1. №1 Зертханалық жұмыс. Шексіз қуат көзінен қоректенетін электр желісіндегі симметриялы қысқа тұйықталу кезіндегі өтпелі процесс
жүктеу/скачать 294,94 Kb.
|
1 2
Байланысты:1 зертханалық жұмыс Өтпелі процесстер
- Бұл бет үшін навигация:
- 1.1 Теориялық мәлімет
|
1. №1 Зертханалық жұмыс. Шексіз қуат көзінен қоректенетін электр желісіндегі симметриялы қысқа тұйықталу кезіндегі өтпелі процесс Жұмыстың мақсаты: Қуат көзі шексіз желідегі үш фазалы қысқа тұйықталуды зерттеу. Қысқа тұйықталу өтпелі режиміндегі электр тогының физикалық шамаларын анықтау. 1.1 Теориялық мәлімет Қысқа тұйықталу (ҚТ) – жерге тұйықталған бейтарапты желілерде фазалардың бір-біріне тұйықталуынан, сондай-ақ фазалардың жерге тұйықталуынан туындаған электр қондырғысының қалыпты жұмысының бұзылуы. Қысқа тұйықталудың себептері әдетте электр қондырғыларының механикалық зақымдануы, ескіруі, электр желілерінің сымдарына бөгде денелердің жанасуы, алып механизмдердің электр желілер астынан өтуі, найзағайдың тікелей соғуы, асқын кернеулер, жабдыққа нашар техникалық қызмет көрсету салдарынан болатын оқшаулауламаның бұзылуы болып табылады. Электр қондырғыларының бұзылуына алып келетін қысқа тұйықталулардың себебі көбінесе техникалық қызмет көрсету персоналының қате әрекеттері салдарынан болып табылады. Мұндай әрекеттердің мысалы ретінде тогы бар тізбекте айырғыштарды өшіру, айырғыштарды қысқа тұйықтау, басты сұлба мен релелік қорғаныс және автоматиканың сұлбаларында қате өшіріп-қосу әрекеттерін келтіруге болады. Қысқа тұйықталу кезінде зақымдалған фазалардағы токтар қалыпты мәннен бірнеше есе артады, ал кернеулер, әсіресе ҚТ орнына жақын аралықта төмендейді. Жоғары мәндегі қысқа тұйықталу токтарыны өткізгіштердің қызуын тудырады, бұл құбылыс электр энергиясының шығындарының артуына әкеледі, оқшауламаның ескіруін тездетеді және ток өткізгіш бөліктер мен электр аппараттарының механикалық беріктігін жоғалтуға әкелуі мүмкін. Желідегі қысқа тұйықталу кезінде кернеу деңгейінің төмендеуі электр қозғалтқыштарының айналу моментінің төмендеуіне, олардың тежелуіне, өнімділіктің төмендеуіне, тіпті толық тоқтауға әкеледі. Қысқа тұйықталу кезінде кернеудің күрт төмендеуі электр станцияларының генераторлары мен электр жүйесінің бөліктерінің параллель жұмысының тұрақтылығының бұзылуына, жүйе апаттарының туындауына әкелуі мүмкін. Үш фазалы қысқа тұйықталу симметриялы болып есептеледі, өйткені ол токтар мен кернеулердің симметриясын бұзбайды. Қысқа тұйықталу кезіндегі жүктеме режимімен салыстырғанда фазалардағы токтар артады, ал кернеулер төмендейді. Қысқа тұйықталудың кедергісі (rк, ωLк) неғұрлым төмен болса, соғұрлым қысқа тұйықталу тогы үлкен болады және желідегі кернеу соғұрлым төмендейді. Үш фазалы қысқа тұйықталу кезінде жүйе теңгерімді болып қалады, өйткені қысқа тұйықталудың кез келген жеріндегі токтар мен кернеулердің геометриялық қосындылары нөлге тең болады. Қысқа тұйықталу кезінде ток пен кернеу фазалар арасындағы ығысу бұрышы (φ) қысқа тұйықталудың индуктивті және активті кедергілерінің қатынасымен анықталады. 1000 В жоғары қондырғыларда пайда болатын қысқа тұйықталудың активті кедергісінің салыстырмалы түрде төмен болуына байланысты φ бұрышы 90°-қа жуық болады, яғни қысқа тұйықталу тогы не таза индуктивті болады немесе басым бөлігі индуктивті құраушыдан тұрады. «Тұрақты кернеудің электр жүйесі» термині қуатты қорек көзін білдіреді, оның шиналарындағы кернеу желі режиміндегі кез келген өзгерістер кезінде - жүктеме кенеттен артуы кезінде, асқын жүктеме кезінде, қысқа тұйықталулар кезінде тұрақты болып қалады. Мұндай көздің ішкі кедергісі нөлге тең деп қабылданады (хс=0, rс=0), ал қуаты шексіз үлкен (SномС=∞), бірақ шын мәнінде жүйе қуатының және кедергілерінің шектік мәні болады. Қысқа тұйықталудың бастапқы сәтінде хк= ωLк