6. Расчёт ударного коэффициента,
ударного тока
Ток переходного процесса в цепи в общем случае содержит принуждённую и свободную составляющую, т. е.
. Принуждённая составляющая определяется источниками цепи, её структурой и физически представляет собой установившийся ток переходного процесса. Для нашей цепи это вычисленное действующее значение
установившегося тока короткого замыкания, изменяющегося по синусоидальному закону. Свободная составляющая изменяется по убывающей (затухающей) экспоненте и является величиной однополярной. Суммируясь с принуждённой составляющей, она смешает её в положительное или отрицательное значение. В результате первое после начала переходного процесса (короткого замыкания) амплитудное значение принуждённой составляющей получает наибольшее смещение и представляет собой наибольшее мгновенное значение переходного тока, называемого ударным
током (см. рис. 3-4 у или рис. 4.3 у ). Значение ударного тока определяется соотношением
, (1)
где
- действующее значение принуждённого (установившегося) тока переходного процесса;
- коэффициент, связывающий амплитудное и действующее значения синусоидального тока (напряжения);
- ударный коэффициент.
Так как согласно принятым ранее обозначениям
=
, то
.
Ударный коэффициент, в свою очередь, определяется как
, (2)
где 0,01 – время, равное половине периода напряжения (тока) промышленной частоты, через которое, с момента начала переходного процесса, переходный ток достигает максимального (ударного) значения;
- постоянная времени цепи.
Таким образом, вычисление ударного тока сводится к вычислению ударного коэффициента, который, в свою очередь, определяется после нахождения постоянной времени
заданной цепи.
Постоянная времени резистивно-индуктивной цепи при последовательном соединении элементов цепи и одном источнике определяется как
, (3)
где
и
- эквивалентные реактивное и активное сопротивления цепи после приведения её к базисной ступени.
При наличии параллельных ветвей каждая из них даёт свою постоянную времени и соответствующую ей свободную составляющую в каждом из токов цепи. Таким образом, в общем случае в состав тока каждой ветви входят n свободных составляющих, соответствующих числу корней характеристического уравнения цепи. При этом для таких цепей рекомендуется использовать операторный метод расчёта переходного процесса. Такой расчёт достаточно сложен, трудоёмок.
В связи с тем, что к расчёту электромагнитных переходных процессов не предъявляют высокой точности, для сложных цепей на практике используют упрощённую методику его расчёта. Суть её заключается в том, что переходный процесс в сложной цепи так же, как и в случае последовательной цепи, характеризуют лишь одной, так называемой эквивалентной постоянной времени цепи, которая достаточно точно отражала бы переходный процесс в сложной цепи. Определяют эту постоянную времени так же с помощью соотношения (3). Сущность упрощения расчёта сводится, таким образом, к методике вычисления эквивалентных сопротивлений
и
, которая заключается в следующем:
· в расчётной схеме замещения системы оставляют только индуктивные сопротивления схем замещения реальных элементов (смотри раздел «Представление элементов электрических систем их схемами замещения»), приняв их активные сопротивления равными нулю. Далее, путём упрощения (свёртки цепи), описанной в разделе «Расчёт установившегося тока короткого замыкания в заданной точке КЗ» находят
цепи;
· в той же расчётной схеме замещения системы оставляют только активные сопротивления схем замещения реальных элементов, приняв их реактивные сопротивления равными нулю. Далее, руководствуясь предыдущим пунктом, находят
цепи.
Замечание: переходное сопротивление в точке КЗ считать активным сопротивлением.
Воспользовавшись полученными значениями
и
цепи, находим эквивалентную постоянную времени цепи согласно соотношению (3). Далее, подставляем полученное значение эквивалентной постоянной времени в уравнение (2) и вычисляем ударный коэффициент
. Ударный ток находим согласно соотношению (1).
ЭТОГО МАТЕРИЛА ДОСТАТОЧНО ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ.
ДЛЯ ЗАЩИТЫ РАБОТЫ И СДАЧИ ЭКЗАМЕНА НЕОБХОДИМО ЗНАНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА В ОБЪЁМЕ, УКАЗАННОМ В ЗАДАНИИ
(ПЕРЕЧЕНЬ ЛИТЕРАТУРЫ И СТРАНИЦ В НЕЙ)
К ЗАЩИТЕ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ И ЭКЗАМЕНУ (СОВМЕЩЕНЫ)
ДОПУСКАЮТСЯ СТУДЕНТЫ, ПРОШЕДШИЕ КОМПЬЮТЕРНОЕ
ЭКСПРЕСС-ТЕСТИРОВАНИЕ ЗНАНИЙ МАТЕРИАЛА.


