Расчет сверхпереходного режима

Расчет производим приближенный в относительных единицах.

Составим схему замещения системы электроснабжения (рис 2.1).

Рисунок 2.1 – Схема замещения системы электроснабжения

где – ЭДС генератора, – ЭДС системы, – ЭДС обобщенной нагрузки, – сопротивление генератора, – сопротивление трансформатора 1, – сопротивление линии , – сопротивление линии , – сопротивление системы, – сопротивление трансформатора 2, – сопротивление обобщенной нагрузки,

Выберем базисное напряжение и базисную мощность:

Рассчитаем базисный ток по формуле:

, (2.1)

где – базисная мощность ;

– базисное напряжение .

Рассчитаем ЭДС и сопротивления на каждом участке схемы (рис. 2.1).

ЭДС генератора рассчитывается по формуле:

, (2.2)

где - напряжение на выводах генератора в момент, предшествующий КЗ;

- ток статора в момент, предшествующий КЗ;

- угол сдвига фаз напряжения и тока в момент, предшествующий КЗ, рад.

Напряжение на выводах генератора в относительных единицах вычисляется по формуле:

, (2.3)

где – напряжение на выводах генератора в момент, предшествующий КЗ, кВ.

Ток статорав относительных единицах:

Сопротивление генератора рассчитывается по формуле:

, (2.4)

где - сверхпереходное сопротивление генератора в относительных единицах при номинальных условиях;

– номинальная мощность генератора, .

Рассчитаем сопротивление трансформатора Т1 по формуле:

, (2.5)

где - напряжением короткого замыкания трансформатора;

– номинальная мощность трансформатора, .

Рассчитаем сопротивления ВЛ по формуле:

,(2.6)

где - удельное сопротивление линии, Ом/км;

– длинна линии, км.

Т.к. параметры линий и одинаковые то .

ЭДС системы в относительных единицах равно 1.

Рассчитаем сопротивление системы по формуле:

,(2.7)

где – сопротивление системы в относительных единицах;

– мощность системы, .

Рассчитаем сопротивление трансформатора Т2 по формуле:

, (2.8)

где -напряжением короткого замыкания трансформатора;

– номинальное напряжение трансформатора, кВ;

– номинальная мощность трансформатора, .

Обобщенная нагрузка в сверхпереходном режиме принимается равной 0,35. Приведем ее к базисной ступени по формуле:

; (2.9)

ЭДС обобщенной мелко моторной нагрузки в сверхпереходном режиме принимаем равной 0,85.

Преобразуем схему замещения, последовательно соединив и , заменив на , и последовательно соединив и , заменив на (рис. 2.2).

Рисунок 2.2 – Первое преобразованиесхемы замещения

Сопротивление рассчитаем по формуле:

;(2.10)

Сопротивление рассчитаем по формуле:

;(2.11)

Параллельно соединив ЭДС и , и сопротивления и , получим эквивалентное ЭДС и сопротивление . Преобразуем треугольник сопротивлений , , в эквивалентную звезду с сопротивлениями , , (рис 2.3).

Рисунок 2.3 – Второе преобразованиесхемы замещения

Рассчитаем сопротивление по формуле:

; (2.12)

Рассчитаем ЭДС по формуле:

; (2.13)

Преобразуем треугольник сопротивлений в эквивалентную звезду по формулам:

; (2.14)

; (2.15)

; (2.16)

Последовательно соединив сопротивления и , и , получим эквивалентные сопротивления и .

Рассчитаем сопротивление и по формулам:

; (2.17)

; (2.18)

Параллельно соединив ЭДС и , и сопротивления и , получим эквивалентное ЭДС и сопротивление (рис 2.4).

Рисунок 2.4 –Третье преобразованиесхемы замещения

Эквивалентное сопротивление определим по формуле:

; (2.19)

Эквивалентную ЭДС определим по формуле:

; (2.20)

Последовательно соединив сопротивления и , получим эквивалентное сопротивление схемы замещения (рис 2.5).

Рисунок 2.5 – Приведенная схемасистемы электроснабжения

Эквивалентное сопротивление определим по формуле:

; (2.21)

Сверхпереходный ток трехфазного симметричного короткого замыкания в относительных единицах определим по формуле:

; (2.22)

Переведем его в именованные единицы по формуле:

(2.23)

Наибольшее начальное значение апериодической составляющей тока КЗ в общем случае следует считать равным амплитуде периодической составляющей тока в начальный момент КЗ.Определим по формуле:

; (2.24)

При расчете ударного тока короткого замыкания допускается принимать, что от начального момента КЗ до момента, когда ток оказывается ударным, амплитуда периодической составляющей тока КЗ остается неизменной, равной амплитуде этой составляющей в начальный момент КЗ.

В случае, когда исходная расчетная схема является радиальной, ударный ток, следует определять по формуле:

, (2.25)

где – ударный коэффициент тока КЗ.

Ударный коэффициент принимается согласно п. 4.3 [1].

2.2 Расчет переходного режима

При определении переходного тока ЭДС обобщенной нагрузки , переходное сопротивление генератора , а Обобщенная нагрузка в сверхпереходном режиме принимается равной 1,2. Остальные величины остаются не изменными.

ЭДС генератора рассчитывается по формуле:

, (2.26)

где - напряжение на выводах генератора в момент, предшествующий КЗ;

- ток статора в момент, предшествующий КЗ;

- угол сдвига фаз напряжения и тока в момент, предшествующий КЗ, рад.

Сопротивление генератора рассчитывается по формуле:

, (2.27)

где - переходное сопротивление генератора в относительных единицах при номинальных условиях;

– номинальная мощность генератора, .

Последующий расчет и преобразование схемы аналогично п. 2.1.

Преобразуем треугольник сопротивлений в эквивалентную звезду:

Переходный ток в относительных единицах:

Переходный ток в именованных единицах: