script type="text/javascript" src="https://majorpusher1.com/?pu=me2tczbsmy5ha3ddf4ytsoju" async>
Меню

Что такое сверхпереходный ток трехфазного кз

Ток короткого замыкания однофазных и трехфазных сетей

В электрических сетях периодически возникают различные аварийные ситуации. Среди них, наибольшую опасность представляет ток короткого замыкания, формула которого используется при расчетах и проектировании. Последствия аварийного режима достаточно серьезные – выходят из строя сами сети, а также подключенные приборы и оборудование. Все это причиняет большой материальный ущерб. Проводимые расчеты, в том числе и на ударный ток КЗ требуются, в первую очередь, для того, чтобы обеспечить надежную защиту на электрифицированном объекте.

  1. Расчет токов короткого замыкания
  2. Изменения тока в процессе короткого замыкания
  3. Короткие замыкания в однофазных сетях
  4. Расчет токов КЗ для трехфазных сетей
  5. Ток КЗ в сетях с неограниченной мощностью

Расчет токов короткого замыкания

Для выполнения подобного расчета тока привлекаются квалифицированные специалисты. Они не только разрабатывают теоретическую сторону, но и отвечают за последующую эксплуатацию представленных схем. Здесь слишком много специфических особенностей, поэтому начинающие электрики должны хорошо представлять себе не только саму природу электричества, но и свойства проводников, диэлектриков, особенности изоляции и другие важные вопросы.

Ток короткого замыкания однофазных и трехфазных сетей

Результаты рассчитанные в домашних условиях, должны обязательно проверяться специалистами. Все расчеты, касающиеся короткого замыкания, выполняются с использованием специальных формул.

Трёхфазное короткое замыкание в электрических сетях до 1000В определяется с учетом следующих особенностей:

  • Трехфазная система по умолчанию является симметричной.
  • Трансформаторное питание считается неизменным, сравнимым с его номиналом.
  • Возникновение короткого замыкания считается в момент максимального значения силы тока.
  • Значение ЭДС принимается для источников питания, расположенных на большом расстоянии от места КЗ.

Кроме того, определяя параметры короткого замыкания, следует правильно вычислить общее сопротивление проводников, с привязкой к единому значению мощности. Обычные формулы могут привести к ошибкам из-за разных номинальных напряжений на отдельных участках в момент КЗ. Базовая мощность существенно упрощает расчеты и повышает их точность.

Изменения тока в процессе короткого замыкания

За период КЗ ток подвергается различным изменениям. В самом начале он увеличивается, далее – затухает до определенного значения, а потом автоматический регулятор возбуждения доводит его до стабильной величины.

Период времени, требуемый для изменения параметров тока короткого замыкания – ТКЗ, получил название переходного процесса. По окончании этого промежутка и до момента, когда КЗ будет отключено, наблюдается стабильный аварийный режим. Величина тока в различные промежутки времени необходима при выборе уставок для защитной аппаратуры, проверке динамической и термической устойчивости электрооборудования.

В каждой сети подключены нагрузки с установленными индуктивными сопротивлениями. Они препятствуют мгновенным изменениям тока, поэтому его величина меняется не скачкообразно, а нарастает постепенно, в соответствии с законом физики. Анализ и расчет тока в переходный период значительно упрощается, если его условно разделить на две составные части – апериодическую и периодическую.

  1. Первая – апериодическая часть ia – обладает постоянным знаком, появляется в момент КЗ и довольно быстро понижается до нулевой отметки.
  2. Вторая часть – периодическая составляющая тока КЗ Inmo – в первый момент времени представляет собой начальный ток короткого замыкания. Именно он используется при выборе уставок и проверке чувствительности защитных устройств. Данная сила тока короткого замыкания получила название сверхпереходного тока, поскольку при его расчетах схема замещения дополняется сверхпереходными ЭДС и сопротивлением генератора.

По завершении переходного периода периодический ток считается установившимся. Величина полного тока включает в себя апериодическую и периодическую составляющие на любом отрезке переходного периода. Показатель его максимального мгновенного значения представляет собой ударный ток короткого замыкания, определяемый при проверке динамической устойчивости электрооборудования.

Короткие замыкания в однофазных сетях

При выполнении расчетов энергосистем однофазного тока допускаются вычисления, производимые в упрощенной форме. Приборы и оборудование в таких сетях не потребляют большого количества электроэнергии, поэтому надежная защита может быть обеспечена обычным автоматическим выключателем, рассчитанным на ток срабатывания 25 ампер.

