6.5. Определение токов короткого замыкания по расчетным кривым

Если точка КЗ находится вблизи источника питания, например,на шинах генератора или на линии, расположенной поблизости от него, то периодическую составляющую тока КЗ можно определить по расчетным кривым. Этим методом можно пользоваться также при расчете то­ков подпитки точки КЗ от синхронных двигателей, поскольку синх­ронные двигатели при коротких замыканиях в системе переходят в режим генератора.

Расчетные кривые представляют собой зависимость кратности пе­риодической составляющей тока КЗ I_*n от расчетного сопротивле­ния – X_*расч для различных моментов времени от нуля до бесконеч­ности. На рис.6.4 приведены расчетные кривые для определения то­ков КЗ при питании от турбогенератора мощностью до 50-100 MB-А c АРВ. В настоящее, время все генераторы снабжаются автоматическими регуляторами возбуждения, поэтому приведенными кривыми можно пользоваться практически во всех случаях.

Для определения тока КЗ по расчетным кривым необходимо най­ти расчетное сопротивление X_*расч., которое представляет собой сумму сверхпереходного сопротивления генератора X_d и эквивален­тного сопротивления сети до точки КЗ - отнесенную к суммарной номинальной мощности-источника питания

Где - суммарное результирующее сопротивление схемы замеще ния до точки КЗ, приведенное к базисной мощности S_б

- суммарная номинальная мощность источников питания.

Рис.6.4. Расчетные кривые для типового турбогенератора с АРВ

Затем по расчетным кривым находят кратность периодического составляющей тока КЗ I_*n в данный момент времени t, по отношению к суммарному номинальному току генераторов. Абсолютное значение тока КЗ для генераторного напряжения

Где - суммарный номинальный ток источников питания, отнесенный к

напряжению той ступени, где рассматривается КЗ

Мощность КЗ для произвольного момента времени пропорциональна току КЗ, следовательно

6.6. Примеры расчета токов короткого замыкания

Пример 1. Для схемы электроснабжения, приведенной на рисунке 6.5.а, вычислить токи при коротких замыканиях в точках К-1 и К-2. Расчет выполнить в относительных единицах. Исходные данные для расчета:

система с низменным напряжением на шинах 115 кВ. МВ^.А;

воздушная линия WL 1 длиной L - 50 км выполнена проводом АС 120 ( Х₀ = 0.4 Ом/КМ, r₀= 0,25 Ом/км);

трансформатор T1 ( Sном 6.3 МВ*А. 110/11 кВ, Uк= 10,5%).

Схема замещения приведена на рис. 6.5,6.

Решение.

1.Примем за базисную мощность S_б= 100 МВ^.А, а за базисные напряжения на каждой ступени трансформации - средние номинальные напряжения, т. е.

Находим базисные токи:

_а)

_б)

_в)

г)

Рис. 6.5. Расчетная схема электроснабжения (а) и схемы замещения (б. в,г)

2. Определяем сопротивления отдельных элементов сети, приве­денные к базисным условиям, в относительных единицах:

для системы

для линии WL 1

для трансформатора T1

3. Рассчитываем ток КЗ в точке K-l.

Результирующее индуктивное сопротивление до точки К-1 (рис, 6.б,р)

Отношение результирующих активного и индуктивного сопротивле­ний до точки К-1 составляет

поэтому в расчете надо учитывать активное сопротивление.

Полное эквивалентное сопротивление схемы замещения до точки К-1 в относительных единицах

Периодическая составляющая тока КЗ:

Ударный коэффициент находим по отношению

Это соответствует ударному коэффициенту Куд = 1,32 (рис. 6.3).

Ударный ток в точке К-1

Мощность короткого замыкания

4. Ток КЗ в точке К-2 рассчитываем аналогично. Результирующее индуктивное сопротивление до точки

К-2 (рис, 6.5. г)

Поскольку отношение результирующих активного и индуктивного сопротивлений до точки К-2

то в расчете не учитываем активное сопротивление. Ток короткого Замыкания в точке К-2:

Ударный коэффициент находим, как и ранее, по отношению X/r

Это соответствует ударному коэффициенту Куд =1.85 Ударный ток КЗ в точке К-2

Мощность трехфазного КЗ в точке К-2

Пример 2. Определить ток и мощность трехфазного корот­кого замыкания на шинах турбогенераторов (рис. 6.6,а). Параметры турбогенераторов: Shom 15 MB-А,

Uном = 6.3 кВ, Х^ * 0.125. Турбогенераторы снабжены АРВ.

Рис. 6.6. Расчетная схема сети (а) и схема замещения (б) к

примеру 2

Решение с помощью расчетных кривых. Расчетная схема замещения приведена на рис., 6.6, б. Принимаем за расчетную базисную мощность суммарную мощность обоих генераторов

Расчетное сопротивление одного турбогенератора, приведенное к базисной мощности

Эквивалентное сопротивление схемы замещения до точки К

Определяем расчетное сопротивление до точки К

По расчетным кривым (рис. 6.4) при расчетном сопротивлении X_*расч=0,125 и заданном моменте времени t=0 находим крат­ность тока КЗ I_*=8.

Периодическая составляющая тока КЗ в начальный момент времени

Суммарный номинальный ток источников питания Iном.Σ опреде­лится из выражения:

Откуда

Ударный ток КЗ

Мощность трехфазного КЗ