RASChET_TOKOV_KZ_Pos_s_grifom_21

61

1.Расчетная схема содержит только один синхронный генератор (компенсатор).

2.Расчетная схема содержит несколько однотипных синхронных генераторов (компенсаторов), и они находятся в одинаковых условиях по отношению к точке короткого замыкания.

3.Расчетная схема является сложной, т. е. содержит несколько источников энергии и при коротком замыкании эти источники оказываются связанными с точкой повреждения через какой-либо общий элемент (трансформатор, реактор, линию электропередачи и т. п.).

Рассмотрим подробно порядок расчета во всех этих случаях,

имея в виду расчет в системе относительных единиц с приближенным приведением параметров.

п.г

Iг. ном	I
	п. г

I

Рис. 21. Типовые кривые:

а – основные; б – дополнительные

Схема с одним синхронным генератором (компенсатором).

В этом случае расчет периодической составляющей тока короткого замыкания в заданный момент времени с использованием метода типовых кривых производят в следующем порядке.

1. По исходной расчетной схеме составляют схему замещения для определения начального значения периодической составляющей тока короткого замыкания от синхронной машины, т. е. схему, в которой синхронный генератор (компенсатор) учитывают сверхпереходным сопротивлением и сверхпереходной ЭДС, найденной с учетом предшествующей нагрузки машины или взятой приближенно из табл. 5.

62

Находят эквивалентное индуктивное сопротивление элементов схемы замещения относительно точки короткого замыкания Х* рез и определяют начальное действующее значение периодической составляющей тока генератора (компенсатора) при коротком замыкании:

	E*(0)	Iб .
Iп.г	X* рез

2. Если генератор и точка КЗ находятся на разных ступенях напряжения, то номинальный ток источника приводят к ступени напряжения с точкой КЗ по формуле:

Iг. ном		Sг. ном		,	(26)
(		3Uср. ном)

где Sг. ном – полная номинальная мощность генератора; Uср. ном – среднее номинальное напряжение ступени КЗ, выбранное по шкале средних номинальных напряжений, кВ.

3. Далее находят удаленность точки КЗ от источника энергии

	I
	п.г	. Если это отношение больше или равно 2 о. е., то расчет ведут
	I г. ном
с применением типовых кривых.
			I
	В противном случае, когда		п.г	2	, действующее значение
			Iг. ном

периодической оставляющей тока КЗ мало меняется во времени и

можно считать, что I	п. г. t	I	.
		п. г

4. Находят типовую кривую по рис. 21, а соответственно полу-

I

ченному значению удаленности п.г . Если последнее оказывается

Iг. ном

дробным числом, то его округляют до ближайшего целого числа (при небольшой разнице между дробным и целым числами) или производят интерполяцию кривых.

По выбранной кривой определяют отношение действующих значений периодической составляющей тока короткого замыкания от генератора (компенсатора) в расчетный и начальный моменты време-

ни, т. е.			Iп. г. t	.
	п t		I
			п. г

63

5. Определяют искомое действующее значение периодической составляющей тока короткого замыкания в расчетный момент времени:

I	п. г. t		п. t	I	.
				п. г

Схема с несколькими однотипными синхронными генераторами (компенсаторами), находящимися в одинаковых условиях по отношению к точке короткого замыкания. В этом случае расчет действующего значения периодической составляющей тока короткого замыкания в произвольный момент времени ведут в том же порядке, только все генераторы (компенсаторы) заменяют одним эквивалентным, т. е. соответствующие ветви в схеме замещения эквивалентируют, а в формулу (26) вместо номинальной мощности одной машины подставляют сумму номинальных мощностей всех машин.

В тех случаях, когда исходная расчетная схема содержит несколько генераторов или компенсаторов, находящихся на разном удалении от точки короткого замыкания, но связанных с ней независимо друг от друга, находят значения периодической составляющей тока трехфазного короткого замыкания в произвольный момент времени изложенным выше способом от отдельных машин и затем результаты суммируют.