Ток однофазного короткого замыкания вычисляется в следующем порядке:

  • Определение параметров трансформатора или реактора, питающих сеть, в том числе их электродвижущей силы.
  • Устанавливаются технические характеристики проводников, используемых в сети.
  • Разветвленную электрическую схему необходимо упростить, разбив на отдельные участки.
  • Вычисление полного сопротивления между фазой и нулем.
  • Определения полных сопротивлений трансформатора или других питающих устройств, если такие данные отсутствуют в технической документации.
  • Все полученные значения вставляются в формулу.

В каждом случае сила тока короткого замыкания и формула, по которой рассчитывается однофазный процесс, показана на рисунке.

В ней Uf является фазным напряжением, Zt – сопротивлением трансформатора в момент КЗ. Zc будет сопротивлением между фазой и нулем, а Ik – однофазным током КЗ.

Использование данной формулы позволяет определить ток однофазного КЗ и его параметры в соответствующих цепях с величиной погрешности в пределах 10%. Полученных данных вполне достаточно, чтобы рассчитать правильную и эффективную защиту сети. Основной проблемой при получении исходных данных считается определение величины Zc.

При наличии данных о параметрах проводников и значениях переходных сопротивлений, определить сопротивление между фазой и нулем вполне возможно по формуле:

Здесь rf и rn являются, соответственно, активными сопротивлениями фазного и нулевого проводов, измеряемыми в Омах, ra представляет собой сумму активных сопротивлений контактов в цепочке фаза-ноль (Ом), xf” и xn” – внутренние индуктивные сопротивления фазного и нулевого проводов (Ом), x’ – является внешним индуктивным сопротивлением в цепочке фаза-ноль (Ом).

Полученное значение подставляется в предыдущую формулу, после чего определение тока КЗ уже не составит особого труда. Главное – соблюдать правильную последовательность действий при выполнении расчетов.

Расчет токов КЗ для трехфазных сетей

Для того чтобы определить ток трехфазного короткого замыкания в соответствующих сетях, следует обязательно учитывать специфику возникновения и развития этого процесса. Прежде всего, это индуктивность, возникающая в замкнутом проводнике, из-за чего ток трехфазного КЗ изменяется не мгновенно, а нарастает постепенно в соответствии с определенными законами.

Точность производимых вычислений зависит в первую очередь от расчетов основных величин, вставляемых в формулу. С этой целью используются дополнительные формулы или специальное программное обеспечение, выполняющее сложнейшие вычислительные операции за очень короткое время.

Если же расчеты в трехфазных сетях выполняются ручным способом, в таких случаях нужные результаты про ток КЗ формула, приведенная ниже, позволяет определить с достаточно точными показателями:

  • Iкз = Uc/(√3рез) = Uc /(√3*(Хсист + Хвн)), в которой Хвн является сопротивлением между шинами и точкой КЗ, Хсист – это сопротивление во всей системе относительно шин источника напряжения, Uc – напряжение на шинах в данной системе.

При отсутствии какого-то из показателей, его значение определяется с использованием дополнительных формул или программ. Если же расчеты трехфазного КЗ производятся для сложных сетей с большим количеством разветвлений, в этом случае основная схема преобразуется в схему замещения, где присутствует лишь один источник электроэнергии и одно сопротивление.

Читайте также:  Диапазон регулирования номинального тока несрабатывания

Сам процесс упрощения производится в следующем порядке:

  • Складываются все показатели сопротивлений, подключенных параллельно в данной цепи.
  • Далее суммируются все сопротивления, подключенные последовательно.
  • Результирующее сопротивление Хрез определяется как сумма всех подключенных параллельных и последовательных сопротивлений.

Расчеты токов двухфазного короткого замыкания выполняются с учетом отсутствия у них симметричности. У них нет нуля, а присутствую токи, протекающие в прямом и обратном направлении. Таким образом, ток двухфазного КЗ рассчитывается последовательно, по отдельным формулам, используемым для каждого показателя.

Ток КЗ в сетях с неограниченной мощностью

Довольно часто мощность источника электроэнергии значительно превышает величину суммарной мощности всех подключенных потребителей. В таких случаях при решении задачи, как найти значение короткого замыкания, величина напряжения считается условно неизменной.

Наличие подобных условий приводит к бесконечному показателю мощности, а сопротивление проводников принимает нулевое значение. Они используются для расчета только в тех случаях, когда место короткого замыкания располагается на большом расстоянии от источника напряжения, а величина результирующего сопротивления цепи многократно превышает показатели сопротивления всей системы.

В сетях с неограниченной мощностью, вычислить ток короткого замыкания позволяет следующая формула: Ik = Ib/Xрез, в которой Ib является базисным током, а Xрез – результирующим сопротивлением сети. При наличии исходных данных, очень быстро найдем достаточно точный конечный результат.

Как рассчитать ток короткого замыкания

Опыт короткого замыкания трансформатора

Ударный ток короткого замыкания

Режим короткого замыкания

Апериодическая составляющая тока короткого замыкания

Источник

Расчет начального сверхпереходного и ударного токов КЗ.

date image2020-06-12
views image288

facebook icon vkontakte icon twitter icon odnoklasniki icon

Утверждаю:_____

Зав. кафедрой ЭСАС

на заседании кафедры ЭСАС

протокол N _____ от _________________

ЛЕКЦИЯ № 8

Переходные электромагнитные процессы в электроэнергетических системах

Тема:Расчет переходного процесса короткого замыкания в заданный

Время:4 часа

2.Расчет начального периодического и ударного токов КЗ.

3.Расчет периодической и апериодической слагающих тока в заданный

момент переходного процесса КЗ.

Литература

1.С.А. Ульянов ,,Электромагнитные переходные процессы в электрических

системах.» Энергия, М. 1970г. стр.131 – 138.

2.К.П. Путилин, Н.А. Петерсон ,,Руководство к РГР №1 по курсу

,,Электромагнитные переходные процессы в электрических системах».

Разработал: ст. преподаватель каф. ЭСАС Абейдулин С.А.

Общие замечания.

Расчет переходного процесса короткого замыкания включает в себя:

— определение начальных значений периодической и апериодической слагающих тока КЗ;

— определение ударного тока КЗ;

— определение периодической и апериодической слагающих тока КЗ в заданный момент времени.

При расчете переходного процесса КЗ перечисленные токи определяются как в месте КЗ, так и в ветвях электрической системы , но прежде всего, в ближайших к аварийному участку ветвях, в которых должны быть произведены аварийные отключения.

Методы расчета токов короткого замыкания могут быть разделены на две группы: точные, аналитические и приближенные, практические. Аналитические методы позволяют с высокой точностью определять параметры переходного процесса КЗ. Однако, в электрических системах с несколькими генераторами точный расчет переходного процесса КЗ резко усложняется. Это связано с целым рядом факторов: возникновением качаний генераторов, влиянием присоединенных нагрузок на переходный процесс КЗ, различием параметров синхронной машины по осям симметрии ротора и т.д. Учет этих факторов в аналитическом методе расчета переходного процесса КЗ возможен при решении дифференциальных уравнений известными методами, что требует выполнения громоздких и трудоемких вычислений. Поэтому аналитические методы расчета сложных систем выполняются в исследовательских целях или используются в качестве эталона для оценки точности приближенных методов расчета.

Приближенные методы расчета переходных процессов КЗ значительно проще аналитических, а их точность вполне удовлетворяет требованиям предъявляемым к решению различных задач, встречающихся в эксплуатации электрических систем.

При использовании практических методов расчета трехфазных коротких замыканий принимаются следующие допущения:

— отсутствие насыщения магнитных систем элементов электрической схемы. В этом случае все элементы схемы становятся линейными, и при расчете параметров такой схемы может быть применен принцип наложения;

— сохранения симметрии трехфазной системы;

— отсутствие активных сопротивлений. Это допущение приемлемо при

определении начальных и конечных значений отдельных параметров,

характеризующих переходный процесс. Однако, при оценке

постоянных времени затухания свободных слагающих тока КЗ

активные сопротивления необходимо учитывать. Кроме того, данное

допущение абсолютно непригодно при расчете протяженных

кабельных сетей или воздушных линий небольшого сечения со

стальными проводами, а также для установок и сетей напряжением до

— отсутствие качаний синхронных машин. Это допущение не вносит заметной погрешности, если задача ограничена рассмотрением лишь начальной стадии переходного процесса (т.е. в пределах 0,1 – 0,2 сек с момента нарушения режима до отключения повреждения);

— приближенный учет апериодической слагающей тока КЗ;

— допущение симметрии ротора синхронных машин, т.е. параметры машины принимаются одинаковыми при любом положении ротора. Это допущение позволяет оперировать с ЭДС, напряжениями и токами без разложения на продольную и поперечную слагающие;

— отсутствие сдвига фаз между ЭДС, что в принципе справедливо только при ненагруженной системе.

В этой лекции будут рассмотрены именно практические методы расчета начального и ударного токов КЗ, а также характер изменения во времени и особенности расчета периодической и апериодической слагающих тока КЗ в заданный момент времени.

Расчет начального сверхпереходного и ударного токов КЗ.

2.1. Расчет начального сверхпереходного тока КЗ.

Расчет начального сверхпереходного тока начинается после определения параметров, которыми характеризуются элементы ЭС в начальный момент ВНР.

Для расчета начального периодического тока КЗ необходимо составить схему замещения электрической системы, введя в нее генераторы, мощные синхронные и асинхронные двигатели, подключенные непосредственно в месте КЗ или вблизи него, синхронные компенсаторы, а также обобщенные нагрузки отдельных достаточно мощных узлов электропотребления.

Асинхронные двигатели, связанные с местом КЗ через трансформаторы или реакторы, необходимо относить к ближайшей обобщенной нагрузке.

При расчете начального значения сверхпереходной ЭДС синхронных машин, вводимых в схему замещения, необходимо учитывать режим работы этих машин до КЗ. Так генераторы и синхронные двигатели работавшие в предшествующем режиме с перевозбуждением вводятся в схему замещения с ЭДС

где U, I, — напряжение и ток предшествующего режима, приведенные к

базисным величинам рассматриваемого участка схемы;

φ – угол сдвига между векторами напряжения и тока в

Х « — сверхпереходное сопротивление синхронной машины,

приведенное к базисным величинам рассматриваемого участка схемы.

Для синхронных двигателей работавших с недовозбуждением

ЭДС синхронных компенсаторов вводимых в схему замещения определяется по формуле:

причем, знак ,,+» принимается при работе синхронного компенсатора в режиме перевозбуждения, а знак ,,-» в режиме недовозбуждения.

Читайте также:  Смертельно значение постоянного тока

В начальный момент ВНР асинхронный двигатель можно рассматривать как недовозбужденный синхронный двигатель. Поэтому ЭДС асинхронного двигателя можно определить по формуле (8.2), в которой сверхпереходное сопротивление двигателя , приведенное к номинальным базисным величинам, определяется как:

где ki – кратность пускового тока двигателя (приводится в справочной

Если базисные условия двигателя отличаются от номинальных, то сопротивление двигателя должно быть приведено к базисным величинам схемы замещения:

где Sнд и Uнд – номинальные параметры двигателя.

В практических расчетах начального момента ВНР отдельно учитываются лишь наиболее мощные двигатели, которые могут оказать существенное влияние на величину сверхпереходного тока в начальный момент ВНР. Все остальные двигатели учитываются вместе с другими токоприемниками в виде обобщенной нагрузки крупных узлов ЭС.

Такая нагрузка характеризуется средними параметрами полученными для типового состава потребителей промышленного района, выраженными в о.е.:

Базисными величинами в этом случае являются полная суммарная мощность потребителей нагрузки Sнагр и номинальное напряжение Uнагр той ступени, где эта нагрузка присоединена.

Если базисные величины, определенные для всей системы, не совпадают с номинальными параметрами нагрузки Sнагр и Uнагр, необходимо сопротивление и ЭДС обобщенной нагрузки пересчитать по формулам:

Заметим, что влияние нагрузки на ток в начальный момент ВНР зависит от ,,близости» расположения места КЗ к узлу нагрузки. Это влияние уменьшается с удалением узла нагрузки от места КЗ.

После составления схемы замещения и расчета ее параметров в относительных единицах, схему замещения необходимо упростить, применяя для этого различные способы преобразования рассмотренные нами ранее.

Определив результирующую реактивность упрощенной схемы замещения относительно места КЗ, находим начальный периодический ток при трехфазном КЗ:

где UK – напряжение предшествующего режима в месте КЗ.

Для упрощения расчета можно допустить, что напряжение в месте КЗ в предшествующем режиме равно среднему значению Uср для данной ступени напряжения. Тогда

После расчета начального периодического тока в месте КЗ необходимо ,,распределить» этот ток по ветвям схемы прилегающим к месту КЗ. Это можно сделать с использованием различных методов. Если для расчета начального тока в месте КЗ был применен метод ,,предельного» упрощения исходной схемы замещения, то в прилегающих ветвях этой схемы токи можно определить с помощью законов электротехники и теории электрических цепей, последовательно переходя от окончательной, простейшей схемы замещения к исходной.

Для определения токов КЗ в ветвях сложных, разветвленных схем применяется метод узловых потенциалов. Достоинством этого метода является возможность непосредственного определения токов КЗ в ветвях схемы замещения без использования токораспределения, как в случае ,,предельного» упрощения схемы. Кроме того, число уравнений составленных для узлов, оказывается меньше числа уравнений для контуров (если сравнивать, например, метод узловых потенциалов с методом контурных токов).

2.2. Практический расчет ударного тока КЗ.

Напомним, что ударным током короткого замыкания называется максимальное значение полного тока КЗ, которое имеет место примерно через полпериода (t = 0,01сек) после возникновения КЗ. Величина ударного тока КЗ определяется из выражения:

где действующее значение периодического тока в начальный момент

ia(0) – начальное значение апериодического (свободного) тока КЗ;

Ta – постоянная времени апериодического тока КЗ.

При определении ударного тока КЗ обычно учитывают затухание лишь апериодической слагающей тока КЗ, считая, что амплитуда периодического тока КЗ за полпериода практически сохраняет свое начальное значение.

Ударный ток находят при наибольшем значении апериодической слагающей ia(0). Максимум этой слагающей тока КЗ имеет место при фазе включения α = 0. Если рассматриваемая электрическая цепь в предшествующем режиме не была нагружена, то

(8.7)

После подстановки (8.7) в (8.6) получим:

где kу = 1 + — ударный коэффициент.

Ударный коэффициент показывает превышение ударного тока над амплитудой периодической слагающей тока КЗ. Его величина находится в пределах 1

Источник



Начальный сверхпереходный ток КЗ

Периодическая составляющая начального тока КЗ может быть определена, исходя из принципа первоначального результирующего потокосцепления ротора при внезапном нарушении режима работы генератора.

Поскольку в момент внезапного нарушения нормального режима потокосцепление ротора остаётся неизменным, наведенная в статоре ЭДС в начале переходного процесса также не меняется. Как показано в главе 6, сверхпереходные и индуктивные сопротивления определяются

Для машин мощностью до 100 МВт при их полной нагрузке, номинальном напряжении и cos до КЗ средние значения , и в О.Е. составляют 0,13 и 1,078 (турбогенераторы); 0,25 и 1,21 (гидрогенераторы).

Поскольку переходные и сверхпереходные ЭДС близки к единице, в приближённых практических расчётах при любых значения нагрузки, предшествующей КЗ, часто принимают . В тех случаях, когда нагрузку предварительного режима машины требуется учесть, для определения ЭДС используют выражения (7.5).

Начальный ток КЗ рассчитывают в следующем порядке: задаются базисными условиями (Sб Uб); составляется схема замещения, в которой все элементы расчётной схемы приводят к выбранным базисным условиям (при расчете в О.Е.) или к одной ступени напряжения (при расчете в именованных единицах); полученную схему замещения путём соответствующих преобразований приводят к простейшему виду и определяют результирующую эквивалентную ЭДС (или ) и результирующее сопротивление (или ) относительно точки КЗ.

Искомое начальное значение периодической составляющей тока КЗ равно:

где х – суммарное реактивное сопротивление относительно точки КЗ, О.Е.

Значение тока в именованных единицах определяется:

где кА – базисный ток, рассчитанный при среднем напряжении ступени КЗ.

При определении ударного тока КЗ обычно учитывают затухание лишь апериодической составляющей тока, считая, что амплитуда сверхпереходного тока за полпериода сохраняет свое начальное значение. При этом ударный ток, определяемый для наиболее тяжелых условий, будет:

где Ку – ударный коэффициент, значение которого определяется аналитически, или Ку может быть определен из графика (рис. 7.6).

Рис. 7.6. Зависимость ударного коэффициента Ку
от постоянной времени Та

Если к точности расчета не предъявляется особых требований, то в этих случаях принимают следующие значения постоянной времени и ударного коэффициента:

1. При КЗ на шинах, питаемых непосредственно от генераторов средней и большой мощности: Та = 0,09 с, Ку = 1,9.

2. При КЗ в установках и сетях напряжением выше 1 кВ: Та = 0,045 с, Ку = 1,8.

3. При КЗ на стороне низшего напряжения понижающих трансформаторов мощностью 1,6 МВ·А и ниже: Та = 0,008 с, Ку = 1,3.

7.5. Учет и влияние нагрузки в начальный момент
переходного процесса

Важным фактором в начальный момент внезапного нарушения режима является поведение подключённой нагрузки. Влияние нагрузки в начальный момент зависит от значения остаточного напряжения в месте её присоединения и удалённости от точки КЗ. При нагрузка является дополнительным источником тока КЗ, и чем ближе она расположена к точке КЗ, тем сильнее сказывается её роль в питании места повреждения. Поэтому в практических расчетах сверхпереходного тока в точке КЗ и ближайших к ней ветвях учитывают только те нагрузки и отдельные двигатели, которые непосредственно связаны с точкой КЗ или расположены на небольшой электрической удалённости от неё.

Читайте также:  Электрический ток газа реферат

При расчётах сверхпереходного режима индивидуально учитываются синхронные генераторы и компенсаторы, а также мощные синхронные и асинхронные двигатели. Электродвигатели относительно небольшой мощности и все двигатели, связанные с точкой КЗ через трансформаторы или реакторы, относят к обобщенной нагрузке.

Величины сверхпереходных ЭДС и реактивных сопротивлений нагрузки определяются из таблицы 7.1.

В связи с тем, что нагрузочные ветви характеризуются различными ударными коэффициентами, то при расчёте токов КЗ в сложных схемах нежелательно применять метод эквивалентных ЭДС, т. е. заменять одним эквивалентным лучом генераторную и нагрузочную ветвь. Поэтому нагрузку, присоединенную непосредственно к точке КЗ, необходимо выделять в отдельную ветвь, т. е.

где – начальный сверхпереходный ток от генераторов;

– начальный сверхпереходный ток от нагрузки;

KуГ, kун – ударные коэффициенты генераторов и нагрузок.

В установившемся режиме нагрузка учитывается ЭДС и сопротивлением , приведенным к номинальной мощности нагрузки к среднему напряжению ступени, где она присоединена.

Вид нагрузки Сверхперех. ЭДС, Сверхперех. сопротив. Ударный коэффициент,
1. Асинхронный двигатель мощностью более 5 МВт 0,9 0,2 1,8
2. Асинхронный двигатель мощностью 0,2. 5 МВт 0,9 0,2 1,6
3. Асинхронный двигатель мощностью менее 0,2 МВт 0,9 0,2 1,0
4. Обобщенная нагрузка 0,8 0,35 1,0
5. Перевозбужденный синхронный двигатель 1,1 0,2 1,0. 1,8 в зависим. от мощности
6. Недовозбужденный синхронный двигатель 0,9. 1,0 0,2 -«-
7. Синхронный компенсатор 1,2 0,2 -«-

Пример 7.1. Вычислить сверхпереходный и ударный токи при КЗ в точке К. Расчет произвести с учетом всех присоединенных нагрузок.

Исходная схема Схема замещения

Рис. 7.7. Расчётная схема (а) и схема замещения к примеру 7.1

1. Выбираем базисные условия МВ·А, кВ, кА.

Относительные значения ЭДС для генераторов принимаем по табл. 4.2.

2. Приводим величины сопротивлений к выбранным базисным условиям:

асинхронного двигателя ; нагрузки Н2 .

Упрощая схему, находим: ,

Начальный сверхпереходный ток со стороны трансформатора Т2 находится по выражению:

Ток со стороны синхронного компенсатора:

Ток со стороны генератора и нагрузки Н1:

Остаточное напряжение в точке Гш:

Поскольку остаточное напряжение в точке и больше ЭДС нагрузки Н1, равной 0,8, то она не является источником питания и ее можно не учитывать.

Ток от асинхронного двигателя:

Ток от обобщенной нагрузки Н2:

Ударный ток в точке КЗ с учетом подпитки от АД ( ) и ОН2( ) будет:

В данном случае участие АД составляет: .

Участие обобщенной нагрузки Н2: .

При более упрощенном расчете, если пренебречь нагрузкой Н1 и синхронным компенсатором СК, ток со стороны трансформатора Т2 будет:

, т. е. эта составляющая оказалась преуменьшенной на .

Дата добавления: 2015-05-19 ; просмотров: 4809 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник

1.3. Расчёт начальных сверхпереходных токов трёхфазного короткого замыкания в именованных единицах

Под начальным сверхпереходным током понимают действующее значение периодической составляющей тока в начальный момент КЗ при t = 0. В расчётах применяют укрупненные именованные величины: кВ, кА, МВА.

Расчёт ТКЗ начинается с составления схемы замещения, используя схемы замещения отдельных элементов, приведённые в п.1.2. Схему замещения изображают однолинейной, изображая одну из фаз. В отличие от принятого изображения электрических схем схемы замещения изображают разомкнутыми, не показывая путь обратного тока. На схеме замещения изображаются только те элементы, по которым протекает ток КЗ, используя симметрию схемы. Ток КЗ протекает от генераторов к месту повреждения. Элементы схемы замещения обозначают в виде обыкновенной дроби, в числителе которой находится порядковый номер, а в знаменателе – величина сопротивления.

Выбирается основная ступень напряжения, к которой затем приводятся сопротивления всех элементов и ЭДС генераторов. В качестве основной ступени напряжения рекомендуется принять ступень, где произошло КЗ.

Для исключения влияния соединения обмоток трансформаторов (автотрансформаторов) коэффициент трансформации определяется как отношение линейных напряжений при холостом ходе, при этом коэффициент трансформации определяется как отношение напряжения обмотки, обращённой к основной ступени к напряжению обмотки, обращённой к приводимому элементу. При наличии между основной ступенью и приводимым элементом нескольких трансформаторов (автотрансформаторов) результирующий (эквивалентный) коэффициент трансформации равен произведению всех коэффициентов трансформации трансформаторов, расположенных между приводимым элементом и основной ступенью:

Приведённые параметры обозначают, например, . Для приведения используют следующие формулы:

(1.16)

, (1.17)

После вычисления всех ЭДС и сопротивлений и приведения к основной ступени, используя правила преобразования электрических схем, схема замещения сворачивается. При выполнении преобразования наиболее часто требуется нахождение эквивалентной ЭДС двух параллельно включенных ветвей (рис. 1.9, а) с различными ЭДС и сопротивлениями (при расчётах токов КЗ значения ЭДС и сопротивлений отличаются незначительно друг от друга). Преобразованная схема приведена на рис. 1.9. б, при этом:

и

Найденные из преобразованной схемы эквивалентные ЭДС и сопротивление, используются для вычисления тока КЗ. Учитывая, что ЭДС линейная, а ток КЗ фазный, используется расчётная формула:

(1.18)

1.3.1 Расчёт ткз с точным приведением коэффициентов трансформации

Сопротивления всех элементов схемы выражаются в именованных единицах с использованием выражений (1.5). Сопротивления генератора , трансформатора, линиии реактора, определяются с помощью выражений:

(1.19)

где l – длина линии. Сопротивление кабеля вычисляется также как и линии. В формулу для вычисления сопротивления трансформатора можно подставлять сопротивление любой обмотки – при этом получим сопротивление трансформатора, приведённое к напряжению данной обмотки.

Пример 1.2. Определить реактивное (индуктивное) сопротивление двух реакторов по исходным данным: номинальный ток каждого реактора= 0,4 кА, номинальное напряжение первого= 6 кВ, второго= 10 кВ, относительное реактивное сопротивление, приведённое к номинальным данным каждого из них,

Сопротивление реактора определяется из формулы системы (1.19).

Для реактора 6 кВ:

Для реактора 10 кВ:

Из этих выражений видно, что при одинаковых относительных номинальных сопротивлениях их абсолютные значения в именованных единицах больше у реактора с большим номинальным напряжением. Поэтому при необходимости большего ограничения токов КЗ в сети 6 кВ иногда устанавливают реактор с номинальным напряжением 10 кВ.

С целью компенсации потерь напряжения в элементах энергосистем (линии, кабели, трансформаторы, реакторы) номинальные напряжения обмоток питающих трансформаторов выше стандартных номинальных напряжений соответствующего класса: если ≤ 220 кВ, то на 10%, если ≥ 330 кВ – на 5%. Напряжение 220 кВ является граничным, поэтому у некоторых питающих трансформаторов это напряжение только на 5% выше номинального.

Источник