Меню

Короткое замыкание в цепи синусоидального тока

Короткое замыкание

Что такое короткое замыкание

Короткое замыкание (КЗ, англ. short curcuit) — незапланированное соединение точек цепи с различными потенциалами друг с другом или с другими электрическими цепями через пренебрежимо малое сопротивление. При этом образуется сверхток, значения которого на порядки превышают предусмотренные нормальными условиями работы.

Определение КЗ из “Элементарного учебника физики” Ландсберга

короткое замыкание определение

В результате короткого замыкания выходит из строя электрооборудование, происходят возгорания. О самых разрушительных последствиях коротких замыканий мы регулярно узнаем из новостных рубрик «Чрезвычайные происшествия». Что же именно происходит при КЗ? В результате чего они появляются? Какими могут быть последствия? Давайте рассмотрим подробнее эти и другие вопросы в приведенной ниже статье.

Как образуется короткое замыкание

Как мы помним из учебника физики за 8 класс, закон Ома для участка цепи определяется по формуле:

закон Ома формула

I – сила тока в цепи, А

U – напряжение, В

R – сопротивление, Ом

Давайте рассмотрим вот такую схему

Короткое замыкание

Если мы подключим настольную лампу EL к источнику тока Bat и замкнем ключ SA, то вольфрамовая нить лампы начнет разогреваться под тепловым воздействием тока. В этом случае значительная часть электрической энергии преобразуется в световую и тепловую.

А теперь покончим с лирическими отступлениями и замкнем два провода, которые идут на лампочку, через толстый провод AВ

Короткое замыкание

Что будет дальше, если мы замкнем контакты ключа SA?

короткое замыкание

В результате ток пойдет по укороченному пути, минуя нагрузку. Короткий путь в данном случае и есть провод AB. Сопротивление провода АВ близко к нулю. В результате наша схема преобразуется в делитель тока. Согласно правилу делителя тока, если нагрузки соединены параллельно, то через нагрузку с меньшим сопротивлением побежит большая сила тока, а через нагрузку с большим значением сопротивления – меньшая сила тока. Так как провод АВ обладает почти нулевым сопротивлением, то через него потечет большая сила тока, согласно опять же закону Ома:

Короткое замыкание

Как я уже сказал, в режиме КЗ сила тока достигает критических значений, превышающих допустимые для данной цепи.

Закон Джоуля-Ленца

Согласно закону Джоуля-Ленца, тепловое действие тока прямо пропорционально квадрату силы тока на данном участке электрической цепи

закон джоуля ленца формула

Q – это количество теплоты, которое выделяется на сопротивлении нагрузки Rн . Выражается в Джоулях. 1 Джоуль = 1 Ватт х секунда.

I – сила тока в этой цепи, А

Rн – сопротивление нагрузки, Ом

t – период времени, в течение которого происходит выделение теплоты на нагрузке Rн , секунды

Это означает, что на проводе AB будет выделяться бешеное количество теплоты. Провод резко нагреется от температуры, а потом и сгорит. Все зависит от мощности источника питания.

То есть, если ток при коротком замыкании возрастет в 20 раз, то количество выделяющейся при этом теплоты — примерно в 400 раз! Вот почему бывшая еще мгновение назад мирной электроэнергия превращается в настоящее стихийное бедствие: горит проводка, расплавленный металл проводов поджигает находящиеся рядом предметы, возникают пожары.

Существуют еще запланированные и контролируемые КЗ, а также специальное замыкающее оборудование. Например, сварочные аппараты работают как раз на контролируемом КЗ, где требуется большая сила тока для плавки металла.

короткое замыкание сварочный ток

Основные причины короткого замыкания

Все многообразие причин возникновения коротких замыканий можно свести к следующим:

  • Нарушение изоляции
  • Внешние воздействия
  • Перегрузка сети

Нарушение изоляции вызывается как естественным износом, так и внешним вмешательством. Естественное старение элементов электросети ускоряется за счет длительного теплового воздействия тока (тепловое старение изоляции), агрессивных химических сред.