ПРИМЕР 4.

Рассчитать ток трехфазного КЗ в заданный момент времени t = 0,1 сек, используя типовые кривые для схемы, изображенной на рис. 22 в точке К1. Параметры элементов заданы в табл. 8–10.

										Таблица 8
					Данные генераторов
	Гидрогенератор G1						Турбогенератор G2
Pном,		Х	,		cos ,	Pном,		Х	,	cos ,
		*d						*d
МВт		о. е			о. е.	МВт		о. е		о. е.
13		0,32			0,8	30		0,257		0,8

						Таблица 9
		Данные трансформаторов, системы
	Т1			Т2		Система G
Sном,	Uк,	Ктр,	Sном,	Uк,	Ктр,	Sс,
МВ∙А	%	кВ/кВ	МВ∙А	%	кВ/кВ	МВ∙А

64

7,5

11,6

11/121

6,3

10,5

10/110

100

Таблица 10

Данные воздушных линий

W 1			W 2			W 3			W 4
Худ,		L,	Худ,		L,	Худ,		L,	Худ,		L,
Ом/км		км	Ом/км		км	Ом/км		км	Ом/км		км
0,39		30	0,4		35	0,39		21	0,39		71

Рис. 22. Схема примера 4

Решение Нарисуем схему замещения (рис. 23). Нагрузку Н1, в виду ее

электрической удаленности от источника, можно не учитывать. Расчет выполним в относительных единицах с приближенным

приведением параметров.

Выберем базисную мощность: 100 МВ∙А.

65

E*г1	X*г1	X*т1	X*л1	X*т2	X*г2	E*г2
			X*л2	X*л3
E*с	X* с		X*л4	КЗ

Рис. 23. Схема замещения для примера 4

Рассчитаем параметры, взяв формулы из табл. 3. Параметры линий:

X				0,39 30						100						0,0885;
	*лл
						1152
	X					0,4 35			100						0,106;
			*л2
						1152
X					0,39 21						100						0,062;
		*л3
						1152
	X*л4					0,39 71						100						0,21.
						1152
Параметры генераторов:
	X*г1					0,32		100 0,8										1,97;
						13
X				0,257			100 0,8											0,685.
	*г2
						30

ЭДС выберем из табл. 5.

E*г1 1,18 ; E*г2 1,08.

Параметры системы:

E*с 1; X*с 100100 1.

66

Параметры трансформаторов:

11,6 100

X*т1 100 7,5 1,55;

10,5 100

X*т2 100 6,3 1,67.

Для системы ток не зависит от времени и определяется по формуле начального тока КЗ. Преобразуем параллельные сопротивления:

X*1 X*тт 1,55 0,775; 2 2

		X		*2	X*тт	1,67	0,833;
					2	2
		X	*3		X*л4	0,21 0,105.
					2	2
Нарисуем промежуточную схему замещения (рис. 24).
E*г1	X*г1	X*1				X*л1	X*2	X*г2	E*г2
					X*л2		X*л3
E*с	X*с			X*3 КЗ

Рис. 24. Промежуточная схема замещения

Преобразуем последовательно:

X*4 X*г1 X*1 1,97 0,775 2,745;

X*5 X*г2 X*2 0,685 0,833 1,518;

X*6 X*с X*3 1 0,105 1,105.

Нарисуем промежуточную схему (рис. 25).

67

E*г1	X*4	X*л1	X*5	E*г2
		X*л2	X*л3
	E*с	X*6 КЗ

Рис. 25. Промежуточная схема

Преобразуем треугольник в звезду (рис. 26), используя формулы из табл. 4:

X*7								X*л1 X*л2									0,0885 0,106								0,0361;
					X*л1				X*л2 X *л3					0,0885				0,106				0,062
X*8									X *л1 X*л3								0,0885 0,062								0,021;
							X *л1 X*л2 X*л3							0,0885				0,106			0,062
X*9								X*л2 X*л3									0,062 0,106								0,0253.
						X*л1			X*л2 X *л3					0,0885				0,106				0,062
		E*г1							X*4		X*7							X*8				X*5				E*г2

X*9

E*с			X*6 КЗ

Рис. 26. Промежуточная схема

Преобразуем последовательно:

X*10 X*4 X*7 2,745 0,0361 2,78;

X*11 X*8 X*5 0,021 1,518 1,539.

