Черт. 3

3.3.2. Расчет начального переходного тока при КЗ в цепи якоря

3.3.2.1. Начальное переходное сопротивление цепи якоря (R^’_d0) в омах следует определять по формуле

(9)

где β - коэффициент, учитывающий реакцию якоря при запаздывающей коммутации, который допустимо определять по формуле

β = (Aw_rq + b_к·AS)/Aw_fx; (10)

σ - коэффициент, учитывающий магнитное рассеяние главных полюсов, значение которого находится в пределах 1,15 ≤ с ≤ 1,18.

Суммарное активное сопротивление цепи якоря (R_я) в омах с учетом активного сопротивления внешней сети до точки КЗ следует определять, используя выражение

R_я = R_a1 + (ΔU_щ + e_Rβ_к)/I_ном + R_вш, (11)

причем суммарное активное сопротивление обмоток якорной цепи машины (R_a1) в омах рекомендуется принимать равным

R_a1 = 1,24 (R_a + R_w + R_п) (12)

3.3.2.2. Начальный переходный ток цепи якоря (i^’_d0) в амперах при КЗ в этой цепи следует определять по формуле

i^’_d0 = /R^’_d0 (13)

где е₀- начальная ЭДС, равная ЭДС холостого хода машины, В.

3.3.3. Расчет установившегося тока при КЗ в цепи якоря

3.3.3.1. Установившийся ток цепи якоря ( ) в амперах при КЗ в этой цепи и независимом возбуждении машины следует определять по формуле

(14)

где - ЭДС якоря в установившемся режиме КЗ, равная ЭДС холостого хода машины, В;

R_d - сопротивление цепи якоря в установившемся режиме КЗ, Ом, которое допустимо определять как

R_d = R_я + (β – γ)·R_б, (15)

где γ - коэффициент компаундирования машины, который для машин постоянного тока нормального исполнения при учете реакции коммутационных токов меньше β и определяется по формуле

γ = Aw_п + Aw_fx. (16)

3.3.3.2. Установившийся ток цепи якоря ( ) в амперах при КЗ в этой цепи и самовозбуждении машины допустимо определять, используя приближенное соотношение

= K_e0/(R_a2 + R_вш) (17)

где К = 0,05 - 0,15, причем суммарное активное сопротивление обмоток якорной цепи и щеток (без учета изменения падения напряжения под щетками при КЗ) (R_a2) в омах определяют по выражению

R_a2 = 1,24 (R_a + R_w + R_п) + R_щ. (18)

3.3.4. Расчет постоянных времени

3.3.4.1. Постоянную времени цепи якоря (7^) в секундах при неучете взаимоиндукции с обмоткой возбуждения следует определять по формуле

T_d = T_я = L_я/R_я, (19)

где L_я - суммарная индуктивность обмоток цепи якоря, Гн, которая равна

L_я = L_а + L_п + L_w, (20)

где L_а - индуктивность якорной обмотки, Гн;

L_п - индуктивность последовательной обмотки, Гн;

L_w - индуктивность компенсационной обмотки и обмотки добавочных полюсов, Гн.

3.3.4.2. Постоянную времени обмотки возбуждения (T_f) в секундах при неучете взаимоиндукции с якорной и последовательной обмотками следует определять по формуле

T_f = L_f/R_f, (21)

где L_f - индуктивность обмотки возбуждения, Гн;

R_f - активное сопротивление обмотки возбуждения, Ом, которое допустимо определять как

R_f = E₀/I_f0 (22)

3.3.4.3. Переходную постоянную времени обмотки возбуждения (T^’_f) в секундах следует определять по формуле

T^’_f = T_f (R^’_d0/R_d). (23)

3.3.4.4. Переходную постоянную времени цепи якоря (T^’_d0) в секундах в предположении, что обмотка возбуждения является сверхпроводящей, следует определять по формуле

T^’_d0 = T_d (R_я/R^’_d0). (24)

3.3.4.5. Переходную постоянную времени цепи якоря (Т^’_d) в секундах с учетом активного сопротивления обмотки возбуждения следует определять по формуле

(25)

3.3.5. Расчет начального переходного тока в цепи обмотки возбуждения

3.3.5.1. Начальный переходный ток в цепи обмотки возбуждения (i^’_f0) в амперах при КЗ во внешней сети следует определять по формуле

i^’_f0 = i_f0 (R_d/R^’_d), (26)

где

R^’_d = R^’_d0 (1-2T^’_d0/T^’_f). (27)

3.3.6. Расчет установившегося тока в цепи обмотки возбуждения

3.3.6.1. Если машина постоянного тока имеет независимое возбуждение, то при коротком замыкании во внешней сети следует принимать = i_f0; если же машина имеет самовозбуждение, то близок к нулю.

3.3.7. Определение момента времени, когда токи в цепях якоря и параллельной обмотки возбуждения максимальны, и тока в месте КЗ

3.3.7.1. Время от момента возникновения КЗ до момента, когда ток в цепи якоря оказывается максимальным, (t_mах) в секундах следует определять по выражению

(28)

где i^’_d = e₀/R^’_d. (29)

3.3.7.2. Ток машины, замыкающийся через внешнюю короткозамкнутую сеть (см. схему замещения на черт. 2), следует определять как

i_кt = i_dt – i_ft. (30)

В области максимальных токов допустимо считать

i_{к max} = i_{d max} (31)

3.3.8. Упрощенные расчеты токов КЗ

3.3.8.1. При неполных исходных данных максимальное значение тока КЗ (i_mах) в относительных единицах допустимо определять по одной из формул:

(32)

(33)

где ΔP_я - потери активной мощности в цепи якоря машины, кВт;

D_я - диаметр якоря, см;

М - коэффициент, учитывающий влияние реакции якоря и потоков рассеяния: для некомпенсированных машин принимают М = 0,05 и для компенсированных машин М = 0,025;

3.3.8.2. При отсутствии полной информации об исходных параметрах, максимальное значение тока КЗ от машины постоянного тока можно оценить, исходя из опытных данных, приведенных в приложении 6.

3.3.9. Учет электрической дуги в месте КЗ

3.3.9.1. При определении минимального значения тока КЗ от машины постоянного тока
следует учитывать электрическую дугу. Методика учета аналогична изложенной в п. 2.3.1.

Значения коэффициента К для электроустановок с машинами мощностью до 100 - 150 кВт допустимо определять по кривой 2 на черт. 11, а для электроустановок с генераторами большой мощности (ток КЗ до 140 кА) - по кривым черт. 12.

3.3.9.2. При определении минимального значения тока КЗ рекомендуется учитывать увеличение активного сопротивления кабеля вследствие его нагрева токами КЗ. Методика учета аналогична изложенной в п. 2.3.2.