Внешние воздействия могут быть вызваны грызунами, насекомыми и другими животными. Сюда же относится и человеческий фактор. Это может быть “кривой” электромонтаж, либо несоблюдение техники электробезопасности.

Намного чаще короткое замыкание вызывается перегрузкой сети из-за подключения большого количества потребителей тока. Так, если совокупная мощность одновременно включенных в бытовую сеть электроприборов превышает допустимую нагрузку на проводку, с большой вероятностью произойдет короткое замыкание, так как сила тока в такой цепи начинает превышать допустимое значение. Такое явление можно часто наблюдать в домах со старой проводкой, где провода чаще всего алюминиевые и не рассчитаны на современные мощные электроприборы.

Ток короткого замыкания

Сверхток, образующийся в результате КЗ, называется током короткого замыкания. Как только произошло короткое замыкание в цепи, ток короткого замыкания достигает максимальных значений. После того, как провода начнут греться и плавиться, ток короткого замыкания идет на спад, так как сопротивление проводов в при нагреве возрастает.

Для источников ЭДС ток короткого замыкания может быть вычислен по формуле

ток короткого замыкания

Iкз – это ток короткого замыкания, А

E – ЭДС источника питания, В

Rвнутр. – внутреннее сопротивление источника ЭДС, Ом

Более подробно про ЭДС и внутреннее сопротивление читайте здесь.

Ниже на рисунке как раз изображен такой источник ЭДС в виде автомобильного аккумулятора с замкнутыми клеммами

короткое замыкание источник ЭДС

Внутреннее сопротивление автомобильного аккумулятора может достигать значений в доли Ома. Теперь представьте, какой ток короткого замыкания будет течь через проводник, если закоротить им клеммы аккумулятора. Внутреннее сопротивление аккумулятора зависит от многих факторов. Возьмем среднее значение Rвнутр = 0,1 Ом. Тогда ток короткого замыкания будет равен Iкз =E/Rвнутр. = 12/0,1=120 Ампер. Это очень большое значение.

Виды коротких замыканий

В цепи постоянного тока

В этом случае КЗ бывает, как правило, между напряжением питания, которое чаще всего обозначается как “+”, и общим проводом схемы, который соединяют с “-“. Последствия такого КЗ зависят от мощности источника питания постоянного тока. Если в автомобиле голый плюсовой провод заденет корпус автомобиля, который соединяется с “минусом” аккумулятора, то провода начнут плавится и гореть как спички, при условии если не сработает предохранитель, либо вместо него уже стоит “жучок” – самопальный предохранитель. Ниже на фото вы можете увидеть результат такого КЗ.

короткое замыкание сгорел автомобиль

В цепи переменного тока

Трехфазное замыкание

Читайте также:  Как находить токи методом узлового потенциала

короткое замыкание трехфазное

Это когда три фазных провода коротнули между собой.

Трехфазное на землю

короткое замыкание на землю

Здесь все три фазы соединены между собой, да еще и замкнуты на землю

Двухфазное

короткое замыкание двухфазное

В этом случае любые две фазы замкнуты между собой

Двухфазное на землю

короткое замыкание двухфазное на землю

Любые две фазы замкнуты между собой, да еще и замкнуты на землю

Однофазное на землю

короткое замыкание однофазное на землю

Однофазное на ноль

короткое замыкание фаза ноль

Эти две ситуации чаще всего бывают в ваших квартирах и домах, так как к простым потребителям идет два провода: фаза и ноль.

В трехфазных сетях наиболее часто происходит однофазное замыкание на землю – 60-70% всех коротких замыканий. Двухфазные КЗ составляют 20-25%. Двойное замыкание фаз на землю происходит в электросетях с изолированной нейтралью и составляет 10-15% всех случаев. До 3-5% занимают трехфазные КЗ, при которых происходит нарушение изоляции между всеми тремя фазами.

