§13 Практические методы расчета переходного процесса при трехфазном кз

При решении многих практических задач (выбор оборудования, расчет уставок релейной защиты) не требуется знание точных значений токов КЗ, но необходимы простота и сокращение расчетных операции. Для этих целей разработаны приближенные методы расчета.

Существенного сокращения и упрощения расчетов достигают, принимая определенные допущения:

не учитывается взаимное влияние синхронных генераторов
ротор каждой синхронной машины считается симметричным ( , )
апериодическая составляющая тока КЗ учитывается приближенно.

Указанные допущения приводят к некоторому увеличению расчетных токов КЗ. При этом характерно:

Начальные значения токов, вычисляемые практическими методами, вполне согласуются с осциллографическими записями. Ошибка в пределах 5%.
Если КЗ не сопровождается сильными качаниями генераторов, то практические методы позволяют с погрешностью 10-15% вычислить значение тока в месте КЗ в произвольно выбранный момент времени.

Порядок расчета при трехзфазном КЗ: /3, стр.121-154/

Выбор конкретного метода определяется условиями стоящей задачи.
По расчетной схеме сети составляется электрическая схема замещения (ЭСЗ).

Расчетная схема – упрощенная однолинейная схема электрической системы с указанием всех влияющих на ток КЗ элементов.

Электрическая схема замещения – схема, соответствующая расчетной, в которой все магнитные (трансформаторные) связи заменены электрическими.

Все параметры ЭСЗ приводят к одной основной ступени напряжения и выражают в относительных или именованных единицах.

За основную ступень удобно принимать напряжение точки КЗ. При этом за базовое напряжение принимают среднее напряжение основной ступени. (Ряд средних значений напряжений: 6,3; 10,5; 20; 24; 37; 115; 154; 230; 340; 515 кВ).

За базовую мощность принимают значения кратные МВА (10, 100, 1000)

Параметры ЭСЗ можно найти по выражениям, приведенным в /3/.

Каждому сопротивлению присваивается определенный номер, сохраняемый до конца расчета.

С учетом принятых допущений, характерными являются следующие моменты:

В ЭСЗ в сети с напряжением выше 1 кВ учитываются только индуктивные сопротивления.
Для синхронных генераторов, компенсаторов и двигателей задается сверхпереходное сопротивление по продольной оси – и сверхпереходная ЭДС –

где и – фазные напряжение и ток в предшествующем режиме, – угол сдвига между током и напряжением в предшествующем режиме.

Приближенно можно взять из таблицы 3.1 в /3/.

Нагрузка в ЭСЗ учитывается упрощенно: она не учитывается, если отделена от места КЗ ступенью трансформации.
Когда токи КЗ определяются только в небольшой части мощной системы, то остальную ее часть можно представить в виде эквивалентной системы, подключенной к рассматриваемому участку. Эквивалентная система вводится источником неизменной ЭДС и реактивным сопротивлением . Если расчет ведется в относительных единицах, то .

Преобразование схемы. Преобразование (свертывание) схемы выполняется по направления от источника питания к месту КЗ. Целью преобразования является определение результирующего сопротивления и результирующей ЭДС .

(*)

Схема свертывается к виду (*) только в том случае, если источники находятся по отношению к месту КЗ в одинаковых условиях. Если же источники находятся в существенно разных условиях (например, эквивалентная система и генераторы), то к месту КЗ оказываются подключенными несколько результирующих ветвей.