Практические задачи. 
Электрические аппараты

Типовая задача 1.

Выбор шунтирующего сопротивления для обеспечения условий гашения дуги постоянного тока.

Исходные данные: напряжение источника U_c = 200 В; отключаемый ток 1_С = 100 А; длина дуги, горящей между угольными электродами в воздухе, /_д = 8 см.

Необходимо определить: шунтирующее сопротивление R_m, которое необходимо подключить параллельно дуге, чтобы обеспечить ее успешное гашение.

Решение

? Предварительно проверим условия существования дуги при отсутствии дополнительного шунтирующего сопротивления. Для этого на рис. 8.18 строятся ВАХ дуги 1 и реостатная характеристика цепи 2 согласно выражениям (8.1) и (8.5):

Рис. 8.18. К задаче выбора шунтирующего сопротивления.

Как очевидно из рис. 8.18, дуга не погашена и устойчиво горит в точке В.

Для ее гашения используем активное шунтирующее сопротивление R_nv включенное параллельно контактам (дуге). Подбирая величину R_m (меняя угол наклона ВАХ шунта 3), добиваемся поднятия суммарной ВАХ дуги 4 и шунта выше реостатной характеристике цепи. Приведенная характеристика 4 получена при R_m = 6 Ом. Обращаем внимание, что перенапряжения в цепи снижаются с 640 до 250 В, но при этом остается ток в цепи шунтирующего сопротивления (порядка 25 А), который необходимо будет отключить.

Задача решена с использованием программных средств Excel. 4 Решите аналогичную задачу для следующих исходных данных.

Примечание. * — при /_с<100 А для построения ВАХ дуги использовать формулу (8.1); при 1_С> 100 А — формулу (8.2).

Типовая задача 2.

Определение критических условий гашения дуги переменного тока.

Исходные данные: номинальное напряжение источника U_n = 660 В; отключаемый ток 1_С= 1000 А; коэффициент мощности coscp = 0,35; коэффициент схемы К_сх = 1,5 (отключение трехфазной цепи). Цепь — воздушная.

Необходимо определить: шунтирующее сопротивление которое необходимо включить в цепь коммутирующих контактов для перевода процесса гашения дуги из колебательного в апериодический.

Решение

? Определяем параметры схемы замещения, представленной на рис. 8.12: R, L, С:

Для воздушных линий (жесткая цепь) собственная частота цепи согласно выражению (8.13) равна.

Тогда

Определим шунтирующее сопротивление, которое надо включить параллельно контактам, для того чтобы перевести колебательный процесс восстановления напряжения в апериодический, согласно выражению (8.16),.

Мгновенное значение восстанавливающегося напряжения в момент перехода тока через нуль составит, согласно выражению (8.17),.

Определим переходное восстанавливающееся напряжение (колебательный процесс) в межконтактном промежутке.

Для этого предварительно находим.

Тогда при колебательном процессе при апериодическом.

Максимальное значение ПВН имеет место при.

На рис. 8.19 дано графическое представление задачи, полученное с использованием программных средств Excel 4