Curentul de scurtcircuit departat

Curentul de scurtcircuit departat

Curentul de scurtcircuit departat este curentul care circula printr'un circuit care are tensiunea electromotoare considerata ca sursa generatoare in acest caz reactanta fiind nula

Fiindca regimul de scurtcircuit practic anuleaza sarcina activa a circuitului ca sarcina ramane doar reteaua si deci circuitul va avea un caracter

Stiind ca curentul de scurtcircuit are valori de 15-20 de ori mai mari decat curentul nominal daca presupunem un circuit cu o rez R si o inductivitate L, stiind ca scrutcircuitul apare in faza initziala y vom avea ecuatzia razultandcurentul de scurtcircuit departat unde:

- constanta de timp

- - unghi de comutatie

- valoarea de vârf a curentului permanent de scurtcircuit.     Din punctul de vedere al variatiei dintre amplitudinile pozitive si negative rez 13213s1817n ulta ca curentul de scurtcircuit departat este curent asimetric, unghiul de comutatzie fiind egal cu pi/2,valoarea maxima cu unghiul de comutatie pi numindu'se curent de lovitura,acesta avand expresia .

asimetrie maxima (a p

Curentul de scurtcircuit apropiat

In acest caz creste importanta impedantei interne a sursei generatoare,aceasta fiind un element activ al retelei si ducand la o reactie statorica in crestere a masinii.Acest lucru duce la micsorarea tensiunii la borne care in acest caz nu mai are o amplitudine constanta iar reactanta variind in timp.În acest caz,sursa generatorului este introdusa în schemele de calcul a curentului de scurtcircuit prin marimi independente,care sa permit trecerea brusca de la un regim la altul.

Regimul termic al conductorului drept cu sectiune constanta

dQ₁ = p₁A dxdt = rJ²Adxdt ;;;

;

, ecuatia caldurii

În cazul variatiei în timp a temperaturii:

, ,q_f = C

In conditii initiale nule    

Daca se fac notatiile:

q_0max r_pJ²A/al_p - cu semnificatia data la punctul a

q_max q_0max a_Rq_0max - cu semnificatia data la punctul a.

- constanta de timp: reprezinta timpul necesar încalzirii conductorului

   

- constanta de timp de încalzire a conductorului

   

În cazul în care J=J_cr,: cu solutia

Pentru J>J_cr:

cu si sau restrâns

Regimul periodic intermitent

; ; ;.;

   

,

coeficient de suprasarcina termica.

; => =>

t_a = -cst de timp a arcului electric.

G=i/u => - ecuatia generala a arcului electric

Caracteristicile arcului electric de curent continuu(Ayrton)

Caracteristica U_a=f(l)

Tensiunea si curentul arcului electric au o legatura, si anume caderea de tensiune în arc descreste odata cu cresterea curentului datorita proceselor de ionizare care au loc.Cu cât arcul se raceste mai repede cu atât caderea de tensiune pe arc creste la un curent dat si rezulta ui= P, iar datorita acestui fapt creste disiparea caldurii din arc

Stabilitatea arcului electric de curent continuu

U_e = R*i + L*di/dt +U_a    U_fa=(U_e - R_i)

Tensiunii necesare arcului U_a = U_e - R_i -di/dt si tensiunea furnizata arcului U_fa = U_e - R_i    Deci, pentru ca arcul electric sa se stinga este nevoie ca tensiunea furnizata arcului u_fa sa fie mai mica decât tensiunea necesara arcului u_{a.,aceasta din urma daca creste are loc alungirea arcului electric}

Electromagnetii de curent continuu

Caracteristicile pot fi statice sau dinamice:

Caracteristici statice

Caracteristicile statice corespund la miscari foarte lente ale armăturilor mobile astfel încât fortele mecanice datorate frecărilor sau acceleratiei maselor în miscare si tensiunile electromotoare rezultate prin variatia fluxului să fie cu totul neglijabile.

Calculul fortei dezvoltate de electromagneti.

