Принимая, что при к.з. ток в вентиле синусоидальный с амплитудой

( ), найдем величину среднего тока в вентиле в течение одного периода питающего напряжения

, (5.23)

где - угол, дополняющий угол управления до .

Для трехфазной мостовой схемы выпрямления , так как в ней шесть вентилей проводят ток попарно-последовательно, следовательно,

. (5.24)

В схеме выпрямления две обратные звезды с уравнительным реактором , так как все вентили включены параллельно, следовательно

. (5.25)

Если учесть активные сопротивления цепи коммутации, то можно записать

; (5.24, а)

. (5.25, а)

Установившийся ток к.з. на стороне выпрямленного тока имеет волнистую форму. При этом аплитудное значение этого тока

. (5.26)

В переходный период максимальное значение тока к.з. существенно превышает установившееся значение за счет присутствия в анодных токах составляющих свободного режима и равно:

(5.27)

Рис.5.6.

6. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА УРОВНЕЙ ТОКОВ

КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ В СИСТЕМАХ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

6.1. Общие замечания

Основными источниками электроснабжения промышленных предприятий являются сети электроэнергетических систем (ЭЭС).

Тенденция увеличения числа и мощности источников электрической энергии в энергетических системах, приближение источников питания к потребителям, увеличение числа и единичной мощности синхронных и асинхронных двигателей в узлах нагрузки обусловливает одновременно повышение уровней мощности и токов к.з. на шинах понижающих подстан-

ций и в распределительных сетях систем электроснабжения (СЭС).

Все это обусловливает предъявление повышенных требований в отноше-

нии функционирования коммутационной аппаратуры, релейной защиты, системной автоматики, а также электродинамической и термической стойкости элементов СЭС.

Ниже приводятся основные факторы, влияющие на специфику рассматри-

ваемой проблемы.

6.2.Оценка качества электромагнитных переходных процессов

Качество электромагнитных переходных процессов характеризуют качественными и количественными показателями, суть которых определя-

ется следующими свойствами, характеристиками и последствиями:

1. По длительности переходного процесса – интервале времени ( ), в тече-

ние которого СЭС переходит из одного устойчивого состояния работы в другое установившееся состояние.

Для апериодических процессов

, (6.1)

если воспользоваться понятием эквивалентной постоянной времени электрической сети.

2. По характеру переходного процесса, который оценивают по изменению тока во времени.

Характер переходного процесса может быть апериодическим, колеба-

тельным с неизменной или апериодической амплитудой и монотонным.

При расчете к.з. используют качественную оценку характера переходного процесса по амплитуде.

По размагничивающему действию реакции статора генераторов при про-

текании тока к.з. источники питания условно подразделяют на источники неограниченной и ограниченной мощностей, что определяется их электри-ческой удаленностью от места к.з.

Количественными оценками характера переходного процесса являются коэффициент затухания периодической составляющей

; (6.2)

и коэффициент затухания апериодической составляющей тока к.з.

. (6.3)

3. По опасности последствий для оборудования СЭС рзличают:

Электродинамическую стойкость элементов СЭС (проверяется по ударному току при ).

Термическую стойкость (оценивается по наибольшему тепловому импульсу тока при или )

. (6.4)

4. По существенности влияния параметров аварийного переходного

процесса на нормальные режимы СЭС и ее элементов

Оценка этого влияния отражает зависимости показателей качества элек-

трической энергии (см.ГОСТ 13109-89) у электроприемников от уровня мощности к.з.:

- (6.5)

коэффициент несинусоидальности( согласно ГОСТ 13109-89 ), где -суммарная мощность преобразовательных агрегатов; - мощность к.з.;

- (6.6)

коэффициент несимметрии( ), где - мощность однофазной нагрузки;

- (6.7)

колебания напряжения, где -наброс активной и реактивной мощнос-

ти, соответственно;

- (6.8)

колебания частоты.

5. По стоимости дополнительных мероприятий для улучшения требуемых характеристик переходного процесса в СЭС.

6.3. Способы ограничения токов к.з.

Уровни токов и мощностей к.з. характеризуют ожидаемые условия работы электрооборудования СЭС в аварийных режимах.

Они определяют выбор сечения шин, токопроводов, проводов и кабелей, отключающую и коммутационную способность аппаратов, электродинами-

ческую и термическую стойкость токоведущих частецй и конструкций электрооборудования.

При проектировании СЭС решается задача ограничения уровней токов и мощностей к.з. до значений, допустимых параметрами электрооборудова-ния, которые экономически целесообразно применять.

При решении этой задачи используют различные меры,к которым отно-

сятся: выбор структуры и схемы электрических соединений элементов СЭС; стационарное и автоматическое деление электрической сети; выбор режима эксплуатации электрической сети; выбор схем коммутации; приме-

нение оборудования с повышенным электрическим сопротивлением; испо-

льзование быстродействующих коммутационных аппаратов, изменение ре-

жима нейтрали элементов сети и электромагнитное преобразование параме-

тров режима системы.

Рассмотрим более детально способы ограничения токов к.з. в СЭС.