое значение емкостного ток, А |
|
3–6 |
30 |
|
10 |
20 |
|
15–20 |
15 |
|
35 |
10 |
|
Генераторные цепи |
5 |
|
ЛЭП на ж/б опорах |
10 |
Именно этот режим работы в настоящее время вызывает живой интерес, так как на данный момент еще никому не удалось создать универсальную селективную защиту от однофазных замыканий на землю, поэтому актуальность и перспективность создания такой защиты не вызывает сомнений.
Кроме всего вышеперечисленного следует выделить режим перегрузки как одну из разновидностей ненормальных режимов работы. К ним относятся: перегрузка оборудования при превышении номинального значения тока, перегрузка оборудования при превышении номинального значения напряжения. При превышении номинального значения тока возникает повышенный износ изоляции, что приводит к ее повреждению. При превышении напряжения выше номинального значения уменьшается срок службы электрооборудования и увеличивается вероятность возникновения аварий.
В заключение приведем таблицу с режимами работ нейтралей СЭС и видами замыканий, которые могут возникнуть в каждом конкретном случае.
Таблица 3
Виды замыканий всистемах электроснабжения
|
Вид замыкания или повреждения |
|
|
|
Трехфазное — К(3) |
+ |
+ |
|
Двухфазное — К(2) |
+ |
+ |
|
Двухфазное на землю — К(1.1) |
+ |
|
|
Однофазное — К(1) |
+ |
|
|
Однофазное замыкание на землю — З(1) |
+ |
трехфазные цепи
Данная статья про аварийные режимы работы электросети подтверждают значимость применения современных методик для изучения данных проблем. Надеюсь, что теперь ты понял что такое аварийные режимы работы электросети, нормальный режим электрических сетей , аварийный режим электрических сетей летний режим электрических сетей, зимний режим электрических сетей, виды коротких замыканий, перетоки реактивной электрической энергии и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то не стесняйся, пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории Электротехника, Схемотехника, Аналоговые устройства
Комментарии
Оставить комментарий
Электротехника, Схемотехника, Аналоговые устройства
Термины: Электротехника, Схемотехника, Аналоговые устройства