В электрических двигателях короткое замыкание чаще всего возникает между обмотками двигателя и его корпусом.

Последствия короткого замыкания

Во время КЗ температура в зоне контакта возрастает до нескольких тысяч градусов. Помимо воспламенения изоляции, расплавления и механических повреждений выключателей и розеток и возгорания проводки, следствием замыкания может стать выход из строя компьютерного и телекоммуникационного оборудования и линий связи, которые находятся рядом, вследствие сильного электромагнитного воздействия.

Но падение напряжения и выход из строя оборудования — не самое опасное последствие. Нередко короткие замыкания становятся причиной разрушительных пожаров, зачастую с человеческими жертвами и огромными экономическими потерями.

Из-за удаленности и большого сопротивления до места замыкания защитное оборудование может не сработать. Бывают ситуации, когда ток недостаточен для срабатывания защиты и отключения напряжения, но в месте КЗ его вполне хватает для расплавления проводов и возникновения источников возгорания. Поэтому, токи коротких замыканий очень важны для расчетов аварийных режимов работы.

последствия короткого замыкания

Меры, исключающие короткое замыкание

Еще на заре развития электротехники появились плавкие предохранители. Принцип действия подобной защиты очень прост: под влиянием теплового действия тока предохранитель разрушается, тем самым размыкая цепь. Предохранители наиболее часто используются в бытовых электросетях и бытовых электроприборах, электрическом оборудовании транспортных средств и промышленном электрооборудовании до 1000 В. Встречаются они и в цепях с высоковольтным оборудованием.

Вот такие предохранители используются в цепях с малыми токами

стеклянный предохранитель

вот такие плавкие предохранители вы можете увидеть в автомобилях

автомобильный предохранитель

А вот эти большие предохранители используются в промышленности, и они уже рассчитаны на очень большие значения токов

промышленный плавкий предохранитель

Более сложную конструкцию имеют автоматические выключатели, оснащенные электромагнитными и/или тепловыми датчиками. Ниже на фото однофазный автоматический выключатель, а справа – трехфазный

однофазный автомат трехфазный автомат

Их принцип действия основан на размыкании цепи при превышении допустимых значений силы тока.

В быту мы чаще всего сталкиваемся со следующими устройствами защиты электросети:

  • Плавкие предохранители (применяются в том числе в бытовых электроприборах).
  • Автоматические выключатели.
  • Стабилизаторы напряжения.
  • Устройства дифференциального тока.

Все вышеперечисленное защитное оборудование относится к устройствам вторичной защиты, действующим по инерционному принципу. На вводе бытовых электросетей наиболее часто устанавливаются автоматические защитные устройства, действующие по адаптивному принципу. Такие устройства можно увидеть возле счетчиков электроэнергии квартир, коттеджей, офисов.

В высоковольтных сетях защита чаще обеспечивается:

  • Устройствами релейной защиты и другим отключающим оборудованием.
  • Понижающими трансформаторами.
  • Распараллеливанием цепей.
  • Токоограничивающими реакторами.

Большинства коротких замыканий можно избежать, если устранить основные причины их возникновения: своевременно ремонтировать или заменять изношенное оборудование, исключить вредные воздействия человека. Не допускать неправильных действий при монтажных и ремонтных работах, соблюдать СНИПы и правила техники безопасности.

Источник

Физический процесс протекания короткого замыкания.

Автор: Губко А.А., Губко Е.А.

