Определение амплитуды и формы напряжений в узловой точке и отраженной волны в линии с волновым сопротивлением, страница 2

ЭДС генератора Е,               - 10 кВ,

Индуктивность генератора L,        -  0,35*10^-3 Гн

Емкость схемы замещения С,        - 0,4*10^-6 Ф

Решение:

1. Составляется схема замещения с использованием метода наложения встречного тока (генератор тока).

2. Определяется напряжение на первом выключателе схемы методом встречного тока совместно с операторным методом.

В соответствии с условием задачи схема сети представлена на рис.3,а.

При отключении выключателями коротких замыканий в точках сети, в которых отсутствуют линии электропередачи и кабели между источником питания и местом короткого замыкания, расчетные схемы замещения могут быть представлены с сосредоточенными параметрами. Для расчета восстанавливающего напряжения генераторы, трансформаторы, реакторы в большинстве случаев могут быть замещены сосредоточенными индуктивностями и собственными емкостями. Распределенная емкость шин подстанции также может быть замещена сосредоточенной емкостью. При отключении трехфазных коротких замыканий переходное восстанавливающееся  напряжение может быть рассчитано, исходя из схемы замещения отдельной фазы сети.

Если короткое замыкание произошло в точке 1 рис.3,а, то при условии равенства индуктивностей прямой и нулевой последовательностей  части схемы слева от точки 1 при отключении трехфазного короткого замыкания восстанавливающееся  напряжение на выключателе В1 может быть определено для каждой фазы отдельно, исходя из однофазной схемы замещения, приведенной на рис.4

На этой схеме индуктивность L эквивалентирует индуктивность генератора Г, а емкость С – емкость генератора.

Метод встречного ток основан на теореме Тевенена, согласно которой восстанавливающееся  напряжение на контактах выключателя по величине и форме совпадает с напряжением, которое необходимо приложить к контактам, чтобы в цепи прошел ток, равный и противоположно направленный  отключаемому при отсутствии ЭДС в генераторах.  Процесс отключения выключателем тока короткого замыкания заменяется включением в ветвь замкнутого выключателя условного источника тока, который посылает ток , равный по величине отключаемому току, но противоположно направленный.

Напряжение на зажимах этого источника будет соответствовать восстанавливающемуся  напряжению на контактах выключателя. Источники ЭДС при этом закорачиваются накоротко.

Следовательно, искомое по условию задачи переходное восстанавливающееся  напряжение будет определяться с использованием метода встречного тока, исходя из расчетной схемы, представленной на рис.5. На этом рисунке i(t) источник встречного тока.

2. Расчет восстанавливающегося  напряжения.

Полагаем, что сдвиг фаз между током и напряжением во время короткого замыкания равен 90^◦ и гашение дуги происходит в момент перехода тока через нулевое значенеие.

Восстанавливающееся  напряжение U(t) в схеме рис.5:

U(t)=i(t)*Z(t)                                                            (15)

или в оперативном изображении

U(p)=i(p)*Z(p)                                             (16)

Где Z(p) операторное выражение переходного сопротивления цепи относительно контактов выключателя:

                                                      (17)

Операторное выражение отключаемого тока:

                                                 (18)

Выражение (18) получается, исходя из следующего допущения.

Пренебрегая потерями, ток короткого замыкания равен:

Считая, что за время переходного процесса ЭДС источника не успевает существенно измениться, получим , а его изображение

Таким образом, подставляя (17) и (18) в (16) получим:

.

Оригинал   ,                                        (19)

Где                   (20)

Подставляя в (19) и (20) данные задачи определяем форму переходного восстанавливающегося напряжения. При этом достаточно выполнить расчеты до времени t=1000 мкс. По полученным данным необходимо построить кривую переходного восстанавливающегося напряжения. Из выражения  определяется средняя скорость восстановления напряжения за полупериод собственных колебаний.

 В/с

 Гц

Литература:

1. Бабушкин В.В., Ларионов В.П., Сергеев Ю.Г. Техника высоких напряжений. –М.: Энергоиздат, 1982.

2.Гончар В.С. Изоляция и перенапряжения в системах электроснабжения. Внур\тренние перенапряжения.: Учебное пособие. –Л: СЗПИ, 1987.

3. Техника высоких напряжений. Под редакцией Д.В. Резевига. –М.: Энергия, 1976.