Основные допущения при расчетах тока короткого замыкания.

Основные допущения при расчетах тока короткого замыкания.

- отсутствие насыщения магнитных систем, т. е. система рассматривается как линейная;

- пренебрежение токами намагничивания Т_р и АТ;

- трехфазная система симметрична;

- пренебрежение емкостными проводимостями, если нет устройств УПК, а так же дальних передач;

- приближенный учет нагрузок;

- отсутствие активных сопротивлений; это допущение условно;

- отсутствие качаний синхронных машин (в пределах (0, 1 – 0, 2) с);

 

Система относительных единиц.

Базисная мощность S_б принимается произвольно. Базисное напряжение равно среднему напряжению ступени U_б = U_ср.

Шкала U_{ср, ном} : 3, 15; 6, 3; 10, 5; 13, 8; 15, 75; 18; 21; 24; 37; 115; 154; 230; 340; 515; 770 кВ.

Базисный ток ступени:

. (1.1)

Базисное сопротивление:

. (1.2)

В относительных единицах:

 

. (1.3)

 

Составление схемы замещения.

При наличии трансформаторов (или автотрансформаторов) в схеме замещения элементы приводятся к одной эквивалентной электрической цепи. Параметры элементов приводятся к одной ступени.

Приведенные значения к основной ступени:

(1.7)

(1.8)

(1.9)

(1.10)

Для каждой ступени трансформации установлены U_ср: 6, 3; 10, 5; 13, 8; 15, 75; 18; 21; 24; 37; 115; 154; 230; 340; 515; 770 кВ.

 

Если элементы схемы замещения выражены в именованных единицах, то токи и напряжения реальны для ступени приведения. Для остальных участков I и U определяются через коэффициент трансформации.

Если элементы выражены в о.е., то для выражения величин в именованных напряжениях их нужно умножить на базисные величины соответствующей ступени.

5. Преобразование схем замещения.

Преобразование схемы выполняется так, чтобы точка КЗ была выделена.

 

 

Если точка КЗ находится в узле К (рис. 1.1), то этот узел можно разрезать. При этом точки КЗ сохраняются в ветвях (рис. 1.2). Полученная схема сворачивается относительно любой точки КЗ. Другие ветви с точками КЗ учитываются как ветви нагрузок с Е = 0.

Часто встречаются симметричные схемы. Допустим, относительно x₇ остальные элементы симметричны. Тогда потенциалы узлов 1 и 3 одинаковы, тогда их можно объединить. При этом ветви x₁ и x₃, x₄ и x₅, x₆ и x₇ будут параллельны. Схема примет вид:

 

 

x₉ = x₁ || x₃;

x₁₀ = x₄ || x₅;

x₁₁ = x₆ || x₈.

 

Преобразуем треугольник в эквивалентную «звезду»:

 

 

 

 

 

Если в схеме рис. 1.1 ветви x₁, x₂, x₃ являются генерирующими и x₁ = x₂ = x₃; x₆ = x₇ = x₈, то каждая ветвь до точки КЗ является независимой.

В схеме рис. 1.1 можно поочередно преобразовать треугольники с элементами x₁ x₂ x₄ и x₅ x₆ x₈ и свернуть к точке КЗ.

 

Применение принципа наложения при расчете тока короткого замыкания.

Режим после возникновения КЗ можно представить как состоящий из двух: предшествующий и аварийный. В предшествующем режиме действуют все ЭДС и в точке КЗ включено напряжение . В аварийном режиме действует только напряжение в точке КЗ.

 

Принцип наложения можно использовать при расчетах несимметричных режимов.

Применение собственных и взаимных сопротивлений и проводимостей

Считаем, в схеме действуют ЭДС , , … . По принципу наложения ток, например в узле 1, запишется:

 

где - собственный ток источника в узле 1; - взаимный ток источника в узле 1.

Аналогично для тока в месте короткого замыкания:

При расчетах тока КЗ часто приходится определять токи в ветвях. Для этого определяются коэффициенты распределения по ветвям.

 

 

где С₁, С₂, …С_n – коэффициенты распределения для генерирующих ветвей; - суммарное сопротивление схемы относительно точки КЗ; Z_1K, Z_2K, …Z_nk – электрическое сопротивление генерирующей ветви до точки КЗ.

.

 

 

Действующие значения полных величин и их отдельных слагающих.

Действующее значение периодической составляющей для момента времени t определяются:

.

Действующее значение для апериодической составляющей:

I_{a, t} = i_{a, t}.

Действующее значение полного тока:

.

Действующее значение ударного тока при условии запишется:

.

 

Метод расчетных кривых.

Метод довольно простой и дает хорошую точность при практических расчётах. По типовым кривым для известного времени отключения можно определить относительное значение периодической составляющей тока КЗ в точке КЗ.

