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单相系统短路时的电动力分析

【摘要】:非周期分量与短路电流发生瞬间对电压的相位角有关。图2-14单相短路时短路电流的波形令i1=i2=i,则交流单相短路时的暂态电动力为要计算最大电动力,就应该用最大短路电流,即当最大时,i最大,F也最大。图2-15单相短路电流和电动力随时间的变化曲线

当电力系统发生短路时,暂态短路电流中含有非周期分量(暂态分量)和周期分量(t稳态分量),如图2-14所示。非周期分量与短路电流发生瞬间对电压的相位角有关。根据对短路的过渡过程的分析,得到短路电流的一般表达式为

式中:I——短路电流周期分量的有效值

   φ——短路瞬间电压的相位角;

   φ——电流滞后于电压的相位角;

   R——线路电阻

   L——线路电感

   ——短路电流非周期分量的衰减系数

图2-14 单相短路时短路电流的波形

令i1=i2=i,则交流单相短路时的暂态电动力为

要计算最大电动力,就应该用最大短路电流,即当最大时,i最大,F也最大。

时,i′最大,i也最大,此时

当ωt=π时,即s,i达最大,相应的电动力为最大,即

在电力系统中,电阻R的值一般比较小,衰减系数的平均值约为22.311 s-1,此时最大的电动力为

式(2-98)表明单相暂态交流下的最大电动力是单相稳态交流下最大电动力的3.24倍。在极限情况下,若R=0,则Fmax=4F0

单相短路电流和电动力随时间的变化曲线如图2-15所示,单相短路电流是交变的,它所产生的电动力也随时间变化,但电动力的作用方向不变。

图2-15 单相短路电流和电动力随时间的变化曲线