Одной из причин нарушения нормальной работы систем электроснабжения может быть короткое замыкание. Коротким замыканием (к.з.) назы-вается замыкание между фазами, а в системах с заземленной нейтралью — замыкание одной или нескольких фаз на землю или нулевой провод. При возникновении к.з. общее электрическое сопротивление цепи резко уменьшается, что вызывает увеличение тока в сети. Главная причина возникновения к.з. — нарушение изоляции элементов электрооборудования. Эти нарушения могут быть вызваны перенапряжением, механическими повреждениями, старением изоляционных материалов, попаданием в распределительные устройства или в аппараты посторонних предметов, загрязнением изоляторов токопроводящей пылью, при неосторожном монтаже или демонтаже электрооборудования и т.д. Причиной возникновения к.з. могут быть и ошибки, допущенные обслуживающим персоналом при выполнении переключений.

В системах трехфазного переменного тока возможны следующие виды коротких замыканий:
• трехфазное к.з. — одновременное замыкание трех фаз между собой;
• двухфазное к.з. — замыкание двух фаз;
• однофазное к.з. — замыкание одной фазы на землю.

Однофазное замыкание на землю имеет место только в сетях с неизолированной нейтралью.
В системах с изолированной нейтралью возможны только трехфазные и двухфазные к.з.
В электроустановках выше 1000 В ток короткого замыкания может достигать больших величин и при несвоевременном отключении вызвать разрушение кабелей, электроаппаратуры и других элементов сети. При проектировании и эксплуатации электроустановок предусматриваются мероприятия, уменьшающие вероятность возникновения к.з, а при возникновении их — ограничивающие вредное воздействие.

К этим мероприятиям относятся: выбор более рациональных схем электроснабжения; выбор электрооборудования, устойчивого к действию токов к.з; применение специальных аппаратов для ограничения токов к.з; применение специальных защит от токов к.з. и перенапряжений. Наибольшего значения токи к.з. достигают при возникновении их в местах установки источников питания. При расчете токов к.з. за источники питания принимают турбо- и гидрогенераторы электростанций. Как дополнительные источники питания могут учитываться синхронные и асинхронные двигатели при их мощности более 1000 кВт, установленные вблизи от места к.з. Электрические величины (ток, напряжение мощность и др.), относящиеся к различным видам к,з. обозначаются соответствующими символами с верхними цифровыми индексами в круглых скобках.

Знать токи к.з. в общем случае необходимо для выбора электрооборудования, проектирования релейной защиты и выбора средств ограничения токов к.з. Рассмотрим процесс трехфазного короткого замыкания в электрической цепи (рис 1). При нормальном режиме работы в цепи протекал ток нагрузки iн При возникновении к.з. сопротивление цепи уменьшается и ток возрастает. Так как электрическая цепь содержит не только активное, но и индуктивное сопротивление (обмотки трансформаторов, двигателей), то увеличение тока происходит не мгновенно, а через некоторый промежуток времени. Возникает переходный процесс, в течение которого ток изменяется от начального значения до какого-то установившегося. Процесс короткого замыкания состоит из двух периодов: неустановившегося режима, когда значение тока меняется во времени и установившегося, когда тюк остается постоянным.

Читайте также:  Закон гармонических колебаний для переменного тока

Процесс короткого замыкания

Рисунок 1 – Процесс короткого замыкания

Суммарный ток к.з. в первый период (переходный процесс неустановившегося режима) состоит из двух составляющих: апериодической составляющей ia, которая возникает в момент к.з. и затухает до нуля через 0,1-0,2 с после возникновения кз вследствии наличия в цепи активного сопротивления, и периодической составляющей in, являющейся вынужденным синусоидальным током промышленной частоты. Значение периодической составляющей в начальный момент времени называют начальным значением тока короткого замыкания I» (I0). Данная величина используется при выборе уставок и проверке чувствительности релейной защиты.

