- •«Дальневосточный федеральный университет»
- •Конспекты лекций
- •140400.62 – Электроэнергетика и электротехника»
- •Раздел 1. Расчетные схемы и схемы замещения. Параметры элементов расчетных схем
- •Раздел 2. Переходный процесс при коротком замыкании в простейшей трехфазной цепи
- •Раздел 3. Трехфазное короткое замыкание
- •3.1 Начальный момент внезапного нарушения режима см без демпферных обмоток
- •3.2 Переходная эдс и переходное сопротивление см
- •3.4 Практический расчет трехфазного кз
- •3.3 Сверхпереходные эдс и сопротивления см
- •Раздел 4. Несимметричные короткие замыкания
- •4.1 Основные уравнения
- •4.2 Параметры элементов для токов обратной и нудевой последовательностей
- •4.3 Схемы замещения отдельных последовательностей
- •Раздел 5. Замыкания в распределительных сетях и системах электроснабжения
- •5.1 Простое замыкание на землю
- •5.2 Короткие замыкания в электроустановках напряжением до 1000 в
Раздел 2. Переходный процесс при коротком замыкании в простейшей трехфазной цепи
Простейшей
трехфазной цепью называют симметричную
трехфазную цепь с сосредоточенными
параметрами без трансформаторных
связей, питающуюся от источника
бесконечной мощности.
Векторная диаграмма для начального момента короткого замыкания
Векторы
характеризуют предшествующий режим.
Вертикальtt
является неподвижной осью времени.
Мгновенные значения токов и напряжений
являются проекциями на эту ось
соответствующих векторов. Момент
возникновения короткого замыкания
характеризуется фазой включения. Фаза
включения
- угол между вектором напряжения фазы
А и горизонталью.
При КЗ участок с r1 и L1 оказывается зашунтированным коротким замыканием, и ток в нем будет существовать до тех пор, пока запасенная в индуктивности энергия не перейдет в тепло, поглощаемое в активном сопротивлении. Дифференциальное уравнение равновесия в каждой фазе:
Его
решение
,
где
–
постоянная времени затухания свободного
апериодического тока.
На
участке, присоединенном к источнику
питания, уравнение равновесия для фазы
А:
В
симметричном режиме


-
результирующая индуктивность фазы с
учетом влияния двух других фаз. Решение
уравнения:

zк
– полное сопротивление цепи короткого
замыкания; к
– угол сдвига тока в этой цепи; Та
– постоянная времени цепи короткого
замыкания
Полный ток короткого замыкания состоит из двух составляющих:
- периодическая – принужденный ток с постоянной амплитудой;
- апериодическая – свободный ток, затухающий по экспоненте.
Осциллограммы токов при коротком замыкании
в простейшей трехфазной цепи
Начальные
условия i0 = iп0 + iа0. Отсюда
начальное значение апериодической
составляющей

Ток
iа0
можно рассматривать как проекцию вектора

на
линию времени. Величина апериодической
составляющей определяется фазой
включения и предшествующим режимом.
При отсутствии предшествующего тока в
рассматриваемой цепи ее наибольшее
значение достигается, если в момент
короткого замыкания периодическая
составляющая проходит свой положительный
или отрицательный максимум.
При Im = 0 полный ток короткого замыкания

Условия максимума:

Из
решения этих уравнений следует, что
максимум полного тока имеет место при
т.е.
при
= 0.
Максимальное мгновенное значение полного тока короткого замыкания называется ударным током.
В
цепях с преобладающей индуктивностью
(к
90)
условия наибольшего значения апериодической
составляющей и максимума полного тока
практически совпадают:
Эти условия являются расчетными для определения ударного тока.
Осциллограммы
тока для определения ударного тока. 
Ударный
ток

называется
ударным коэффициентом. Его величина
находится в пределах

приr
=
0 и
приL
= 0.
Действующее
значение тока в произвольный момент
переходного процесса определяется как
среднеквадратичное значение за один
период Т,
в середине которого находится
рассматриваемый момент

Для
упрощения принимают, что амплитуда
периодической и апериодическая
составляющая остаются неизменными и
равными их значениям в момент времени
t.

Амплитуду периодической составляющей определяют по огибающей.
Действующее значение
-периодической
составляющей -

-
апериодической составляющей -

-
полного тока -

