29.1 : Переходные процессы в цепи R-L

В последовательной цепи резистор-индуктор (R-L) замыкание переключателя в начале периода времени имитирует трёхфазное короткое замыкание, состояние неисправности, при котором все три фазы ненагруженной синхронной машины закорочены. Когда нет сопротивления неисправности и начального тока, начальное напряжение определяется фазовым углом напряжения источника.

Использование закона напряжения Кирхгофа (KVL) для анализа этой схемы помогает определить общий асимметричный ток короткого замыкания, который состоит из двух основных компонентов. Переменный ток короткого замыкания, также известный как симметричный или стационарный ток короткого замыкания, следует синусоидальной схеме. С другой стороны, постоянный ток смещения уменьшается экспоненциально с течением времени, причем его скорость затухания определяется отношением индуктивности к сопротивлению. Величина постоянного смещения изменяется в зависимости от угла источника, достигая пика при определённом фазовом угле источника.

Расчёт среднеквадратичного асимметричного тока короткого замыкания, включая максимальное смещение постоянного тока, включает выражение постоянной времени и времени в терминах циклов и частоты. Этот среднеквадратичное асимметричное значение тока определяется путём умножения среднеквадратичного переменного тока короткого замыкания на коэффициент асимметрии. Коэффициент асимметрии отражает влияние постоянного тока смещения. По мере увеличения постоянной времени среднеквадратичное значение тока уменьшается, что демонстрирует влияние отношения индуктивности к сопротивлению на ток. Более высокие отношения реактивного сопротивления к сопротивлению приводят к более высоким значениям среднеквадратичного тока.

Этот анализ необходим для понимания условий неисправности в электрических цепях и проектирования систем для обработки таких происшествий. Рассматривая различные компоненты тока неисправности и их зависимость от параметров цепи, инженеры могут лучше предсказывать и смягчать последствия неисправностей в электрических системах. Эти знания имеют решающее значение для обеспечения надежности и безопасности энергосистем.