Короткие замыкания в СЭЭС постоянного тока

Начиная исследование переходных процессов в генераторе постоянного тока, можно исходить из следующих уравнений:

; ,

(226)

где i_а > i_в – токи якоря и возбуждения;

r_а, r_в– сопротивления в цепи якоря и возбуждения;

L_a, L_в– индуктивности в цепи якоря и возбуждения;

М_а–в, М_в–a– взаимная индукция между обмотками якоря и возбуждения, зависящая от тока;

е_г – ЭДС якоря;

U_вн – падение напряжения во внешней цепи при КЗ.

Так как указанные выражения являются нелинейными с переменными коэффициентами, изменяющими параметрами генератора и сети, расчет токов КЗ производят по более простой приближенной методике. При этом принимают e_гпостоянной и равной номинальному значению. Ошибку, связанную с указанным допущением, можно уменьшить, если в расчете принять не реальные, а фиктивные значения сопротивлений генератора r_{ф г} и двигателя r_{ф д}. Принимается, что ток КЗ генератора равен 10 I_ном, тогда

.

(227)

В случае КЗ в сети ЭДС электродвигателей становится больше напряжения генератора и электродвигатели переходят в генераторный режим, подпитывая точку КЗ. При учете этого явления принимают следующие допущения:

для двигателей мощностью до 10 кВт ток I_{д mах} ≈ 4I_{д ном};

для двигателей мощностью от 10 до 100 кВт ток I_{д mах} ≈ 6I_{д ном};

для двигателей мощностью свыше 100 кВт ток I_{д mах} ≈ 8I_{д ном};

ЭДС двигателей Е_дпринимают равной ЭДС генераторов и напряжению сети E_{г ном} ≈ E_д ≈ U_ном.

Расчет токов КЗ в СЭЭС постоянного тока производят по следующей методике: составляют расчетную схему с указанием мощности генераторов и эквивалентного двигателя, длины сечения кабелей и расчетных точек КЗ (рис. 211, а), составляют схему замещения, преобразованную к простейшему виду (рис. 211, б).

Рис. 211. Схемы для расчета токов КЗ

в СЭЭС постоянного тока

Если расчетная схема содержит несколько генераторов, все они приводятся к одному генератору параллельным сложением каждой генераторной ветви. Затем необходимо с сопротивлением R_{ф г} сложить последовательно включенное сопротивление R. К полученному сопротивлению прибавляют параллельно включенное сопротивление R_{ф г}. Затем к общему сопротивлению прибавляют R_кз.Результирующее сопротивление

.

(228)

Максимальное значение тока КЗ

.

(229)

Необходимо заметить, что если в системе имеется гребной электродвигатель, определяется ток подпитки только от этого электродвигателя.

Если в СЭЭС используется аккумуляторная батарея (источник электроэнергии), то ударный ток

.

(230)

где E_{а б} = ne – ЭДС аккумуляторной батареи (здесь е₁– ЭДС одного аккумулятора; п – число последовательно соединенных элементов в группе аккумуляторов);

ΣR – суммарное сопротивление внешней цепи;

U_д – напряжение дуги.

Сопротние аккумуляторной батареи

,

где т – число групп аккумуляторов, соединенных параллельно;

r_вн1 – внутреннее сопротивление одного аккумулятора;

r_мэ– сопротивление одного межэлементного соединения.

Значения е₁, r_вн1, r_мэнаходят в справочниках. Наибольшие токи КЗ от аккумуляторной батареи получаются, когда АБ полностью заряжена.