Мгновенное значение полного тока к.з. для произвольного момента времени равно:

Максимальное мгновенное значение полного тока к.з. получило название ударного тока короткого замыкания iу. Это значение используется при проверке элекчрооборудования и токопроводов на электродинамическую устойчивость. Наибольшее значение ударный ток достигает через половину периода после возникновения к.з, т.е. через 0,01 с. Силовые выключатели на отключающую способность проверяют по действующему значению периодической составляющей тока к.з, I0,2, т.е. через 0,2 с от начала возникновения к.з. Для быстродействующих выключателей это время может уменьшится до 0,1 с. В установившемся режиме, после затухания апериодической составляющей, в цепи будет протекать установившийся ток к.з. Ioo. По этому току проверяют электрические аппараты, шины, кабели, проходные изоляторы на термическую стойкость. Наибольшее значение установившегося тока равно:

При трехфазном коротком замыкании действующее значение периодической составляющей тока к.з. за первый период после возникновения к.з. определяют по формуле:

Источник

Короткое замыкание в цепи синусоидального тока

Ветвь с сопротивлением и индуктивностью (в дальнейшем сокращенно называемая цепью , иначе говоря, реальная катушка внезапно замыкается рубильником накоротко (рис. 13-1). Ток в катушке до коммутации был постоянным

Найдем закон изменения тока в катушке.

Принужденный ток в катушке после коммутации равен нулю. Следовательно,

На основании уравнения (13-4) свободный ток удовлетворяет однородному дифференциальному уравнению первого порядка

общее решение которого

При t = 0 из (13-9) имеем:

здесь — начальное значение свободного тока, кривая изменения которого дана на рис. 13-2.

Величина имеющая размерность времени, называется постоянной времени цепи и может быть определена как время, в течение которою свободный ток, затухая, уменьшится в раз по сравнению со своим начальным значением . В самом деле,

Для графического определения проведем касательную к кривой в любой ее точке С. Значение подкасательной BD может быть найдено из треугольника CBD, а масштабы, т. е. постоянная времени численно равна длине любой подкасательной В частности, она численно равна длине подкасательной определяемой касательной проведенной в начальной точке

Величина, обратная постоянной времени,

называется коэффициентом затухания цепи . Свободный ток затухает тем медленнее и, следовательно, новый принужденный режим не устанавливается тем дольше, чем больше постоянная времени или чем меньше коэффициент затухания а, т. е. чем больше индуктивность L и чем меньше сопротивление .

Значение тока т. е. постоянной интегрирования А, определим из начальных условий. В ветви с индуктивностью переходный ток в момент коммутации t = 0 не может измениться скачком. Поэтому

и для тока i катушки получим:

Электродвижущая сила — самоиндукции

равна при напряжению на сопротивлении и в момент коммутации поддерживает значение тока на начальном уровне.

С энергетической точки зрения процесс короткого замыкания цепи характеризуется тем, что вся энергия, запасенная до коммутации в магнитном поле катушки,

в течение переходного процесса превращается в сопротивлении в тепло:

Заметим, что теоретически процесс исчезновения тока в короткозамкнутой катушке длится бесконечно долго, чем и объясняется необходимость в качестве верхнего предела у интеграла взять бесконечность. Однако практически для многих катушек этот переходный процесс закончится весьма быстро. Постоянная времени Цепи обычно лежит в пределах от нескольких микросекунд До долей секунды. Последнее значение относится к большим катушкам со стальным магнитопроводом и значительным числом (итков.

Если до короткого замыкания в катушке был переменный ток, о характер переходного процесса нисколько не изменится, но i (0) явно значению тока в катушке в момент. короткого замыкания.

С переходным процессом в цепи приходится считаться во многих случаях электротехнической практики, например при измерении сопротивления обмотки трансформатора с большой индуктивностью (рис. 13-3), которая питается от источника постоянной э. д. с. Е через дополнительный резистор с сопротивлением

Напряжение на обмотке измеряется милливольтметром. Если после отсчета показаний амперметра и милливольтметра отключить обмотку трансформатора от источника напряжения, то ее ток замкнется через милливольтметр. Так как ток обмотки трансформатора может быть достаточно большим и в момент отключения рубильника не изменяется скачком, то, пройдя через милливольтметр, ток может его сжечь.

Обмотку возбуждения мощной электрической машины при необходимости быстро снять возбуждение не отключают от цепи питания (постоянное напряжение), а замыкают на разрядное сопротивление, в котором энергия магнитного поля превращается в тепло (рис. 13-4). Если просто разомкнуть цепь обмотки возбуждения, то даже при наличии электрической дуги ток очень быстро уменьшится до нуля будет очень велико). Так как обмотка возбуждения имеет большую индуктивность то в ней возникает весьма значительная э. д. с. самоиндукции которая может пробить изоляцию на корпус машины или изоляцию между витками.

Источник



3. ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ В ТРЕХФАЗНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЯХ, ПОДКЛЮЧЕННЫХ К ИСТОЧНИКУ СИНУСОИДАЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ

3.1. Процесс трехфазного КЗ в неразветвленной цепи. Кривая изменения тока и ее слагающие. Условия, определяющие максимальное значение апериодической слагающей тока

Рассмотрим процесс трехфазного КЗ в симметричной трехфазной цепи с сосредоточенными активными сопротивлениями и индуктивностями (рис. 3.1).

Читайте также:  Измерение тока при помощи осциллографа

Рис. 3.1. Трехфазная электрическая цепь

Будем считать, что питание цепи осуществляется от источника, собственное сопротивление которого равно нулю, а амплитуда ЭДС неизменна. Напряжение в узле, к которому подключен такой источник, не будет зависеть от режима цепи и может быть принято равным ЭДС источника, т. е. u А = e A , u B = e B

На рис. 3.1.: R K и L K — активное сопротивление и индуктивность фазы цепи на участке от источника до места КЗ; M K — взаимоиндукция фаз на этом участке; R H и L H — активное сопротивление и индуктивность фазы нагрузки; M H — взаимоиндукция фаз нагрузки.

Рассмотрим участок цепи от источника ЭДС до места КЗ. Дифференциальное уравнение, связывающее токи и падения напряжения в фазе А, имеет вид

u A = U m sin ( ω t +α ) = R K i A + L K

где U m — амплитуда напряжения источника;

ω — угловая частота тока в цепи; α — фаза включения КЗ, т. е. фаза напряжения источника к моменту КЗ

С учетом того, что − i A = i B + i C , можно получить

или (для любой фазы)

где L K ′ = L K − M K — результирующая индуктивность фазы. Решение уравнения (3.3) имеет вид

i = i п + i a = I пm sin ( ω t +α −ϕ K ) + i a ( 0 ) e − t T a ,

где i п — периодическая составляющая тока КЗ; i a — апериодическая составляющая этого тока;

I пm — амплитуда периодической составляющей тока КЗ;

ϕ K — угол сдвига по фазе периодической составляющей тока КЗ по отно-

шению к напряжению;

i a ( 0 ) — начальное значение апериодической составляющей тока КЗ;

T a — постоянная времени цепи КЗ.

Таким образом, ток в переходном режиме при КЗ состоит из двух составляющих: принужденной (периодической) i п и свободной (апериодической) i a .

Периодическая составляющая представляет собой синусоидальную функцию, а апериодическая составляющая изменяется по экспоненциальному закону.

Периодическая составляющая этого тока

i п = I пm sin ( ω t +α −ϕ K ) ,

где z К — модуль полного сопротивления фазы цепи на участке от источ-

ника до места КЗ;

X К = ω L К ′ — реактивное сопротивление фазы цепи на этом участке.

