1.Початковий період к.З. .

2.Складові струму початкового періоду.

3.Характеристика перехідного процесу к.З.

Література:

1.Будзко И.А., Зуль Н.М. «Электроснабжение сельского хозяйства « - М.: Агропромиздат, 1990 – 496 с.

2.Электроснабжение сельского хазяйства. Притака И.П. – 2-е изд., перераб. и доп. – К.: Вища школа . Головное изд-во, 1983. – 343 с. – Укр.

3.Практикум по электроснабжению сельского хозяйства /Под ред.И.А.Будзко.- М.:Колос, 1982. – 319 с.

При включенні на постійну напругу змінного струму електричного кола ,яке складається з послідовно з’єднаних активного опору r і індуктивного з коефіцієнтом самоіндукції L :

, ( 1 )

де i, u – миттєве значення струму і напруги,

t – час з моменту включення кола на напругу.

Рішення цього рівняння дає можливість визначити струм в колі , який і являється струмом короткого замикання :

,( 2 )

де - максимальне значення прикладеної до кола синусоїдальної напруги;

z – опір кола,

- частота змінного струму;

- кут фази включення кола на напругу u;

- кут зсуву між струмом к.з. і напругою u;

К – постійна, яка визначається із початкових умов;

е - основа натуральних логарифмів ;

- максимальне значення періодичної складової струму к.з.

Із формули видно, що струм складається з двох частин :

- періодичної синусоїдальної складової ( вимушена ) з постійною амплітудою і частотою 50 Гц;

- аперіодичної ( вільної ) затухаючої експоненціальної складової

1. Усталений режим к.з. починається після затухання вільної складової (аперіодичної) і повністю визначається струмом періодичної (вимушеної) складової .

2. Аперіодична складова може бути відсутня в однієї з фаз.

Нормальний режим

Рисунок1 - Осцилограми струмів в окремих фазах при трифазному к.з для

випадку, коли в одній із фаз (фаза С) не виникає аперіодична складова струму.

Для визначення К розглянемо рівняння в момент часу t=0.

( 3 )

де - струм навантаження до к.з. при t=0.

( 4 )

З іншого боку відношення є постійна часу експоненціальної кривої аперіодичної складової струму к.з.

, ( 5 )

Кінцеве рівняння для миттєвого значення струму к.з.:

( 6 )

В початковий період к.з. нам необхідно знати найбільш можливе значення струму к.з. , тобто умови , при яких аперіодична складова буде максимальною. Із рівняння ( 4 ) слідує, що аперіодична складова дорівнює абсолютному значенню періодичної складової тільки при =0, тоді

.

Якщо в мережі є струм навантаження, зменшується на значення цього струму .Значить, одною з умов отримання найбільш можливого для даної схеми струму к.з.в початковий період буде відсутність навантаження в колі , яке замикається.

Найбільше значення періодичної складової при t=0

Для це справедливе рівняння, якщо к.з. відбулося при проходження напруги через нуль, тобто при куті .

В цьому випадку струм к.з. в момент t=0

Рисунок 2 – Умови утворення найбільшого значення періодичної складової струму к.з. в початковий момент короткого замикання.

В цьому випадку струм к.з. в момент t=0

.

Перехідний процес (аперіодична складова)

Усталений режим( пер.)

Рисунок 3 – Осцилограма повного струму к.з. і його періодичної і аперіодичної складових при найбільшій величині аперіодичної складової.

Крива періодичної складової представляє з себе синусоїду з,

Так як прикладену напругу прийнято постійною;

( попередня лекція ).

Найбільше миттєве значення струму к.з. за період к.з., яке називається ударним струмом , спостерігається через півперіоду після замикання , тобто при t = 0,01 с.

Тоді з рівняння ( 6 )

Ударний коефіцієнт К_у показує, наскільки ударний струм більше максимального значення періодичної складової. Значення ударного коефіцієнту залежить тільки від значення постійної часу Т_а.

Т_а залежить від співвідношення коефіцієнта самоіндукції L і активному опору r електричного кола, яке розглядаємо. Чим менше Т_а, тим швидше затухає аперіодична складова і тим менше К_у.

Рисунок 4– Залежність ударного коефіцієнта від постійної часу Т_а

При к.з. на шинах нижчої напруги підстанції з вищою напругою U =110 кВ і більше К_у =1,8.

При к.з. на шинах 35 і 10 кВ К_у =1,5.

При к.з. на шинах 10 і 0,4 кВ К_у =1.

Для практичних розрахунків нас цікавить найбільше діюче значення струму к.з. Іу.

,

де Іп – діюче значення періодичної складової струму к.з.

Якщо ударний коефіцієнт змінюється в межах , то

є

Враховуючи ,що, деI_п–діюче значення струму в початковий моментк.з., величину ударногоструму можна визначити як

.

К_уможе змінюватисьвмежах 1...2експоненціально.

Всі розрахунки приведені вище відносились до випадку , коли напруга U живлення в процесі к.з. незмінна. Це справедливо для сільських мереж.

Якщо ж к.з. відбулось недалеко від електростанції, то в наслідок впливіу струму к.з. на синхронний генератор і реакції його обмоток напругa U на його зажимах в процесі к.з. буде змінюватись.

Лекція № 3:Методи розрахунку процесу короткого замикання.