68

Получим схему на рис. 27.

E*г1

X*10

X*11 E*с2

X*9

E*с

X*6 КЗ

Рис. 27. Схема для определения токов КЗ

Далее необходимо

объединить ветви

генераторов в одну

(рис. 28).

Преобразуем параллельные сопротивления:

X*12

X

*10 X*11

2,78 1,539

0,99

X*10 X*11

2,78 1,539

Е

X*10 E*г1 X*11 E*г2

2,78 1,18 1,539 1,08

1,14

*1

X*10 X*11

2,78 1,539

Далее преобразуем последовательно Х*12

и Х*9 (рис. 29):

X*13 X*12 X*9 0,99 0,0247 1,015

69

	E*1	E*1
	X*12	X*13
	Iп г t	КЗ
	X*9
		X*6
E*с	X*6 КЗ
	Iп с
		E*с
Рис. 28. Схема для расчета		Рис. 29. Промежуточная схема

Суммарный ток КЗ в этом случае:

Iк t Iп г t Iп с .

Причем первое слагаемое зависит от времени и определяется по типовым кривым, а второе не зависит от времени.

Вычислим базисный ток:

	Iб		Sб				100		0,5 кА.
			3Uб				3 115

Найдем начальный ток КЗ от генераторной ветви:

I 1,14 0,5 0,56 кА. п.г 1,015

Найдем номинальный ток от двух генераторов:

			13			30		16,5 37,5
I			0,8			0,8					0,27 кА.
	г. ном
			3			115			3 115

Найдем удаленность генераторов:

70

I	0,56
п.г			2,07
Iг. ном		0,27

Зная удаленность 2 о. е. и момент времени 0,1 сек, по типовым кривым (рис. 21, а) находим отношение п t 0,9 .

Находим ток от генераторов.

Рассчитаем периодическую составляющую тока трехфазного КЗ для момента времени t = 0,1 с:

I	п г t		п t	I	0,9 0,56 0,504 кА.
				п г

Ток КЗ от системы не зависит от времени и определяется по формуле:

Iп с

E*c Sб

1 100

0,476 кА.

X*6

3 Uср. к

1,105

3 115

Суммарный ток КЗ в момент времени t = 0,1 с будет равен:

Iк t Iп г t Iп с 0,504 0,476 0,98 кА.

Сложная схема. В этом случае схема содержит несколько источников энергии и при коротком замыкании эти источники оказываются связанными с точкой повреждения через какой-либо общий элемент (трансформатор, реактор, линию электропередачи и т.п.).

При расчете действующего значения периодической составляющей тока в месте трехфазного короткого замыкания в произвольный момент времени следует учитывать влияние переходного процесса в ближайшем к месту короткого замыкания генераторе (компенсаторе) на изменение во времени указанной составляющей тока короткого за-

мыкания. Это влияние характеризуется коэффициентом к t IIп t .

Для определения этого коэффициента исходную схему замещения следует преобразовать в трехлучевую звезду (рис. 13). Причем ближайший к месту короткого замыкания генератор (компенсатор) и последовательно соединенные с ним элементы должны быть представлены в виде отдельной ветви с включенными в нее сверхпереходной ЭДС генератора (компенсатора) E"*г, найденной из предшествующего установившегося режима (или приближено по табл. 5), и суммарным сопротивлением всех элементов этой ветви X*г (рис. 13). Более удаленные источники энергии и связывающие их ли-