Качественный анализ аварийного режима в трехфазной цепи
Допустимые диапазоны изменения параметров электрических цепей, которые не приведут к возникновению аварийных ситуаций. Методика качественного анализа и прогнозирования энергетических характеристик при изменении параметров схемы в аварийных режимах.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 11.07.2021 |
| Размер файла | 61,3 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Оренбургский государственный университет
Качественный анализ аварийного режима в трехфазной цепи
Н.Ю.Ушакова
Л.В.Быковская
А.А. Крупский
При проектировании и эксплуатации объектов электротехники и электроэнергетики иногда важно знать не конкретные значения токов и напряжений, а видеть закономерности их изменения при изменении каких-либо параметров. Выявление таких закономерностей позволяет установить допустимые диапазоны изменения параметров электрических цепей, которые не приведут к возникновению аварийных ситуаций.
Такой так называемый «качественный анализ» некоторых электрических цепей можно провести, используя простейшие расчетные модели. Ранее авторами была предложена модель неразветвленной линии постоянного тока, для которой были получены выражения, позволяющие в относительных единицах анализировать изменение электрических величин в зависимости от соотношения сопротивлений линии и нагрузки .
Аналогичные модели можно разработать и для трехфазных цепей переменного тока со статической нагрузкой. Интерес представляет исследование режима обрыва одной из фаз в звезде без нулевого провода (рисунок 1а).
а) б)
Рисунок 1 - Аварийный режим при симметричной нагрузке
Традиционно в литературе 1 этот режим рассматривается для симметричной нагрузки. В этом случае при любом характере нагрузки при обрыве, например, фазы А, на нагрузке фаз В и С будет по половине линейного напряжения Uл / 2 , напряжение между концами оборванной фазы будет равно 1,5Uф (рисунок 1б).
Используя простейшую модель, получим общие выражения для несимметричной нагрузки. Пусть в фазах В и С стоят комплексные сопротивления ZB, ZC, сопротивление ZC переменное, его величина может меняться от 0 до . Отношение модулей сопротивлений обозначим
, разность фаз .
Тогда, с учетом того , что ток в цепи , получим следующие выражения для смещения нейтрали и фазных напряжений
(1)
(2)
(3)
(4)
Справедливость этих выражений легко проверить, если принять, что в фазах В и С стоит чисто активная нагрузка RB и RC и рассчитать по формулам (1) - (4) значения напряжений, например, для предельных случаев:
- при k = 0 (короткое замыкание нагрузки фазы С), UO'O= UC , Ua= -UCA;
- при k = (обрыв фазы С), UO'O= UB , Ua= UAB ;
- при k = 1 (RС = RB), UO'O= Uф / 2, Ub= Uc .
При анализе данных выражений было установлено, что диаграмма напряжений, аналогичная показанной на рисунке 1б при обрыве фазы получается при следующей нагрузке:
- симметричная или несимметричная чисто активная, или индуктивная, или емкостная нагрузка;
- симметричная или несимметричная нагрузка ZB=ZBe jB и ZC=ZCe jC в фазах В и С при условии, что B = С .
Во всех этих случаях нулевая точка О' на векторной диаграмме будет перемещаться по линии линейного напряжения UBC (рисунок 1 б), напряжения Ub и Uc могут изменяться в пределах от 0 до Uл, но их сумма всегда будет равна UBC. Напряжение в месте обрыва Uа может изменяться от 1,5Uф до Uл , варианты изменения напряжения Uа на рисунке 1б показаны пунктиром.
Иная картина получается при несимметричной нагрузке, если B ? С.
Рассмотрим случай, когда в фазе В останется активная нагрузка RB, а в фазу С включено переменное индуктивное или емкостное сопротивление X . Комплексный коэффициент k для этого случая будет равен k= ke j90.
Расчеты в Mathcad по приведенным формулам позволили сделать следующие выводы:
- нулевая точка О' на векторной диаграмме будет перемещаться по окружности с радиусом Uл /2, центр которой располагается в центре отрезка ВС;
- при переменной индуктивной нагрузке в фазе С нулевая точка О' перемещается по верхней половине окружности, фазные напряжения Ub и Uc в зависимости от соотношения сопротивлений могут изменяться в пределах от 0 до Uл , при R=XL Ub = Uc=1,225 Uф , напряжение в месте обрыва минимально при R=XL и равно 0, 634 Uф, максимум его приближается к Uл (рисунок 3а);
- при переменной емкостной нагрузке в фазе С нулевая точка О' перемещается по нижней половине окружности, фазные напряжения Ub и Uc в зависимости от соотношения сопротивлений могут изменяться в пределах от 0 до Uл , при R=XC Ub = Uc=1,225 Uф , напряжение в месте обрыва максимально при R=XС и равно 2,366 Uф, минимум его приближается к Uл (рисунок 3б).
а) б)
Рисунок 2 - Векторные диаграммы при активной и индуктивной (а) и активной и емкостной нагрузке (б) в фазах В и С
аварийный режим трехфазный
Таким образом, используя предложенную выше простейшую расчетную модель трехфазной цепи можно успешно проводить качественный анализ и прогнозирование энергетических характеристик при изменении параметров схемы в аварийных режимах.
