Рисунок 5.22
2. Вычислить начальное значение периодической составляющей тока в ветви генератора
3. Определить отношения
.
Если < 0.5, что соответствует большой электрической удаленности генератора от точки КЗ или малой его мощности, то генератор целесообразно объединить с системой.
4. По кривой (рис.5.17) соответствующей найденному значению для расчетного момента времени t найти отношение токов и по нему и кривой соответствующей значению определить отношение .
5. Вычислить действующее значение периодической составляющей от системы и группы генераторов в момент времени t в кА
.
6. Найти действующее значение периодической составляющей тока в точке КЗ в заданный момент времени t, как сумму тока и соответствующих токов независимых генерирующих ветвей.
Пример 3. Для расчетной схемы, приведенной на рис.5.3, определить действующее значение периодической составляющей тока КЗ в точке “К1” для момента времени t=0,2 с.
Сопротивления элементов схемы замещения рассчитаны в примере 1. После преобразования получаем схему представленную на рис. 5.20.
K1
Рисунок 5.23
Определяем начальное значение периодической составляющей тока КЗ в точке “К1”
Вычисляем начальное значение периодической составляющей тока в ветви генератора
Определяем отношения.
4. По типовым кривым (рис.15.17) для t=0,1с. находим
5. Вычисляем действующее значение периодической составляющей тока КЗ в точке “К1” для момента времени t=0,1 с.
5.4 Расчет действующего значения периодической составляющей тока КЗ для установившегося режима ().
При установившемся КЗ генератор, имеющий регулятор возбуждения, в зависимости от его удаленности от точки КЗ может работать в двух режимах:
1) режим предельного возбуждения,
2) режим нормального напряжения.
Ниже приведены соотношения, которыми характеризуются режимы работы генератора с АРВ.
|
Режим предельного возбуждения |
Режим номинального напряжения |
где - критическое сопротивление и критический ток,
- ток возбуждения и предельный ток возбуждения,
- предельная ЭДС,
- ток КЗ,
- сопротивление внешней цепи КЗ.
Порядок расчета.
1. Проанализировав участие каждого СГ в подпитке точки КЗ, задать режимы их работы.
2. Составить схему замещения, в которой генераторы учитываются параметрами, в соответствии с заданными режимами работы:
для режима предельного возбуждения,
для режима нормального напряжения,
Относительное значение предельной ЭДС принимается равной предельному току возбуждения .
Обобщенная нагрузка вводится сопротивлением = 1,2 и ЭДС = 0.
Сопротивления генераторов и нагрузки приводятся к базисным условиям и основной ступени по формулам (1 и 6).
3.Свернуть схему замещения к простейшему виду и определить .
4.Вычислить установившееся значение периодической составляющей тока КЗ в относительных единицах .
5.Разворачивая схему замещения, определить токи в генераторных ветвях схемы.
6. Вычислить критические токи от каждого генератора:
где .
7. Сравнивая критические токи с вычисленными токами в генераторных ветвях, проверить выбранные режимы работы генераторов. Если режим работы некоторых генераторов выбран неправильно, то перезадать режим их работы и расчет повторить.
8.Если режимы работы всех генераторов выбраны правильно, то определить установившийся ток КЗ в кА:
Пример 4. Для расчётной схемы, приведенной на рис.5.3 определить действующее значение периодической составляющей установившегося тока трёхфазного к.з. в точке “”. .
Решение: Учитывая, что генератор находится за двумя ступенями трансформации от точки к.з. примем номинальный режим его работы. В соответствии с выбранным режимом работы, генератор в схему замещения вводится Значения сопротивлений остальных элементов схемы замещения взяты из примера 1.
М
Рисунок 5.24
После преобразования схемы замещения получаем:
Рисунок 5.25
Преобразуем схему к простейшему виду рис. 26.
Рисунок 5.26
По схеме замещения рис. 26 находим ток к.з. в цепи генератора:
Определяем критический ток генератора:
Так как , то генератор работает в режиме номинального напряжения, что соответствует выбранному режиму. Установившейся ток к.з. в точке “” равен
5.5 Определение мгновенного и действующего значений ударного тока КЗ.
Если все источники электрической энергии находятся примерно в одинаковых условиях относительно точки короткого замыкания, то величины мгновенного и действующего значений ударного тока КЗ можно определить по формулам:
где - начальный сверхпереходный ток,
- ударный коэффициент,
причем - эквивалентная постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ,
- результирующее индуктивное сопротивление схемы относительно точки КЗ при отсутствии активных сопротивлений,
- результирующее активное сопротивление схемы относительно точки КЗ при отсутствии реактивных сопротивлений,
ω - круговая частота, равная 314 1/с.
Если точка КЗ находится на шинах генератора или на высокой стороне блочного трансформатора, или на шинах нагрузки, то мгновенное значение ударного тока в месте КЗ следует определять как сумму мгновенных ударных токов от источника, на шинах которого произошло КЗ и от эквивалентного источника, заменяющего всю остальную часть системы.
Порядок расчета:
1. Используя схему замещения и результаты преобразования п.5.1. привести схему замещения к двухлучевому виду:
K
Рисунок 5.27
2. Найти начальные значения периодических составляющих тока КЗ обоих лучей.
3. Составить схему замещения, в которую все элементы вводятся своими активными сопротивлениями. Величины этих сопротивлений находятся по известному индуктивному сопротивлению элемента и отношению , взятому из табл.5.2.
Таблица 5.2
|
Наименование элемента |
Отношение |
|
Турбогенераторы до 100 МВт |
15-85 |
|
Турбогенераторы 100-500 МВт |
100-140 |
|
Трансформаторы 5-30 МВА |
7-17 |
|
Трансформаторы 60-500 МВА |
20-50 |
|
Реакторы до 1000 А |
15-70 |
|
Реакторы от 1500 А |
40-80 |
|
ЛЭП |
2-8 |
|
Обобщенная нагрузка |
2,5 |
4. Свернуть схему замещения к двухлучевому виду и определить активные сопротивления лучей .
5. Определить постоянные времени затухания апериодических составляющих тока КЗ по формуле:
;
6. Определить ударные коэффициенты .
7. Найти мгновенное значение ударного тока в месте КЗ, как сумму соответствующих токов лучей.
8. Следует иметь ввиду, что действующее значение ударного тока КЗ (Iу) не есть сумма соответствующих токов по ветвям. Этот ток определяется, как среднеквадратичное значение по формуле:
где , - ударный коэффициент i-й ветви,
- действующие значения соответственно периодической и апериодической составляющих тока КЗ i-й ветви.
Пример 5.Для расчётной схемы, приведенной на рис.5.3, рассчитать мгновенное и действующее значение ударного тока трехфазного к.з в точке “К”.
Так как система и генератор находятся примерно в одинаковых условиях относительно точки КЗ, то ударный ток рассчитываем по начальному действующему значению периодической составляющей тока КЗ. из примера 1.
Составляем схему замещения рис.28, в которую все элементы вводим своими активными сопротивлениями в соответствии с таблицей 2. Рассчитываем .
К
Рисунок 5.28
Рассчитываем мгновенное и действующее значения ударного тока:
5.6. Определение значения остаточного напряжения в указанной точке для момента времени t =0.
Разворачивая схему замещения (рис.24),определить последовательно значения токов в ветвях и напряжения в узлах в относительных единицах. Вычислить значение напряжения в заданной точке "М" в именованных единицах по формуле:
где - среднее напряжение ступени, на которой находится точка " М".
