Основные допущения при расчетах тока короткого замыкания.

Основные допущения при расчетах тока короткого замыкания.

- отсутствие насыщения магнитных систем, т. е. система рассматривается как линейная;

- пренебрежение токами намагничивания Т_р и АТ;

- трехфазная система симметрична;

- пренебрежение емкостными проводимостями, если нет устройств УПК, а так же дальних передач;

- приближенный учет нагрузок;

- отсутствие активных сопротивлений; это допущение условно;

- отсутствие качаний синхронных машин (в пределах (0,1 – 0,2) с);

 

Система относительных единиц.

Базисная мощность S _б принимается произвольно. Базисное напряжение равно среднему напряжению ступени U _б = U _ср.

Шкала U_{ср, ном} : 3,15; 6,3; 10,5; 13,8; 15,75; 18; 21; 24; 37; 115; 154; 230; 340; 515; 770 кВ.

Базисный ток ступени:

. (1.1)

Базисное сопротивление:

. (1.2)

В относительных единицах:

 

. (1.3)

 

Составление схемы замещения.

При наличии трансформаторов (или автотрансформаторов) в схеме замещения элементы приводятся к одной эквивалентной электрической цепи. Параметры элементов приводятся к одной ступени.

Приведенные значения к основной ступени:

(1.7)

(1.8)

(1.9)

(1.10)

Для каждой ступени трансформации установлены U_ср: 6,3; 10,5; 13,8; 15,75; 18; 21; 24; 37; 115; 154; 230; 340; 515; 770 кВ.

 

Если элементы схемы замещения выражены в именованных единицах, то токи и напряжения реальны для ступени приведения. Для остальных участков I и U определяются через коэффициент трансформации.

Если элементы выражены в о.е., то для выражения величин в именованных напряжениях их нужно умножить на базисные величины соответствующей ступени.

5. Преобразование схем замещения.

Преобразование схемы выполняется так, чтобы точка КЗ была выделена.

 

 

Если точка КЗ находится в узле К (рис. 1.1), то этот узел можно разрезать. При этом точки КЗ сохраняются в ветвях (рис. 1.2). Полученная схема сворачивается относительно любой точки КЗ. Другие ветви с точками КЗ учитываются как ветви нагрузок с Е = 0.

Часто встречаются симметричные схемы. Допустим, относительно x ₇ остальные элементы симметричны. Тогда потенциалы узлов 1 и 3 одинаковы, тогда их можно объединить. При этом ветви x ₁ и x ₃, x ₄ и x ₅, x ₆ и x ₇ будут параллельны. Схема примет вид:

 

 

x ₉ = x ₁ || x ₃;

x ₁₀ = x ₄ || x ₅;

x ₁₁ = x ₆ || x ₈.

 

Преобразуем треугольник в эквивалентную «звезду»:

 

 

 

 

 

Если в схеме рис. 1.1 ветви x ₁, x ₂, x ₃ являются генерирующими и x ₁ = x ₂ = x ₃; x ₆ = x ₇ = x ₈, то каждая ветвь до точки КЗ является независимой.

В схеме рис. 1.1 можно поочередно преобразовать треугольники с элементами x ₁ x ₂ x ₄ и x ₅ x ₆ x ₈ и свернуть к точке КЗ.

 

Применение принципа наложения при расчете тока короткого замыкания.

Режим после возникновения КЗ можно представить как состоящий из двух: предшествующий и аварийный. В предшествующем режиме действуют все ЭДС и в точке КЗ включено напряжение . В аварийном режиме действует только напряжение в точке КЗ.

 

Принцип наложения можно использовать при расчетах несимметричных режимов.

Метод расчетных кривых.

Метод довольно простой и дает хорошую точность при практических расчётах. По типовым кривым для известного времени отключения можно определить относительное значение периодической составляющей тока КЗ в точке КЗ.

Кривая 1 используется для времени отключения t _откл > 0,1с;

Кривая 2 – для времени t ≤ 0,1с.

Кривые построены так же для аргумента х _расч, но результат менее точен.

С увеличением х _расч и при х _расч ≥ 1 типовые кривые для гидро- и турбогенераторов практически совпадают.

Если в системе присутствует несколько генераторов, то они рассматриваются как один эквивалентный генератор. Порядок расчёта следующий:

а) составляется схема замещения, в которую генераторы вводятся сопротивлениями х"_d;

б) нагрузка учитывается только та, которая расположена непосредственно в точке КЗ;

в) схема сворачивается относительно точки КЗ и определяется х _∑;

г) по типовым кривым определяется значение I_nt­; если I_{n 0}/ I _{ном ­} < 3 для гидрогенератора и _­ I_{n 0}/ I _{ном ­} < 2 для турбогенератора, то I_nt = I_{n 0};

д) определяется значение I_nt в условных единицах:

При выборе типовой кривой принимается та, для которой учитывается мощность генераторов, участвующих в подпитке.

Если в схеме r значительно, то определяется

Условно принимаем z ≈ x схемы и для значения z определяется I_nt­.

 

Воздушные линии

Ток нулевой последовательности ВЛ возвращается через землю и по заземленным элементам сети (грозотросы, рельсовые пути вдоль линии и пр.) Распределение тока в земле является довольно сложным, поэтому определение сопротивления нулевой последовательности является сложной задачей.

Для практических расчетов можно пользоваться следующими отношениями :

−одноцепная линия без тросов−3,5;

−одноцепная линия со стальными тросами−3,0;

−одноцепная линия с хорошо проводящими тросами−2,0;

−двухцепная линия без тросов−5,5;

−двухцепная линия со стальными тросами−4,7;

−двухцепная линия с хорошо проводящими тросами−3,0.

Кабели

Значения кабелей обычно определяют по справочным данным.

Оболочка кабелей заземлена на его концах и в ряде промежуточных точек. Оболочка кабеля аналогична заземленным тросам воздушных линий. В целом рассчитать кабеля довольно затруднительно.

При приближенных расчетах принимают:

;

Точное значение можно получить при соответствующих замерах в реальных условиях.

 

ФОРМУЛЫ

Ряд средних напряжений: 3,15; 6,3; 10,5; 13,8; 15,75; 18; 21; 24; 37; 115; 154; 230; 340; 515; 770; 1150 кВ.

Генераторы:

В относительных единицах:

Если в процентах :

В именованных единицах:

Если в процентах :

ЭДС генератора:

Активное сопротивление:

Система:

Индуктивное сопротивление:

В относительных единицах:

Через ток отключения:

Через номинальную мощность:

Активное сопротивление:

 

ЭДС системы:

Трансформаторы:

Двухобмоточный:

Индуктивное сопротивление:

Активное сопротивление:

Трехобмоточный трансформатор:

Индуктивное сопротивление:

Активное сопротивление:

Трансформатор с расщепленной обмоткой:

Индуктивное сопротивление:

 

Активное сопротивление:

Автотрансформатор:

Индуктивное сопротивление:

Активное сопротивление:

Или если дана мощность

Если даны значения , , , то рассчитывается по этой формуле:

 

Автотрансформатор с расщепленной обмоткой:

Индуктивное сопротивление:

 

Если не дано

 

Активное сопротивление:

Или если дана мощность

Реактор:

Индуктивное сопротивление:

Воздушная линия:

Индуктивное сопротивление:

 

Активное сопротивление:

 

Нагрузка:

Индуктивное сопротивление:

Активное сопротивление:

ЭДС нагрузки

 

НАПРЯЖЕНИЯ:

При однофазном КЗ

 

ТОКИ:

Начальное значение периодической составляющей тока КЗ:

Трехфазное короткое замыкание:

Однофазное короткое замыкание:

Апериодическая составляющая тока КЗ:

Ударный ток КЗ:

Постоянная времени короткого замыкания:

Максимальный ток КЗ для времени t

Основные допущения при расчетах тока короткого замыкания.

- отсутствие насыщения магнитных систем, т. е. система рассматривается как линейная;

- пренебрежение токами намагничивания Т_р и АТ;

- трехфазная система симметрична;

- пренебрежение емкостными проводимостями, если нет устройств УПК, а так же дальних передач;

- приближенный учет нагрузок;

- отсутствие активных сопротивлений; это допущение условно;

- отсутствие качаний синхронных машин (в пределах (0,1 – 0,2) с);