қысқа тұйықталу тізбегінің индуктивті кедергісінде өзіндік индукциялық ЭҚК пайда болады, ол қарама-қарсы бағыттағы өзіндік индукциялық еркін апериодтық токтың пайда болуын тудырады. Апериодтық токтың бағыты уақыт өте өзгермейді. ҚТ пайда болған сәттен бастап қысқа тұйықталудың жалпы тогын iк екі құраушының қосындысы ретінде қарастыруға болады: iа – қысқа тұйықталу индуктивтілігіндегі Lк магнит өрісінің энергия қорына байланысты қысқа тұйықталу тогының еркін апериодтық құраушы бөлігі; iп – қорек көзінің әсерінен пайда болатын қысқа тұйықталу тогының мәжбүрлі периодтық құраушы бөлігі. Қысқа тұйықталу тогының апериодтық құраушы бөлігі экспоненциалды заң бойынша сөнеді: iа 0 – қысқа тұйықталудың бастапқы сәтіндегі апериодтық құраушысы; Tа – қысқа тұйықталу тізбегінің сөну уақыт тұрақтысы, с. Lк – қысқа тұйықталу тізбегінің индуктивтілігі; rк – қысқа тұйықталу тізбегінің активті кедергісі; xк – қысқа тұйықталу тізбегінің реактивті кедергісі; ω=2πf – бұрыштық жиілік. Қысқа тұйықталу тогының апериодтық құраушысының сөну жылдамдығы қысқа тұйықталу тізбегінің активті және индуктивті кедергілерінің қатынасына байланысты: қысқа тұйықталу тізбегінің активті кедергісі неғұрлым көп болса, соғұрлым сөнуі күшейеді. Қысқа тұйықталудың бастапқы сәтінде (t=0) периодтық құраушының мәні қуат көзінің кернеуіне (энергия жүйесі) және қысқа тұйықталу тізбегінің толық кедергісіне байланысты. Қысқа тұйықталу тогының периодтық құраушысы уақыт бойынша периодтық заңға сәйкес қорек көзінің кернеу жиілігіне тең жиілікпен өзгереді. ҚТ басынан бастап кез келген уақытта t оның лездік мәні келесі теңдеу бойынша анықталады: Umax – қуат көзінің фазалық кернеуінің амплитудалық мәні; Zк – қысқа тұйықталу тізбегінің толық кедергісі; α – t=0 сәтіндегі кернеудің фазалық бұрышы; φк – қысқа тұйықталу тізбегіндегі токтың қуат көзінің кернеуіне қатысты ығысу бұрышы; Iп max – қысқа тұйықталу тогының периодтық құраушысының амплитудалық мәні. Қуатты энергетикалық қорек көзінен қорек алған жағдайдағы ҚТ өтпелі процессінің ұзақтығы ҚТ тогының апериодтық құраушысының болуымен анықталады. Бұл токтың сөнуімен тұрақты режим I∞ пайда болады. Қысқа тұйықталу тізбегінде орнатылған барлық электр аппараттары периодтық және апериодтық құраушылардың қосындысына тең болатын сол уақытқа тиесілі толық ҚТ тогының iкt әсерінде болады. Қысқа тұйықталу тогының графигін талдай отырып, қысқа тұйықталу басталғаннан кейін жарты периодтан соң (t=0,01 c) қысқа тұйықталу тогының лездік мәні соққы тогы iуд деп аталатын максималды мәнге жететінін (электр жабдықтары мен құрылғыларына ең үлкен механикалық әсер ететін ток) екенін көруге болады. Соққы тоғын анықтау кезінде шартты түрде қысқа тұйықталу тоғының периодтық құраушы бөлігі айтарлықтай өзгерістерге ұшырамайды және қысқа тұйықталудың бастапқы сәтіндегіндей Iп max-қа тең деп есептеледі. Апериодтық құраушының әлсіреуі ғана ескеріледі, оның максималды мәні де Iп max-қа тең деп қабылданады. Қабылданған шартты рұқсат етулерге сүйене отырып, соққы тогы келесі түрде анықталады: болмаса kуд – ҚТ тізбегінің сөну уақыт тұрақтысына тәуелді соққы коэффициенті. Қысқа тұйықталу тоғының периодтық құраушысының амплитудасы (максималды мәні) Iп max мен әсерлік Iп 0 мәндері арасындағы қатынасты ескере отырып: ҚТ соққы тоғы шамасын анықтайтын қорытынды формуласы: Кернеуі тұрақты энергожүйеден қоректену кезіндегі электр жүйесінің өтпелі процессі қысқа тұйықталу тогының апериодтық құраушысы сөнуінен соң аяқталады, содан кейін қысқа тұйықталудың толық тогы амплитудасы өзгермейтін периодтық құраушысына тең болады. Белгілі бір t уақыты үшін ҚТ әсерлік мәні келесі формулалар арқылы анықталады: периодтық құраушысы апериодтық құраушыс толық ҚТ тогы жүктеу/скачать 294,94 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|
1 2