Ударный ток короткого замыкания

Для проверки аппаратов и шинных конструкций на электродинамическую стойкость необходимо вычислять ударный ток короткого замыкания (). Он представляет максимальное мгновенное значение полного тока короткого замыкания. Расчетное выражение для указанной характеристики тока обычно находят для условий отсутствия тока в предшествующем режиме и наибольшем значении апериодической составляющей.

На рис. 4.1 представлена волновая диаграмма токов, отражающая периодическую и апериодическую слагаемые в переходном режиме.

Рис. 4.1. Осциллограмма тока КЗ для расчета ударного тока

При её построении считалось, что до КЗ схема находилась в режиме холостого хода и в момент возникновения КЗ периодическая слагаемая имела амплитудное значение (отрицательный максимум). Это наиболее тяжёлые условия режима КЗ, при котором начальное значение апериодической слагаемой тока КЗ достигает своего максимального значения, равного амплитуде периодической слагаемой, т.е. . Из рис.4.1 следует, что ударный ток наступает спустя пол периода (T /2=0.01с) после возникновения короткого замыкания, и равен сумме амплитудного значения периодической и величине апериодического тока для времени t =0.01с.

Для таких источников питания как «электроэнергетическая система», синхронный генератор, синхронный двигатель периодическая слагаемая тока КЗ на интервале остается неизменной и равной своему значению при .

Для таких источников ударный ток определяется по выражению:

, (4.5)

в котором – ударный коэффициент рассчитывается по формуле:

и . (4.6)

В этих выражениях:

– действующее значение периодической слагаемой тока трехфазного КЗ для ;

– постоянная времени затухания апериодической слагаемой тока КЗ выражается в секундах и определяется параметрами цепи КЗ;

, – активное и реактивное сопротивления цепи КЗ;

– угловая синхронная скорость.

Для упрощения расчетов ударного коэффициента () можно по параметрам цепи КЗ определить отношение и обратиться к графику рис.4.2.

Величина ударного коэффициента зависит от постоянной времени и находится в пределах . Чем больше величина активного сопротивления цепи короткого замыкания, тем быстрее затухает апериодический ток и тем, соответственно меньше ударный коэффициент.

Асинхронный двигатель не имеет обмотки возбуждения, в силу чего периодическая слагаемая тока КЗ затухает достаточно быстро. Её затухание происходит с переходной постоянной времени , которая определяется активным и реактивным сопротивлениями ротора с учетом воздействия на них параметров цепи статора в переходном режиме.

Рис. 4.2. Графическая зависимость ударного коэффициента () от

Постоянная времени затухания периодической () и апериодической () слагаемых весьма близки друг к другу, что практически позволяет их принимать равными. С учетом сказанного ударный коэффициент для асинхронного двигателя следует рассчитывать по выражению:

. (4.7)

При использовании для расчета асинхронного двигателя графической зависимости , изображенной на рис. 4.2, следует по параметру на графике определить и далее воспользоваться выражением:

. (4.8)

К узлу короткого замыкания могут примыкать несколько независимых источников питания. При учете для каждого источника () индивидуального ударного коэффициента результирующий ударный ток () представляется суммой ударных токов независимых источников

. (4.9)

Дата добавления: 2014-11-25