Краткие теоретические сведения. МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Институт – ЭНИН

Направление – Электроэнергетика

Кафедра – ЭЭС

Исследование режима трехфазного короткого замыкания

В простейшей цепи.

Отчет по лабораторной работе № 1

по курсу «Электромагнитные переходные процессы»

Выполнил студент гр. 5А0А ______ Я.Д. Бельский

^{Подпись Дата}

Проверил доцент кафедры ЭСИЭ ________ _______ Т.Е. Хохлова

^{должность Подпись Дата И.О. Фамилия}

Томск – 2013

Цель работы:исследовать влияние режима, предшествующего короткому замыканию (КЗ), и момента возникновения КЗ на слагаемые тока КЗ.

Краткие теоретические сведения

Исследование переходного режима ведется на базе схемы рис.1, состоящей из активно-индуктивных сопротивлений , и источника неограниченной мощности. Указанный источник характеризуется неизменным напряжением в любых режимах внешней сети (нормальном или аварийном) и сопротивлением . Отсутствие в схеме емкостей исключает возникновение колебательных контуров и упрощает анализ переходного процесса.

Рис. 1. Принципиальная схема исследуемой цепи.

В рассматриваемой схеме закон изменения тока 3-х фазного КЗ в точке К в функции времени (t) описывается выражением [1,2]

,

(1)

где - индекс фазы;

- начальное

(2)

Значение апериодической слагаемой тока КЗ (вычисляется для t=0), представляет собой разность мгновенных значений периодической слагаемой тока нормального режима и периодической слагаемой тока КЗ.

- амплитуда тока нагрузочного режима, предшествующего режиму КЗ;

- амплитуда фазного напряжения источника питания;

- комплексное сопротивление цепи нормального режима в соответствии со схемой рис.1;

- амплитуда периодической слагаемой тока КЗ;

- комплексное сопротивление цепи в режиме КЗ;

- угол сдвига напряжений фаз В и С относительно фазы А; ( для фазы В и для фазы С);

- постоянная времени затухания апериодической слагаемой определяется параметрами схемы ( и ) в режиме КЗ;

- угловая скорость трехфазной системы напряжений (токов);

- угол, определяющий положение вектора напряжения фазы А при t=0 «фаза включения».

Для принятых условий амплитуда периодической слагаемой тока КЗ остается неизменной и определяется величиной напряжения и удаленностью КЗ.

Апериодическая слагаемая существенно зависит от двух факторов:

· режима предшествующего КЗ ( );

· момента возникновения КЗ (значения угла ).

Апериодическая составляющая является криволинейной осью симметрии полного тока КЗ. В трехфазной сети апериодическая слагаемая по фазам индивидуальна, при этом возможны условия, когда в одной из фаз она вообще отсутствует. Таким образом, апериодический ток существенно влияет на полный ток КЗ. Скорость затухания апериодического тока определяется его постоянной времени . Существует несколько способов косвенного определения .

1. Подкасательная к любой точке экспоненты (рис. 2) в принятом для оси времени масштабе дает значение постоянной времени . Для большей точности точку, в которой проводят касательную, нужно брать в начальной (более крутой) части кривой.

2. Отрезок на оси времени, при котором отношение токов, соответствующие его началу и концу, составляет 2,720, равен постоянной времени (рис. 2).

Для практических расчетов важным является режим и условия, при которых мгновенное значение полного тока КЗ (пик тока) достигает максимального значения ( ), которое называют ударным током короткого замыкания. Как известно [1,2], для активно-индуктивной цепи это достигается при следующих условиях:

· до КЗ цепь была ненагруженной (режим ХХ, );

· в момент КЗ угол или 180 (имея в виду фазу А).

Как видно из (2), при этих условиях начальное значение апериодической слагаемой несколько меньше своего максимально возможного значения, равного , а время возникновения ударного тока зависит от , что создает определенные неудобства в расчете по (1).

При отсутствии предшествующего тока начальное значение апериодической слагаемой (2) достигает максимума при . Для цепей с преобладающей индуктивностью , поэтому условие возникновения наибольшей апериодической слагающей

Рис. 2. Графическое определение затухающей экспоненты

и условие, при котором достигается максимум мгновенного значения полного тока, очень близки друг к другу. Поэтому в практических расчетах находят при наибольшем значении периодической слагаемой, т.е. при и времени 0,01 с после возникновения КЗ:

,

(3)

где - ударный коэффициент;

- действующее значение периодической составляющей тока КЗ.

Исходные данные:

НАПРЯЖЕНИЕ U= 110 кв;

ДЛИНА ЛИНИИ L= 28 км;

ФАЗА ВКЛЮЧЕНИЯ α= 45 град;

Результаты экспериментов:

Таблица1

Поиск по сайту: