Для расчетной схемы (рис.10) найти начальный сверхпереходный и ударный токи в точке короткого замыкания.
| Т2 |
| Л2 |
| Л1 |
| G1 |
| ~ |
| G2 |
| ~ |
| Н1 |
| AD |
| Т1 |
| система |
| АТ1 |
| АТ2 |
| Т3 |
| Л3 |
| Л4 |
| Р |
| Т4 |
| • |
| • |
| • |
| • |
| • |
| • |
| • |
| • |
| • |
| • |
| • |
| • |
| Н2 |
| • |
| • |
| • |
| • |
| • |
| • |
| • |
| • |
| • |
| • |
Рисунок 10 – Расчетная схема электрической системы
Параметры для:
генераторов: G1, G2: Sн=120 МВА; Uн=10,5 кВ; cos φн=0,8; x″d*(н)= 0,19; Та=0,4 с;
системы: 
при 
.
трансформаторов Т-1, T2: 
D Рк..з.=380 кВт; 242/10,5 кВ;
Т-3: 
Т-4: 
автотрансформаторов АТ1, АТ2: 
нагрузки Н1, Н2: 
асинхронного двигателя: 
реактора Р: 
линий электропередачи:
Л-1: 
Л-2: 
Л-3: 
Л-4: 
Для определения начального сверхпереходного тока КЗ составляется эквивалентная схема замещения (рис.11).
|
|
|
|
|
|
|
|
| III |
|
| II |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| I |
|
|
|
|
|
| IV |
Рисунок 11 – Схема замещения расчетной схемы рис. 10
Расчет будем выполнять в относительных единицах при базисных условиях при точном приведении.
За основную ступень напряжения принимаем ступень напряжения, где произошло КЗ Задаемся для нее базисными величинами
Определяем базисные величины для остальных ступеней напряжения:
Определяем параметры элементов в эквивалентной схеме замещения:
сопротивления генераторов:
Сопротивление системы
Сопротивление нагрузки:
Сопротивление асинхронного двигателя:
Сопротивление трансформаторов Т1, Т2:
Сопротивление трансформатора Т3:
Сопротивление трансформатора Т4:
Сопротивления автотрансформаторов АТ1, АТ2:
Сопротивление реактора:
Сопротивления линий:
Доаварийный режим неизвестен, поэтому значения сверхпереходных ЭДС генераторов Е″ определяем из предположения, что до КЗ генераторы работали в номинальном режиме:
ЭДС обобщенной нагрузки:
ЭДС асинхронного двигателя:
для системы: 
Свертываем схему относительно точки КЗ Поскольку сопротивления 
не входят в короткозамкнутую цепь, они в расчетах не учитываются. Схема замещения представлена на рис.12, где 1.
| • |
| Е˝4 |
| • |
| Е˝3 |
| Е˝1 |
| Е˝2 |
| Е˝6 |
| • |
| • |
| • |
| • |
| • |
| • |
| • |
| • |
| • |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рисунок 12 – Расчетная схема замещения
После преобразований 
получим схему рис. 13.
|
| • |
| • |
| • |
| • |
| • |
| • |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| С3 |
Рисунок 13 – Преобразованная схема на 1 шаге
|
| • |
| • |
| • |
| • |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| С3 |
|
| С2 |
| С1 |
Рисунок 14– Преобразованная схема на 2 шаге
;
; 
.
Преобразования: 
приводят к схеме вида, представленному на рис. 15.
|
| • |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| • |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| С1 |
| • |
|
|
|
| С2 |
| С3 |
Рисунок 15 Рисунок 16
Заменяем ветви с сопротивлениями x33 и x34 эквивалентной ветвью x35:
; 
ЭДС эквивалентного источника
Упрощаем схему до вида рис. 16. На рис. 16: x36 = x30+ x35=0,478+0,786=1,264.
Сверхпроводные токи: 
Искомый ток в точке короткого замыкания:
.
1.5. Определение ударного тока короткого замыкания
Ударный ток - это максимальное мгновенное значение полного тока КЗ При определении ударного тока КЗ обычно учитывают затухание лишь апериодической слагаемой тока, считая, что амплитуда сверхпереходного тока за полпериода сохраняет свое начальное значение.
При отдельном учете асинхронных двигателей и обобщенных нагрузок ударный ток в месте КЗ
(7)
где 
- соответственно сверхпереходный ток от генераторов, асинхронных двигателей, от обобщенной нагрузки; 
- соответственно ударные коэффициенты для генераторов и двигателей.
Если обобщенная нагрузка и асинхронные двигатели не учитываются, то в выражении (7) будут отсутствовать соответствующие слагаемые.
Величина ударного коэффициента
где 
- эквивалентная постоянная времени затухания, определяемая как
,
Здесь 
- результирующее реактивное сопротивление генераторной ветви, найденное при отсутствии всех активных сопротивлений (
=0); 
- результи-рующее активное сопротивление генераторной ветви, найденное при отсутствии всех реактивных сопротивлений (
=0);
При учете асинхронных двигателей в качестве дополнительных источников питания нужно иметь в виду, что затухание периодической и апериодической слагаемых посылаемого ими тока происходит примерно с одинаковыми постоянными времени. Поэтому в ударном коэффициенте для асинхронных двигателей обычно учитывается одновременно затухание обоих слагающих тока. Для мелких двигателей и обобщенной нагрузки 
.
Пример расчета ударного тока трехфазного короткого замыкания
Для расчетной схемы рис. 10 найти ударный ток в точке короткого замыкания.
Для определения ударного тока в точке короткого замыкания определим активные сопротивления элементов схемы замещения:
активные сопротивления генераторов:
где x2 – сопротивление обратной последовательности генератора; активное сопротивление системы определим из соотношения 
:
активное сопротивление нагрузки: 
сопротивления трансформаторов Т1, Т2:
сопротивления трансформаторов Т3, Т4:
активное сопротивление автотрансформаторов АТ1, АТ2 (при исключении из схемы замещения сопротивлений обмоток низкого напряжения):
сопротивление реактора: 
активные сопротивления линий:
;
Схема замещения для активных сопротивлений составляется и преобразуется аналогично схемы замещения для реактивных сопротивлений:
При вычислении ударного тока выделим генератор G2, нагрузку H2 и систему в отдельные ветви. Для этого воспользуемся коэффициентами токораспределения. Примем С1=1 (рис. 15). Тогда
(См. рис. 15, 14, 13, 12).
Таким образом, взаимные реактивные сопротивления между генератором G2, обобщенной нагрузкой H2, системой и точкой короткого замыкания будут равны:
Расчетная схема для определения ударного тока КЗ примет вид рис. 17.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рисунок 17 - Расчетная схема для определения ударного тока
Аналогично определяются взаимые активные сопроивления rG2K и rCK:
Величины Таэ для цепей между генератором G2, системой и точкой КЗ:
Ударные коэффициенты для:
генератора G1:
генератора G2:
для системы:
Для ветвей обобщенных нагрузок Н1 и Н2 принимаем Кy=1.
Ударные токи от выделенных источников (рис. 17):
Искомый ударный ток в точке КЗ:
1.7. Расчет периодической составляющей тока для произвольного момента времени трехфазного короткого замыкания методом типовых кривых
Метод типовых кривых [ ]основан на использовании кривых изменения во времени отношения периодической составляющей тока короткого замыкания от генератора (компенсатора) в произвольный момент времени (IGnt) к начальному значению этой составляющей (сверхпроводному току 
) при различных удаленностях точки КЗ (рис. 27).
Типовые кривые представляют семейство основных кривых (рис. 27, а)
и семейство дополнительных кривых (рис. 27, б)
где IGnt - периодическая составляющая тока генератора в заданный момент времени t; 
- периодическая составляющая тока генератора при t=0 (сверхпроводный ток); IGном. – номинальный ток генератора; Iknt – периодический ток в месте КЗ в заданный момент времени t; 
- периодический ток в месте КЗ при t=0 (сверхпроводный ток в точке КЗ).
|
Рис. 27. Типовые кривые изменения во времени тока короткого замыкания синхронной машины при разных удаленностях точки КЗ
Метод типовых кривых рекомендуется применять при сравнительно небольших удаленностях точки КЗ от генераторов. В качестве величины, характеризующей удаленность точки КЗ от синхронной машины, может быть принято отношение
При 
генератор можно считать близко расположенным к точке КЗ При 
- значительно удаленным. В этом случае можно принять, что ток от генератора практически не меняется во времени. Такой генератор можно объединить с другими далеко отстоящими от точки КЗ источниками.
Отношение периодической составляющей тока КЗ от синхронной машины в произвольный момент времени к начальному значению этой составляющей при принятом способе оценки удаленности КЗ сравнительно мало зависит от параметров синхронных машин, от нагрузки и месте ее подключения, поэтому метод типовых кривых позволяет с достаточной для практики точностью найти для интервала времени от t=0 до t=0,5 с периодическую составляющую тока в месте КЗ с учетом влияния нагрузки. Кривые справедливы для турбогенераторов мощностью 12,5 ÷800 МВт, гидрогенераторов до 500 МВт и для всех крупных синхронных компенсаторов.
В тех случаях, когда расчетная схема содержит несколько генераторов, находящимися примерно в одинаковых условиях относительно точки КЗ и, следовательно, могущими быть представлены одним эквивалентным источником, расчет периодической составляющей тока КЗ в заданный момент времени t по методу типовых кривых производится в следующем порядке.
1. Составляют схему замещения, в которую генераторы вводятся их сверхпереходными ЭДС 
и сверхпереходными сопротивлениями 
, а нагрузочные ветви опускаются;
2. Свертыванием схемы замещения определяются результирующее сопротивление схемы относительно точки КЗ 
и результирующая ЭДС источников 
.
3. Определяется периодическая составляющая тока КЗ при t=0:
4. Находится отношение
,
где 
- суммарный номинальный ток генераторов.
5. По кривым рис. 27, а по 
определяется для заданного момента времени t отношение
.