Ссылка для цитирования
Ушакова, Н. Ю. Качественный анализ аварийного режима в трехфазной цепи / Н. Ю. Ушакова, Л. В. Быковская, А. А. Крупский // Энергетика: состояние, проблемы, перспективы : Труды IX Всероссийской научно-технической конференции, Оренбург, 23-25 октября 2018 года. - Оренбург: Оренбургский государственный университет, 2018. - С. 189-191.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Расчет простейшей и сложной электрической цепи. Определение симметричного режима трехфазной цепи. Анализ синусоидального тока методом симметричных составляющих. Построение векторно-топографической диаграммы. Проверка баланса активных реактивных мощностей.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 15.09.2014Определение основных параметров электростанций, составление комплексной схемы замещения и расчет ее параметров. Критическое напряжение и запас устойчивости узла нагрузки по напряжению в аварийных режимах энергосистемы с АРВ и без АРВ на шинах генераторов.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 07.08.2011Исследование расчетной схемы трехфазной цепи, определение ее главных параметров. Вычисление расчетных фазных сопротивлений, значения активной полезной мощности асинхронного двигателя, координат векторов действующих значений результирующих токов.
задача [1,0 M], добавлен 22.11.2013Расчет эквивалентного параметра схемы методом ее преобразования. Определение параметров разветвленной цепи с одним источником. Расчет разветвленных цепей узловым методом и методом контурных токов. Оценка параметров трехфазной цепи с разными нагрузками.
контрольная работа [2,0 M], добавлен 11.01.2014Проверка правильности расчета нелинейной электрической цепи постоянного тока методом компьютерного моделирования. Подбор параметров электрической цепи для обеспечения номинального режима работы нелинейного резистора. Исследование явления феррорезонанса.
контрольная работа [589,1 K], добавлен 15.05.2013Определение величин периодической слагающей аварийного тока в начальный момент переходного процесса, мощности КЗ и ударного тока. Построение кривых изменения аварийных и фазных токов во времени. Ток и напряжение в аварийном узле, векторные диаграммы.
курсовая работа [2,4 M], добавлен 23.06.2012Исследование частотных и переходных характеристик линейной электрической цепи. Определение электрических параметров ее отдельных участков. Анализ комплексной передаточной функции по току, графики амплитудно-частотной и фазово-частотной характеристик.
курсовая работа [379,2 K], добавлен 16.10.2021Методика определения месторасположения тяговой подстанции в центре электрических нагрузок, выбор и компоновка оборудования. Расчет тяговой сети, секционирование контактной сети трамвая и троллейбуса, определение ее параметров в аварийных режимах.
дипломная работа [4,3 M], добавлен 12.04.2017Расчет линейной электрической цепи постоянного тока. Определение токов во всех ветвях методом контурных токов и узловых напряжений. Электрические цепи однофазного тока, определение показаний ваттметров. Расчет параметров трехфазной электрической цепи.
курсовая работа [653,3 K], добавлен 02.10.2012Определение первичных параметров, комплексного и операторного коэффициента передачи по напряжению. Вычисление переходных и импульсных характеристик исследуемой цепи. Методика расчет отклика на заданное входное воздействие и анализ полученных результатов.
курсовая работа [301,7 K], добавлен 06.08.2013Анализ частотных и переходных характеристик электрических цепей. Расчет частотных характеристик электрической цепи и линейной цепи при импульсном воздействии. Комплексные функции частоты воздействия. Формирование и генерирование электрических импульсов.
контрольная работа [1,1 M], добавлен 05.01.2011Проект релейной защиты линии электропередачи. Расчет параметров ЛЭП. Удельное индуктивное сопротивление. Реактивная и удельная емкостная проводимость воздушной лини. Определение аварийного максимального режима при однофазном токе короткого замыкания.
курсовая работа [215,8 K], добавлен 04.02.2016Описание схемы и определение эквивалентного сопротивления электрической цепи. Расчет линейной цепи постоянного тока, составление баланса напряжений. Техническая характеристика соединений фаз "треугольником" и "звездой" в трехфазной электрической цепи.
контрольная работа [1,7 M], добавлен 27.06.2013Расчет трехфазного короткого замыкания в сложной электрической системе: параметров, схемы замещения, тока и аварийного режима, коэффициентов токораспределения, остаточных напряжений. Расчет режима несимметричного КЗ методом симметричных составляющих.
курсовая работа [5,7 M], добавлен 15.05.2012Особенности сборки простейших электрических цепей. Использование электроизмерительных приборов. Методы анализа электрических цепей со смешанным соединением резисторов (потребителей). Справедливость эквивалентных преобразований схем электрических цепей.
лабораторная работа [460,4 K], добавлен 27.07.2013Анализ состояния цепей постоянного тока. Расчет параметров линейных и нелинейных электрических цепей постоянного тока графическим методом. Разработка схемы и расчет ряда показателей однофазных и трехфазных линейных электрических цепей переменного тока.
курсовая работа [408,6 K], добавлен 13.02.2015Расчет линейной электрической цепи при периодическом несинусоидальном напряжении, активной и полной мощности сети. Порядок определения параметров несимметричной трехфазной цепи. Вычисление основных переходных процессов в линейных электрических цепях.
контрольная работа [742,6 K], добавлен 06.01.2011Электрические цепи при гармоническом воздействии. Работа цепи при воздействии источников постоянного напряжения и тока. Расчет схемы методом наложения (суперпозиции). Нахождение токов в ветвях схемы методом контурных токов. Напряжения на элементах цепи.
курсовая работа [933,0 K], добавлен 18.12.2014Алгоритмы и последовательность действий при расчёте цепей постоянного магнитного потока, трехфазной цепи со статической нагрузкой и в аварийном режиме, построении диаграммы токов и напряжения. Аналитический расчет магнитной цепи в системе MathCAD.
курсовая работа [7,9 M], добавлен 21.04.2019Расчет несимметричной трехфазной цепи. Формирование баланса активных мощностей, ее содержание и внутренняя структура. Разложение полученной системы токов генераторов на симметричные составляющие. Расчет параметров линейного пассивного четырехполюсника.
контрольная работа [414,6 K], добавлен 10.11.2015
