Дуговой разряд как причина аварийных режимов в электроэнергетике.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Анализ статистики свидетельствует, что среди всех аварийных режимов работы электрических сетей именно короткое замыкание (КЗ) создает наибольшую вероятность возникновения пожара. При этом установлено, что наиболее пожароопасными видом электротехнических устройств являются электропроводки. В основном, такое положение является следствием того, что обычные меры электрической защиты не учитывают пережигающего действия электрической дуги короткого замыкания, при возникновении которой время развития пожароопасной ситуации много меньше времени срабатывания электрической защиты. Разработка рекомендаций по эксплуатации электроприборов, учитывающих фактор дугового короткого замыкания, создание новых средств защиты и диагностики аварийных режимов и посл ...

СОДЕРЖАНИЕ
1. ВВЕДЕНИЕ 2
2. АВАРИЙНЫЕ РЕЖИМЫ 3
3. ХАРАКТЕРИСТИКА АВАРИЙНЫХ РЕЖИМОВ, СОПРОВОЖДАЮЩИХСЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ДУГОЙ 5
4. ХАРАКТЕРИСТИКИ ПЛАЗМЕННОГО СТОЛБА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ДУГИ КЗ 7
5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ 10
6. ЛИТЕРАТУРА 11

ВВЕДЕНИЕ
В последние годы существенно возрос уровень сложности силовых электронныхустройств, применяемых в системах генерированияи распределения электрической энергии. Переходные процессы в элементах распределительной сети СЭС часто сопровождаются отклонениями параметров электроэнергии от допустимых значений параметров нормальных эксплуатационных режимов. Возникшие анормальные режимы приводят к увеличению тока, понижению напряжения, отклонению частоты. Наиболее частым анормальным режимом является перегрузка оборудования, вызванная увеличением тока сверх номинального значения. Часто такие явления проходят с появлением дугового разряда. Поэтому тема данной работы является актуальной.

При замыкании в зоне защиты критическим является режим, сопровождающийся минимально возможными токами. В общем случае этот режим характеризуется питанием точки возникновения КЗ от одного источника энергии при дуговом замыкании с большим остаточным напряжением. При этом в частном случае учитывается возможность работы нагрузки в двигательном режиме, что предполагает «отсос» энергии в случае возникновения внутреннего КЗ. Другим критическим состоянием распределительной сети является режим трехфазного металлического КЗ с наибольшей апериодической составляющей тока, ниже называемый максимальным режимом. При возникновении такого режима устройства защиты не должны срабатывать при КЗ вне защищаемой зоны, как не должны тормозиться или блокироваться при внутренних замыканиях.Величину тока дугового КЗ Iдуги принято оценивать по отношению к расчетному току металлического замыкания Iрасч коэффициентом ограничения: когр = Iдуги/ IрасчВеличина коэффициента ограничения может определяться сопротивлением цепи до места повреждения zц и непосредственно сопротивлением дуги Rдуги :В сетях переменного тока напряжением до 1000 В значение сопротивления Rдуги может иметь величины, соизмеримые с сопротивлением zц. При этом коэффициент ограничения может достигать значений когр ≈ 0,5. По полученным значениям когр можно произвести оценку величины коэффициента чувствительности устройств защиты для сети переменного тока: кч = 1/когр ≈ 1,5..2Приведенные результаты по токоограничивающему действию электрической дуги повреждения в сети переменного тока относятся к условиям горения дуги в воздухе на медных шинопроводах. Эти условия являются наиболее вероятными при возникновении КЗ и должны быть определяющими при оценке чувствительности устройств защиты. Однако следует учитывать токоограничивающее действие дуги повреждения при горении у поверхности изоляции, обугливающейся под действием высокой температуры. Изолирующие материалы не достаточно стойки к термическому воздействию дуги КЗ, легко обугливаются и образуют тем самым, так называемые, токопроводящие мостики. При этом величина тока КЗ может принимать любые значения из диапазона величин, границы которого соответствуют открытой дуге и токам утечки по токопроводящим обугленным мостикам. Указанные явления характерны в большей степени для сетей постоянного тока, в которых условия для возникновения и горения дуги при КЗ более благоприятны. При наиболее вероятных повреждениях сети, когда дуговому замыканию предшествует металлическое замыкание, желательно иметь время распознавания режима КЗ меньше времени перегорания металлической закоротки, т.е. выявлять КЗ до возникновения дуги. В этом случае информация о режиме сети является наиболее достоверной и защиты могут обладать максимальной чувствительностью.ХАРАКТЕРИСТИКИ ПЛАЗМЕННОГО СТОЛБА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ДУГИ КЗВ распределительных сетях постоянного тока автономных ЭЭС находит применение плазмоконтактная ащита, принцип действия которой основан на взаимодействии специальных датчиков непосредственно с плазмой дуги КЗ. Для применения аналогичной по принципу действия защиты в сети переменного тока необходимы дополнительные исследования. При этом возникает ряд вопросов, основными из которых являются: определение величины токоограничения при дуговом КЗ по отношению к току металлического замыкания или расчетному току; оценка устойчивости горения дуги, исследования объема, проводимости и скорости перемещения по токопроводам плазменного столба дуги. Приведенные результаты по токоограничению тока дугового КЗ по отношению к расчетному току металлического замыкания получены в предположении равенства единице коэффициента мощности участка сети, ограниченного местом возникновения дуги. Однако данные, приведенные в литературе, свидетельствуют, что токоограничение меняется в зависимости от величины коэффициента мощности дугового КЗ.Если рассмотреть контур, включающий соединенные последовательно генератор переменного напряжения, токоограничивающие активное сопротивление R и индуктивность L, дугу с параметрами: ток Iд и напряжение Uд дуги, сопротивление дуги Rд, то характеристическое уравнение такого контура при постоянной времени дуги Тд имеет вид:,корни которого.Исследование на устойчивость по критерию Гурвица независимо от других параметров контура (L и Тд) дает, что дуга устойчива при R > Rд. Это означает, что при устойчивом горении дуги ее сопротивление не может быть больше активного сопротивления контура КЗ, из чего следует График зависимости Iдmin / IКЗмет от величины cosφКЗ приведен ниже:При cosφКЗ = 1 ток дуги приблизительно в два раза меньше тока металлического КЗ. Тем не менее, с учетом того, что устойчивость горения дуги зависит от многих факторов, возможно большее токоограничение.