6. Определяется искомая величина периодической составляющей тока в точке КЗ для заданного момента времени t
.
Если в схеме имеется несколько генераторов и они не связаны с местом КЗ общим сопротивлением, то при определении периодической составляющей тока в точке КЗ для заданного момента времени t необходимо изложенным способом найти токи от каждого генератора и затем определить суммарный ток в месте КЗ
Если в схеме имеется несколько источников с разной электрической удаленностью от точки КЗ, а так же система неизменного напряжения, то целесообразно все источники разбить на две группы.
В одну группу выключить источники, электрически близко расположенные к точке КЗ (связанные с точкой КЗ непосредственно или через одну ступень трансформации), а в другую группу – все остальные, приняв их в качестве системы неизменного напряжения.
Для нахождения тока в точке КЗ в этом случае необходимо:
1. Составить схему замещения в которой источники учитываются их сверхпереходными ЭДС 
и сопротивлением 
, а нагрузочные ветви сети опускаются.
2. Свернуть схему относительно точки КЗ с выделением двух групп источников (схема трехлучевой звезды рис. 28)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 28
3. Найти результирующее сопротивление 
и результирующую ЭДС 
.
4. Найти ток в месте КЗ
.
5. Определить сверхпереходный ток генераторной ветви
.
6. Определить 
7. Для заданного момента времени t по выбранной на рис. 27, а кривой 
найти отношение 
.
8. Найти отношение
.
9. По отношению 
выбрать по рис. 27, б соответствующую кривую, по которой по 
определить отношение 
.
10. Найти искомое действующее значение периодической составляющей тока в месте КЗ для расчетного момента времени t
.
По типовым кривым можно найти ток в месте КЗ, но не его распределение по ветвям схемы.
Пример расчета периодической составляющей тока для произвольного моменте времени в точке трехфазного КЗ методом типовых кривых
Определим периодическую составляющую тока в точке короткого замыкания расчетной схемы рис. 22. для t=0,2 с.
Расчет до схемы замещения вида рис. 25 аналогичен рассмотренному в пункте 1.6.1.
Определим сверхпереходные ЭДС генератора G2 и эквивалентного генератора G1, 3.
где 
где 
Результирующая ЭДС генераторов относительно точки КЗ равна 1)
Сверхпереходный ток от генераторов в точке КЗ:
Присвоим ветви, содержащую эквивалентный генератор G1, 3 первый номер, а ветви. содержащей генератор G2 второй.
Сверхпереходный ток генераторной ветви №1 равен
2. РАСЧЕТ НЕСИММЕТРИЧНЫХ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ
2.1. Основные понятия
Требуется при однофазном, двухфазном коротких замыканиях на землю в заданной точке вычислить величину тока в поврежденной фазе; построить векторные диаграммы токов и напряжений в точке КЗ.
Для определения токов и напряжений при несимметричных КЗ используются метод симметричных составляющих и уравнения второго закона Кирхгофа. Полученные на этой основе расчетные формулы приводят к правилу эквивалентности прямой последовательности: «Ток прямой последовательности любого несимметричного КЗ может быть определен как ток при трехфазном КЗ в точке, удаленной от действительной точки КЗ на дополнительное сопротивление, определяемое видом КЗ».
Если не учитывать сопротивление дуги в месте КЗ и активные сопротивления элементов схемы, то правилу эквивалентности прямой последовательности будет соответствовать выражение
, (6)
где 
-ток прямой последовательности в месте несимметричного короткого замыкания вида n; Е S-результирующая ЭДС схемы прямой последовательности относительно точки КЗ; 
-дополнительное сопротивление, определяемое видом короткого замыкания.
Модуль периодической составляющей тока в поврежденных фазах в месте КЗ может быть выражен через ток прямой последовательности
, (7)
где m ( n )-коэффициент, зависящий от вида КЗ.
В табл. 2 даны значения 
, m ( n ), симметричных составляющих токов и напряжений в точке КЗ для различных видов коротких замыканий; при этом 
, 
-результирующие сопротивления схем обратной и нулевой последовательностей относительно точки КЗ. Расчеты рекомендуется выполнять в относительных единицах, в окончательных результатах токи и напряжения - давать в именованных единицах. Выполнение п.2 следует начинать с составления схем замещения прямой, обратной и нулевой последовательностей и определения их результирующих сопротивлений относительно заданной точки КЗ - 
, , .
Таблица 2 -
| Наименование определяемых величин | Обозначе-ния величин | Вид короткого замыкания | ||||
| Однофазное | Двухфазное | Двухфазное на землю | ||||
| Дополнительное сопротивление | 
| 
| 
| 
| ||
| Коэффициент | 
| 
| 
| |||
| Ток прямой последовательности | 
| 
|
Поиск по сайту©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование. Дата создания страницы: 2018-01-08 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных |
Поиск по сайту: Читайте также: Деталирование сборочного чертежа Когда производственнику особенно важно наличие гибких производственных мощностей? Собственные движения и пространственные скорости звезд |