4) не учитывать насыщение магнитных систем электрических машин;
5) не учитывать токи намагничивания трансформаторов и автотрансформаторов;
6) не учитывать влияние активных сопротивлений различных элементов исходной расчетной схемы на амплитуду периодической составляющей тока КЗ, если активная составляющая результирующего эквивалентного сопротивления расчетной схемы относительно точки КЗ не превышает 30 % от индуктивной составляющей результирующего эквивалентного сопротивления;
7) приближенно учитывать затухание апериодической составляющей тока КЗ, если исходная расчетная схема содержит несколько независимых контуров;
8) приближенно учитывать электроприемники, сосредоточенные в отдельных узлах исходной расчетной схемы.
5.2 Расчет действующих значений периодической составляющей тока и мощности в точке КЗ для начального момента времени.
При расчете начального действующего значения периодической составляющей тока трехфазного КЗ в электроустановках напряжением свыше 1 кВ в исходной расчетной схеме должны быть заданы все синхронные генераторы и компенсаторы, а также синхронные и асинхронные электродвигатели мощностью 100 кВТ и более, если между электродвигателями и точкой КЗ отсутствуют токоограничивающие реакторы или силовые трансформаторы.
Порядок расчета.
1) Для заданной расчетной схемы ЭС составить схему замещения, в которой синхронные генераторы и электродвигатели учитываются своими сверхпереходными параметрами, т.е. ЭДС- и сопротивлением . Модуль ЭДС определяется по формуле:
, 10
а для синхронных компенсаторов по формуле
, 11
где - напряжение на выводах генератора, его ток и угол сдвига между ними в исходном режиме. В относительных единицах =1. Знак «+» относится к синхронным машинам, которые к моменту КЗ работали в режиме перевозбуждения, а знак «-» -к работавшим с недовозбуждением.
Сверхпереходная ЭДС асинхронных электродвигателей определяется по формуле
, 12
При отсутствии необходимых данных можно воспользоваться средними относительными значениями , указанными в табл.5.1 [1].
Значения сопротивлений генераторов и нагрузок необходимо привести к базисным условиям и к основной ступени напряжения по формулам (1 и 6), заменив в них на , на соответственно. Значения сопротивлений остальных элементов схемы замещения рассчитываются по формулам подраздела 4.2.
Таблица 5.1.
|
Наименование элемента |
||
|
Гидрогенератор с демпферной обмоткой |
1,13 |
0,2 |
|
Гидрогенератор без демпферной обмотки |
1,18 |
0,27 |
|
Турбогенератор мощностью до 100 МВт |
1,08 |
0,125 |
|
Турбогенератор мощностью 100-500 МВт |
1,13 |
0,2 |
|
Синхронный компенсатор |
1,2 |
0,2 |
|
Синхронный двигатель |
1,1 |
0,2 |
|
Асинхронный двигатель |
0,9 |
0,2 |
|
Обобщенная нагрузка |
0,85 |
0,35 |
2) Свернуть схему замещения к простейшему виду (рис.5.1). Найти результирующее сопротивление и результирующую эквивалентную ЭДС .
Рисунок 5.1
При преобразовании схемы замещения возникает необходимость в определении эквивалентной ЭДС. Если ЭДС источников не равны, то эквивалентная ЭДС для двух параллельных ветвей определяется по формуле:
,
где - ЭДС первого и второго источников питания,
- сопротивления от источников до общей точки "А" (рис.5.2).
E1 Х1
E2 Х2 К
EЭКВ ХЭКВ А Х3
К
Рисунок.5.2.
3) Определить начальное действующее значение периодической составляющей тока в точке КЗ в кА по формуле:
,
где - базисный ток на ступени КЗ в кА.
4) Вычислить мощность короткого замыкания в МВА по формуле:
,
где - номинальное напряжение на ступени КЗ в кВ.
Пример №1. Для расчетной схемы представленной на рис.5.3 найти действующее значение периодической составляющей тока K3 в точке “K” для начального момента времени.
Параметры расчетной схемы:
Генератор G: МВА; =15,75 кВ; =0,190.
Система С:=15 Oм; =230 кВ.
Автотрансформатор АТ: 125 МВА;
=230 кВ.; =121 кВ.; =38,5 кВ
; ;
Трансформатор Т1: 250 МВА; =121 кВ.; =15,75 кВ;
Трансформатор Т2: 16 МВА; =38,5 кВ.; =6,3 кВ;
.
