- •«Дальневосточный федеральный университет»
- •Конспекты лекций
- •140400.62 – Электроэнергетика и электротехника»
- •Раздел 1. Расчетные схемы и схемы замещения. Параметры элементов расчетных схем
- •Раздел 2. Переходный процесс при коротком замыкании в простейшей трехфазной цепи
- •Раздел 3. Трехфазное короткое замыкание
- •3.1 Начальный момент внезапного нарушения режима см без демпферных обмоток
- •3.2 Переходная эдс и переходное сопротивление см
- •3.4 Практический расчет трехфазного кз
- •3.3 Сверхпереходные эдс и сопротивления см
- •Раздел 4. Несимметричные короткие замыкания
- •4.1 Основные уравнения
- •4.2 Параметры элементов для токов обратной и нудевой последовательностей
- •4.3 Схемы замещения отдельных последовательностей
- •Раздел 5. Замыкания в распределительных сетях и системах электроснабжения
- •5.1 Простое замыкание на землю
- •5.2 Короткие замыкания в электроустановках напряжением до 1000 в
3.3 Сверхпереходные эдс и сопротивления см
Предполагаем:
- помимо обмотки возбуждения на роторе имеется по одной эквивалентной демпферной обмотке в продольной и поперечной осях;
-
обмотка статора и обе обмотки ротора
связаны общим магнитным потоком взаимной
индукции
,
который определяет реактивность
продольной реакции
.
Приращение
магнитного потока
вызывает ответную реакцию ротора,
которая состоит из приращений потока
обмотки возбуждения
и потока продольной демпферной обмотки
.
Баланс результирующих потокосцеплений:
- для обмотки возбуждения
; (1)
- для продольной демпферной обмотки
. (2)
и
-
начальный ток, наведенный в продольной
демпферной обмотке и ее реактивность
рассеяния.
Приравнивая левые части выражений (1) и (2), получим:
. (3)
Две
обмотки в продольной оси можно заменить
одной эквивалентной с реактивностью
рассеяния xrd
и суммарным током
При
этом

Используя
(2) и (3), находим из этого выражения

При такой замене задача сводится к рассмотренной ранее. Подставив вместо xf xrd получим продольное сверхпереходное сопротивление

По аналогии поперечное сверхпереходное сопротивление

ЭДС,
приложенные за этими реактивностями
и
,
называются соответственносверхпереходными
ЭДС в продольной и поперечной осях.
Как и переходная ЭДС они сохраняют свое значение в начальный момент нарушения режима и определяются из предшествующего режима:


Векторная диаграмма СМ с демпферными обмотками, работающей с отстающим током
Сверхпереходным
током
называется периодическая составляющая
тока короткого замыкания СМ с демпферными
обмотками.
Начальное значение сверхпереходного тока определяется:
- продольная составляющая

- поперечная составляющая

-
полный ток
.
Даже
в чисто индуктивной цепи угол между
полным током
и полной ЭДС
не равен 90о
из-за
того, что

3.4 Практический расчет трехфазного кз
При
практических расчетах коротких замыканий
принимают

При
этом СМ вводится в схему замещения ЭДС
E’’,
приложенной за сопротивлением

Значение
найдем
из упрощенной векторной диаграммы:

.
При отсутствии данных для СМ принимают
для
турбогенератора мощностью до 100 МВт
=
1,08,
=0,125;
при
мощности 100-500 МВт
=
1,13,
=0,2;
для
синхронного компенсатора
=1,2,
=0,2;
для
синхронный двигателя
=1,1,
=0,2.
Асинхронный
двигатель в начале переходного процесса
можно рассматривать как недовозбужденный
синхронный двигатель. Сверхпереходная
реактивность асинронного двигателя
представляет собой реактивность
короткого замыкания (при полностью
заторможенном двигателе) и определяется
в относительных номинальных единицах
.Iп
– кратность пускового тока АД.Относительное
значение ЭДС двигателя:
.
При отсутствии данных принимают

В
наальный момент переходного процесса
для обобщенной нагрузки, если состав
ее неизвестен, принимается

Эти значения отнесены к полной мощности
нагрузки и среднему номинальному
напряжению в месте ее присоединения.
В
практиеских расетах отдельно учитываются
истоники, непосредственно соединенные
с местом короткого замыкания. Удаленные
источники объединяются в эквивлентный
источник, который называют системой. В
систему можно объединять источники,
для которых отношение
практически – источники, отделенные
от места замыкания двумя или более
ступенями
трансформации.
Для
расчета начального значения сверхпереходного
тока
исходная
схема замещения преобразуется к
эквивалентной результирующей схеме
замещения, содержащей результирующую
ЭДС (E),
результирующее сопротивление (x)
и точку КЗ :

,
где Iб - базисный ток той ступени напряжения сети, на которой находится расчетная точка КЗ.
Апериодическую составляющую тока КЗ в произвольный момент времени определяют по формуле:
,
где
Тa
— постоянная времени затухания
апериодической составляющей тока КЗ;
,
где хэк - результирующее эквивалентное сопротивление схемы замещения при исключении из нее всех активных сопротивлений;
Rэк - результирующее эквивалентное сопротивление схемы замещения при исключении из нее всех индуктивных сопротивлений;
В радиальной схеме при приближенных расчетах апериодической составляющей тока КЗ в произвольный момент времени ее можно определять как сумму апериодических составляющих токов от отдельных частей схемы, полагая, что каждая из этих составляющих изменяется во времени с соответствующей эквивалентной постоянной времени, т.е.
,
(4.5)
где m - число независимых частей схемы;
Ударный ток определяется по формуле

где Kуд — ударный коэффициент.
В тех случаях, когда Хэк/Rэк 5, ударный коэффициент допустимо определять по формуле
,
В радиальной схеме ударный ток допустимо принимать равным сумме ударных токов от соответствующих частей схемы, т.е.
,
где Iп0i - начальное действующее значение периодической составляющей тока КЗ от i-й части схемы;
Kудi - ударный коэффициент тока КЗ от i-й части схемы.
При приближенных расчетах токов КЗ для определения действующего значения периодической составляющей тока КЗ от синхронных генераторов в произвольный момент времени следует применять метод типовых кривых. Он основан на использовании кривых изменения во времени отношения действующих значений периодической составляющей тока КЗ от генератора в произвольный и начальный моменты времени, т.е. t = Iпt/Iпо = f(t), построенных для разных удаленностей точки КЗ (рис. 4.1). При этом электрическая удаленность точки КЗ от синхронной машины характеризуется отношением действующего значения периодической составляющей тока генератора в начальный момент КЗ к его номинальному току, т.е.
,
(3.12)
где
- начальное значение периодической
составляющей тока КЗ от машины в
относительных единицах при выбранных
базисных условиях;
Sб - базисная мощность, МВА;
Sном - номинальная мощность синхронной машины, МВА.

Типовые кривые изменения периодической составляющей тока КЗ от синхронного генератора
Порядок расчета в радиальной схеме:
1) определить действующее значение периодической составляющей тока генератора в начальный момент КЗ;
2)
определить значение величины
,
характеризующей электрическую удаленность
расчетной точки КЗ от синхронной машины;
3)
по найденному значению
выбрать необходимую кривую (при этом
допустима линейная экстраполяция в
области смежных кривых);
4) по выбранной кривой для заданного момента времени определить коэффициент t;
5) определить искомое значение периодической составляющей тока КЗ от синхронной машины в заданный момент времени
,
где Iб - базисный ток той ступени напряжения сети, на которой находится расчетная точка КЗ.
