Дуга постоянного тока

Дуга представляет собой нелинейное сопротивление. Зависимость напряжения дуги от тока при очень медленном изменении последнего представляет собой статическую характеристику дуги. Для дуги постоянного тока эта характеристика имеет спадающий характер (рис. 5.3), что объясняется весьма быстрым ростом проводимости дугового промежутка при увеличении тока и температуры канала дуги.

Рисунок 5.13 – Токи и напряжения в цепи при гашении дуги постоянного тока: Uпр1 – Uпр3 – восстанавливающаяся электрическая прочность дугового промежутка после погасания дуги

5.7 Шунтирование дугового промежутка активным сопротивлением

Частота свободных колебаний в такой цепи будет ниже, чем при отсутствии шунтирующего активного сопротивления:

Если активное сопротивление равно бесконечности, колебательный процесс будет незатухающим. При уменьшении r затухание будет усиливаться, пока процесс не станет апериодическим. Это произойдет, когда подкоренное выражение станет отрицательным. Условие апериодического характера процесса в цепи

, откуда .

Апериодический процесс будет описываться уравнением

, где и процесс будет иметь вид:

Рисунок 5.16 – Увеличение затухания и превращение процесса в апериодический при уменьшении значения шунтирующего сопротивления

При апериодическом процессе СВН будет равно:

(5.3)

Определим отношение СВН при колебательном процессе к СВН при апериодическом:

Следовательно, СВН при апериодическом процессе меньше.

(8.2)

или . (8.3)

При определении угловой погрешности в радианах, угол δ ввиду малости (δ<1º) можно принять равным его синусу. Тогда

. (8.4)

Зависимость погрешности от первичного тока İ₁ - можно проследить с помощью кривой намагничивания сердечника B=f(H) (рис.8.3).

При заданной нагрузке индукция B пропорциональнаI₁, а напряженность магнитного поля H ≡ I₀. При некотором токе I₁ погрешность пропорциональна тангенсу угла β секущей. Как видно, наименьшая погрешность имеет место в точке m при амплитудном значении индукции 0.6 – 0.8 Тл. Поскольку индукция, соответствующая номинальному первичному току, намного меньше этого значения, то наименьшие погрешности возникают при первичном токе, превышающем номинальный в несколько раз. В области еще больших токов, которые имеют место при КЗ, сердечник насыщается и погрешности увеличиваются. Таким образом, кривые погрешностей имеют U-образную форму.

Рисунок 8.3 – Магнитная характеристика стали и зависимость токовой и угловой погрешности от первичного тока и нагрузки

Зависимость погрешности от нагрузки. Наименьшая погрешность имеет место при замкнутой накоротко вторичной обмотке (нагрузка равна 0). При этом ток намагничивания наименьший. При увеличении нагрузки возрастает E'₂, а, следовательно, индукция и намагничивающий ток. Рост I₀ приводит к возрастанию погрешности. В пределе, при разомкнутой вторичной обмотке (нагрузка равна бесконечности), результирующая м.д.с. F₀ =F₁- F₂ становится равной F₁ (F₂=0), то есть резко возрастает! Магнитная индукция увеличивается до 1.4 – 1.6 Тл (в номинальном режиме ≈ 0.1 Тл). Вследствие насыщения кривая B становится трапециевидной, а кривая E₂ – островершинной. Пики напряжения могут достигать нескольких киловольт, что представляет опасность для персонала и для изоляции трансформатора.

Рисунок 8.4 – Осциллограмма магнитной индукции и ЭДС e₂ при разомкнутой вторичной обмотке

Увеличение индуктивной нагрузки относительно активной приводит к увеличению угла α и, в соответствии с выражениями (8.3 и 8.4), токовая погрешность увеличивается, а угловая – уменьшается.

Рисунок 8.5 – Токовая погрешность ТТ в зависимости от первичного тока

1 – без витковой коррекции; 2 – с витковой коррекцией; 3 – нормированные пределы токовой погрешности для ТТ класса точности 0.5

Дата добавления: 2014-01-07