Кривая 1 используется для времени отключения t_откл > 0, 1с;

Кривая 2 – для времени t ≤ 0, 1с.

Кривые построены так же для аргумента х_расч, но результат менее точен.

С увеличением х_расч и при х_расч ≥ 1 типовые кривые для гидро- и турбогенераторов практически совпадают.

Если в системе присутствует несколько генераторов, то они рассматриваются как один эквивалентный генератор. Порядок расчёта следующий:

а) составляется схема замещения, в которую генераторы вводятся сопротивлениями х" _d;

б) нагрузка учитывается только та, которая расположена непосредственно в точке КЗ;

в) схема сворачивается относительно точки КЗ и определяется х_∑ ;

г) по типовым кривым определяется значение I_nt­; если I_n0/I_ном­ < 3 для гидрогенератора и _­ I_n0/I_ном­ < 2 для турбогенератора, то I_nt = I_n0;

д) определяется значение I_nt в условных единицах:

При выборе типовой кривой принимается та, для которой учитывается мощность генераторов, участвующих в подпитке.

Если в схеме r значительно, то определяется

Условно принимаем z ≈ x схемы и для значения z определяется I_nt­.

 

Воздушные линии

Ток нулевой последовательности ВЛ возвращается через землю и по заземленным элементам сети (грозотросы, рельсовые пути вдоль линии и пр.) Распределение тока в земле является довольно сложным, поэтому определение сопротивления нулевой последовательности является сложной задачей.

Для практических расчетов можно пользоваться следующими отношениями :

− одноцепная линия без тросов− 3, 5;

− одноцепная линия со стальными тросами− 3, 0;

− одноцепная линия с хорошо проводящими тросами− 2, 0;

− двухцепная линия без тросов− 5, 5;

− двухцепная линия со стальными тросами− 4, 7;

− двухцепная линия с хорошо проводящими тросами− 3, 0.

Кабели

Значения кабелей обычно определяют по справочным данным.

Оболочка кабелей заземлена на его концах и в ряде промежуточных точек. Оболочка кабеля аналогична заземленным тросам воздушных линий. В целом рассчитать кабеля довольно затруднительно.

При приближенных расчетах принимают:

;

Точное значение можно получить при соответствующих замерах в реальных условиях.

 

ФОРМУЛЫ

Ряд средних напряжений: 3, 15; 6, 3; 10, 5; 13, 8; 15, 75; 18; 21; 24; 37; 115; 154; 230; 340; 515; 770; 1150 кВ.

Генераторы:

В относительных единицах:

Если в процентах :

В именованных единицах:

Если в процентах :

ЭДС генератора:

Активное сопротивление:

Система:

Индуктивное сопротивление:

В относительных единицах:

Через ток отключения:

Через номинальную мощность:

Активное сопротивление:

 

ЭДС системы:

Трансформаторы:

Двухобмоточный:

Индуктивное сопротивление:

Активное сопротивление:

Трехобмоточный трансформатор:

Индуктивное сопротивление:

Активное сопротивление:

Трансформатор с расщепленной обмоткой:

Индуктивное сопротивление:

 

Активное сопротивление:

Автотрансформатор:

Индуктивное сопротивление:

Активное сопротивление:

Или если дана мощность

Если даны значения , , , то рассчитывается по этой формуле:

 

Автотрансформатор с расщепленной обмоткой:

Индуктивное сопротивление:

 

Если не дано

 

Активное сопротивление:

Или если дана мощность

Реактор:

Индуктивное сопротивление:

Воздушная линия:

Индуктивное сопротивление:

 

Активное сопротивление:

 

Нагрузка:

Индуктивное сопротивление:

Активное сопротивление:

ЭДС нагрузки

 

НАПРЯЖЕНИЯ:

При однофазном КЗ

 

ТОКИ:

Начальное значение периодической составляющей тока КЗ:

Трехфазное короткое замыкание:

Однофазное короткое замыкание:

Апериодическая составляющая тока КЗ:

Ударный ток КЗ:

Постоянная времени короткого замыкания:

Максимальный ток КЗ для времени t

Основные допущения при расчетах тока короткого замыкания.

- отсутствие насыщения магнитных систем, т. е. система рассматривается как линейная;

- пренебрежение токами намагничивания Т_р и АТ;

- трехфазная система симметрична;

- пренебрежение емкостными проводимостями, если нет устройств УПК, а так же дальних передач;

- приближенный учет нагрузок;

- отсутствие активных сопротивлений; это допущение условно;

- отсутствие качаний синхронных машин (в пределах (0, 1 – 0, 2) с);

 

12345Следующая ⇒

Поделиться: