2.1. Постановка задачи

Если рассматривать идеализированную цепь постоянного тока, содержащую только активные сопротивления, то переходной процесс в такой цепи протекает мгновенно (рис.2-1.а). Реальная цепь содержит элементы, способные накапливать электромагнитную энергию, и при коротком замыкании происходит перераспределение энергии, в результате которого мгновенное значение тока переходного процесса может превышать установившееся значение (рис.2-1.б).

а) б)

Рис. 2-1. Простейшая цепь постоянного тока

Так как возникающие электромагнитные усилия пропорциональны квадрату мгновенного значения тока, то появляется необходимость определения не только установившегося значения тока, но и тока в процессе перехода от начального до установившегося значений.

2.2. Трехфазное короткое замыкание в неразветвленной цепи

а)

б) в)

Рис. 2-2. Простейшая трехфазная электрическая цепь при коротком

замыкании

а) схема цепи;

б) векторная диаграмма начального момента

трехфазного короткого замыкания ;

в) осцилограмма тока в фазе С при трехфазном

коротком замыкании .

В участке цепи, который присоединен к источнику помимо свободного тока будет принужденный ток, (Iп), который определится решением дифференциального уравнения для каждой фазы

, (2-1)

; (2-2)

Zк - полное сопротивление присоединенного к источнику участка цепи ;

- фаза включения ;

- угол сдвига тока ;

[сек] - постоянная времени цепи короткого замыкания.

По (2-2) ток в фазе представляет собой сумму периодической слагающей (принужденный ток) и апериодической слагающей (свободный ток). Начальное значение апериодической слагающей определится из начальных условий и в зависимости от фазы включения предшествующего тока цепи может изменяться от максимума до 0.

Существенно важным является определение условий максимума мгновенного значения полного тока, или ударного тока короткого замыкания .

В практических расчетах его обычно находят при наибольшем значении апериодической составляющей приблизительно через 0,5 периода, f=50 Гц - 0,01сек.

; (2-3)

- ударный коэффициент ;

. (2-4)

Реально в цепях высокого напряжения k и простейшим средством ограничения ударного тока может явиться так называемая “кабельная вставка” в сети, которая приводит к уменьшению L .

Глава третья

Синхронная машина в начальный момент переходного процесса

3.1. Основные положения

В отличие от идеализированной цепи переменного тока с источником неизменного напряжения в цепи, питаемой от реальной синхронной машины, необходимо учитывать изменения, происходящие в машине при переходном процессе.

Все расчеты резко упрощаются, если удается определить те параметры и характеристики синхронной машины, которые остаются постоянными, как в нормальном режиме, так и в начальный момент переходного режима.

Поскольку индуктивности цепи исключают внезапное изменение тока, то значение его сохраняется таким же, как и в предшествующем режиме. Тем не менее в новых условиях он состоит из новых слагающих. Рассматривая задачу лишь для граничной точки начала режима мы можем представить синхронную машину, как трансформатор. В этом случае определяющим для процесса является постоянство магнитного потока сцепленного с ротором.