Pentru a calcula forta dezvoltata de un electromagnet este nevoie sa cunoastem energia

Daca circuitul magnetic este liniar sau neliniar relatia pentru calculul fortei este: respectiv pentru cuplu :

Astfel, în cazul unui întrefier care se afla între doua piese delimitate de o anumita arie A putem scrie:

Notând cu tensiunea magnetica ,fluxul si cu permeanta intrefierului rezulta ca :

Pentru =ct forta

O alta expresie a fortei: in condittile in

care

întrefier maxim d d_max

întrefier minim d d_min

La un electromagnet cu miscare de translatie forta dezvoltată se poate calcula cu relatia unde:

Ecuatia mecanică de echilibru a fortelor :

unde - masa mecanismului actionat - forta rezistentă redusă la directia de deplasare a armăturii mobile

Regimul de scurtcircuit:

Regimul de scurtcircuit în retele electrice este puternic inductiv cu deosebire în retele de înalta tensiune unde practic are un caracter pur inductiv, deci . În aceste conditii, pentru a obtine un curent de scurtcircuit simetric, este necesar ca , (), deci tensiunea sursei sa fie surprinsa la valoarea de vârf.

Curentul de scurtcircuit cu asimetrie maxima se obtine pentru , deci ; ca urmare conditiile cele mai grele pentru retea sunt: si , la t=0.

În aceste conditii curentul de regim permanent (nominal) este neglijabil fata de curentul de scurtcircuit, iar tensiunea sursei este surprinsa la trecerea prin zero.

Valoarea efectiva a curentului total de scurtcircuit determina solicitarea termica; se poate obtine din observatia ca, în orice moment, valoarea curentului rezulta ca suma vectoriala dintre doua componente i_f si i_l, deci: . Dupa la (pentru f=50Hz), suma dintre cele doua componente este maxima si reprezinta curentul de lovitura (de soc). Valoarea efectiva a curentului de soc la scurtcircuit corespunde, asadar, primei semiperioade dupa producerea defectului si se calculeaza efectuându-se media patratica a componentelor aperiodica si periodica, în care aceasta din urma se considera constanta. Pentru un K_soc=1,8 rezulta:

Daca în apropierea imediata a punctului de scurtcircuit exista motoare (a)sincrone mari, în calculul curentilor de scurtcircuit de soc trebuie sa se tina seama de energia înmagazinata în inductivitatile acestora, ele contribuind practic, în primele momente, ca surse de alimentare a defectului. Valoarea instantanee maxima pe care îl debiteaza un astfel de motor, în cazul unui scurtcircuit trifazat simetric la bornele lui, se poate calcula cu relatia:

unde:- I_n - curentul nominal al motorului [A].

Expresia curentului de soc se recomanda sa se modifice astfel:

Curentul debitat de aceste motoare se amortizeaza foarte repede. De aceea, pentru calcule de curenti pentru t>0,01s si pentru calculul valorii efective a curentului total (care se face pentru o perioada întreaga) se poate neglija.

La determinarea curentului de scurtcircuit nu se iau în consideratie agregatele de rezerva sau circuitele care functioneaza în paralel în timpul manevrelor.

Premisele de calcul ale curentilor de scurtcircuit sunt în functie de scopul urmarit. Un exemplu în acest caz este, cred, concludent:

pentru determinarea solicitarilor la scurtcircuit în retele de înalta tensiune se folosesc ipotezele simplificatoare amintite (sursa ideala, neglijarea rezistentei liniilor, neglijarea susceptantelor capacitive ale liniilor, neglijarea sarcinilor de pe linii, luându-se în discutie doar aportul motoarelor sau componentelor sincrone si al motoarelor asincrone numai daca sunt în apropierea locului de defect si au o anumita putere totala (de ex > 1000KVA). Aceste calcule, numite din cauza ipotezei asupra t.e.m. - metoda în c.c. - sunt folosite cu scopul de a stabili metoda de limitare a curentilor, pentru alegerea si verificarea aparatelor de comutatie, a elementelor conductoare de curent etc.

pentru studiul regimurilor dinamice, întocmirea schemelor echivalente de calcul, analiza si alegerea caracteristicii si reglajului protectiei de la distanta, este necesar ca sistemul analizat sa fie reprezentat fidel, calculul regimului permanent de scurtcircuit fiind practic, un calcul de regim în care la locul de defect se introduce o impedanta corespunzatoare tipului de scurtcircuit analizat. Efectuarea unui astfel de calcul exact nu se poate realiza decât cu ajutorul calculatoarelor numerice.

Încheind aici concluziile referitoare la curentul de scurtcircuit departat, sa ne punem problema ce se întâmpla daca distanta electrica a locului de scurtcircuit scade ?