Рис. 3.2. Векторная диаграмма напряжений и токов фазы А для начального момента КЗ

Угол сдвига по фазе периодической составляющей тока КЗ по отношению к напряжению

Апериодическая составляющая тока КЗ в любой момент времени может

быть найдена как

Постоянная времени цепи КЗ зависит от соотношения между реактивным

и активным сопротивлениями этой цепи

Начальное значение апериодической составляющей можно определить исходя из того, что ток в цепи с индуктивностью остается неизменным в момент возникновения КЗ:

i a ( 0 ) = i ( 0 ) − i п ( 0 ) = I m sin ( α −ϕ ) − I пm sin ( α −ϕ К ) ,

где i ( 0 ) — мгновенное значение тока в цепи к моменту возникновения КЗ; i п ( 0 ) — начальное значение периодической составляющей.

I m — амплитуда тока в цепи в к моменту КЗ;

ϕ — угол сдвига по фазе этого тока по отношению к напряжению.

На векторной диаграмме рис. 3.2 мгновенные значения периодических функций u A , i A и i пA в момент КЗ равны проекциям соответствующих векторов

U A , I A и I пA на ось времени tt. Поскольку для каждой из фаз начальное значение апериодической составляющей тока КЗ i a ( 0 ) равно разности мгновенного

значения тока в цепи к моменту возникновения КЗ i ( 0 ) и начального значения периодической составляющей тока КЗ i п ( 0 ) , то модуль начального значения апериодической составляющей тока КЗ фазы А i aA ( 0 ) равен проекции на ось време-

ни отрезка прямой, соединяющей концы векторов I A и I пA (т. е проекции вектора I A − I пA . Аналогичный вывод можно сделать и для токов других фаз.

Величина апериодической составляющей тока КЗ зависит от фазы включения КЗ α , параметров цепи КЗ, значения тока предшествующего режима i ( 0 )

и сдвига по фазе тока КЗ и напряжения.

Векторные диаграммы, приведенные на рис. 3.3, демонстрируют влияние фазы включения КЗ на начальное значение апериодической составляющей тока КЗ (диаграммы построены для фазы А). Очевидно, что данное значение макси-

мально, если вектор I A − I пA параллелен оси времени tt (рис. 3.3а), и равно 0, ес-

ли он перпендикулярен этой оси (рис. 3.3б).

Также очевидно, что начальные значения апериодических составляющих токов КЗ для различных фаз (А, В и С) отличаются (рис. 3.4).

Ток, протекавший по цепи в предшествующем режиме (до возникновения КЗ), может уменьшить или увеличить начальное значение апериодической составляющей тока КЗ. Увеличение апериодической составляющей происходит, если ток предшествующего режима носит активно-емкостной характер, т. е. ток по фазе опережает напряжение (рис. 3.5). При этом начальное значение апериодической составляющей тока КЗ может превысить амплитуду периодической составляющей тока КЗ. Однако этот случай маловероятен в электроэнергетических системах и обычно не рассматривается в качестве расчетного.

Рис. 3.3. Влияние фазы включения α на начальное значение апериодической составляющей тока КЗ

Если ток доаварийного режима носит активно-индуктивный характер (рис. 3.2), то происходит уменьшение начального значения апериодической составляющей тока КЗ, поэтому обычно в качестве расчетного принимают условие отсутствия тока в доаварийном режиме. В этом случае начальное значение апериодической составляющей тока КЗ может достигать значения

i a ( 0 ) = I пm = 2 I п ( 0 ) .

Влияние апериодической составляющей тока КЗ сказывается лишь в начальной стадии переходного процесса. За промежуток времени, равный примерно 3 T а эта составляющая практически полностью затухает. Поэтому в сетях

с напряжением свыше 1 кВ ее обычно учитывают в течение первых 0,1…0,3 с переходного процесса, а в сетях с напряжением до 1 кВ (для которых характер-

ны большие значения соотношения R К ) — часто не учитывают для моментов

времени больших 0,01…0,02 с.

Рис. 3.4. Векторные диаграммы токов и напряжений фаз А, В и С для начального момента КЗ

Рис. 3.5. Векторная диаграмма напряжений и токов фазы А для начального момента КЗ при активно-емкостном токе исходного режима

Источник