Реактор Р: =10 кВ; =0.3 kA; =4%.
Линия W1:
; ;
Линия W2:
;
где - количество цепей ЛЭП.
Задачу решаем в относительных единицах по формулам приближенного привидения.
Принимаем, что
;
=230 kB; =115 kB;=10,5 kB; =37 kB; =6,3 kB,
где -базисные напряжения на соответствующих ступенях трансформации.
С АТ G
P K
Рисунок 5.3 Расчётная схема
Схема замещения приведена на рис.5.4
К
Рис.5.4 Схема замещения.
Сворачиваем схему замещения относительно точки короткого замыкания (рис.5.5).
К
Рисунок 5.5
Вычисляем результирующее сопротивление и результирующую ЭДС (рис.5.6).
К
Рисунок 5.6
Определяем начальное значение периодической составляющей тока трехфазного короткого замыкания в точке ”K”:
5.3 Расчет действующего значения периодической составляющей тока для произвольного момента времени.
В приближенных расчетах периодическую составляющую тока в точке КЗ для произвольного момента времени определяют по одному из двух методов:
1) метод расчетных кривых;
2) метод типовых кривых.
Выбор метода расчета и соответствующих кривых зависит от поставленной задачи, мощности генератора, системы возбуждения и постоянной времени возбуждения.
Расчетные кривые используются для турбогенераторов мощностью до 300 МВТ c АРВ. На рис.5.7 и 5.8 приведены расчетные кривые токов короткого замыкания турбогенераторов средней мощности до 100 МВТ [1]. и 200 – 300 МВТ [8] соответственно.
Типовые кривые используются для турбогенераторов мощностью до 1200 МВТ с системами возбуждения различного типа. На рис. 5.9-5.12 приведены типовые кривые для различных групп турбогенераторов с учетом современной тенденции оснащения генераторов разных типов определенными системами возбуждения [10].
Рисунок 5.7
Расчетные кривые токов к.з. турбогенератора
средней мощности до 100 МВТ с АРВ, =0,57 с.
Рисунок 5.8.Расчетные кривые токов к.з. типового турбогенератора 200 – 300 МВт с АРВ
а) с постоянной времени возбудителя Те=00,15с.
б) с постоянной времени возбудителя Те=0,20,3с.
|
Рисунок 5.9 Типовые кривые изменения периодической составляющей тока КЗ от турбогенераторов с тиристорной независимой системой возбуждения |
|
Рисунок 5.10 Типовые кривые изменения периодической составляющей тока КЗ от турбогенераторов с тиристорной системой самовозбуждения |
На рис. 5.9 представлены типовые кривые для турбогенераторов с тиристорной независимой системой возбуждения (СТН) - генераторов типов ТВВ-300-2ЕУЗ, ТВВ-500-2ЕУЗ, ТВВ-800-2ЕУЗ, ТГВ-300-2УЗ, ТГВ-800-2УЗ; при построении кривых приняты кратность предельного напряжения возбуждения = 2,0 и постоянная времени нарастания напряжения возбуждения при форсировке возбуждения = 0,02 с.
На рис. 5.10 представлены типовые кривые для турбогенераторов с тиристорной системой параллельного самовозбуждения (СТС) - генераторов типов ТВФ-100-2УЗ, ТВФ-110-2ЕУЗ, ТВФ-120-2УЗ, ТВВ-160-2ЕУЗ, ТВВ-167-2УЗ, ТВВ-200-2АУЗ, ТВВ-220-2УЗ, ТВВ-220-2ЕУЗ, ТГВ-200-2УЗ, ТЗВ-220-2ЕУЗ, ТЗВ-320-2ЕУЗ; при построении этих кривых приняты = 2,5 и = 0,02 с.
На рис. 5.11 представлены типовые кривые для турбогенераторов с диодной независимой (высокочастотной) системой возбуждения генераторов типов ТВФ-63-2ЕУЗ. ТВФ-63-2УЗ, ТВФ-110-2ЕУЗ; при построении кривых приняты = 2,0 и =0,2 с.
|
|
|
||
|
Рисунок 5.11 Типовые кривые изменения периодической составляющей тока КЗ от турбогенераторов с диодной независимой (высокочастотной) системой возбуждения |
|
Рисунок 5.12 Типовые кривые изменения периодической составляющей тока КЗ от турбогенераторов типов ТВВ-1000-2УЗ и ТВВ-1200-2УЗ с диодной бесщеточной системой возбуждения |
|
