ИЭ / 8 сем (станции+реле) / Лекции / Защита генераторов ещё
.pdfРАСЧЕТ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ ТОКА КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ ДЛЯ ПРОИЗВОЛЬНОГО МОМЕНТА ВРЕМЕНИ
Расчет периодической составляющей тока КЗ в произвольный момент времени в сложной разветвленной схеме с учетом переходных процессов в синхронных машинах, для которых КЗ является близким, следует производить путем решения соответствующей системы дифференциальных уравнений переходных процессов, используя с этой целью ЭВМ, и выделения из найденного тока его периодической составляющей.
При приближенных расчетах токов КЗ для определения действующего значения периодической составляющей тока КЗ от синхронных генераторов в произвольный момент времени при радиальной расчетной схеме 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 = IпtΤIп0 = f(t), построенных для разных удаленностей точки КЗ. 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. |
= |
Iп0 |
= |
Sб |
, где I |
п0 |
- начальное значение |
|
I |
|
|
||||||
п0(ном) |
|
ном |
п0(б) S |
|
|
|||
|
|
|
|
ном |
|
|
|
периодической составляющей тока КЗ от машины в относительных единицах при выбранных базисных условиях; Sб - базисная мощность, МВА; Sном - номинальная мощность (полная) синхронной машины, МВА.
51
ТИПОВЫЕ КРИВЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ ТОКА КЗ
Типовые кривые изменения периодической |
Типовые кривые изменения периодической |
составляющей тока КЗ от турбогенераторов с |
составляющей тока КЗ от турбогенераторов с |
тиристорной независимой системой возбуждения |
тиристорной системой самовозбуждения |
52
ТИПОВЫЕ КРИВЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ ТОКА КЗ
Типовые кривые изменения периодической составляющей тока КЗ от турбогенераторов с диодной независимой (высокочастотной) системой возбуждения
Типовые кривые изменения периодической составляющей тока КЗ от турбогенераторов с
диодной бесщеточной системой возбуждения
53
ТИПОВЫЕ КРИВЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ ТОКА КЗ
Все кривые получены с учетом насыщения стали статора, насыщения путей рассеяния статора, вызванного апериодической составляющей тока статора, эффекта вытеснения токов в контурах ротора и регулирования частоты вращения ротора турбины. При этом предполагалось, что до КЗ генератор работал в номинальном режиме.
Типовые кривые учитывают изменение действующего значения периодической составляющей тока КЗ, если отношение действующего значения периодической составляющей тока генератора в начальный момент КЗ к его номинальному току равно или больше двух. При меньших значениях этого отношения следует считать, что действующее значение периодической составляющей тока КЗ не изменяется во времени, т.е. п = п0 = .
В тех случаях, когда расчетная продолжительность КЗ превышает 0,5 с, для расчета периодической составляющей тока в произвольный момент времени при КЗ на выводах турбогенераторов допустимо использовать кривые t = f(t), приведенные на следующем слайде слева, а при КЗ на стороне высшего напряжения блочных трансформаторов - кривые, приведенные на приведенные на следующем слайде справа. Кривая 1 относится к турбогенераторам с диодной бесщеточной системой возбуждения, кривая 2 - c тиристорной независимой системой возбуждения, кривая 3 - c диодной независимой (высокочастотной) системой возбуждения и кривая 4 - с тиристорной системой самовозбуждения.
54
ТИПОВЫЕ КРИВЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ ТОКА КЗ
Типовые кривые изменения периодической составляющей тока КЗ от турбогенераторов с различными системами возбуждения при трехфазных КЗ на выводах генераторов
Типовые кривые изменения периодической составляющей тока КЗ от турбогенераторов с различными системами возбуждения при трехфазных КЗ на стороне ВН блочных
трансформаторов |
|
55 |
|
|
|
ТИПОВЫЕ КРИВЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ ТОКА КЗ
Типовые кривые изменения периодической составляющей тока КЗ от синхронного генератора напряжением 6-10 кВ автономной системы электроснабжения
56
ВНУТРЕННИЕ ЗАМЫКАНИЯ В ГЕНЕРАТОРЕ
Замыкание между фазами статорной обмотки является одним из наиболее опасных видов повреждения генератора.
В зависимости от режима работы генератора, от места замыкания и условий связи генератора с системой токи повреждения могут изменяться в широком диапазоне и достигать больших величин.
Сцепление потоков с витками
Зависимость эдс от доли витков статорной
|
обмотки генератора |
|
= |
+ |
|
|||
|
|
с |
|
об |
||||
|
= |
|
= |
|
= |
+ |
2 |
|
|
ф |
|
||||||
|
|
|
|
|
с |
|
|
об |
57
ЗАЩИТА РОТОРА ОТ ПЕРЕГРУЗОК ТОКОМ ВОЗБУЖДЕНИЯ
В уравнениях учтено активное сопротивление обмотки и замыкание предполагается через некоторое п.
(3) |
= |
ф |
|
|
|
(2) |
|
3ф |
|
|
|
|
|
|
|
= − |
|
|
|
|
|
+ п + с + |
2 |
об1 |
|
|
|
||
|
|
|
|
2 + п + 2с + 2 |
об1 + об2 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
(1) |
= |
|
|
|
ф |
|
|
|
|
3 + 3 |
+ 2 |
+ |
+ 2 |
|
+ |
+ |
|
|
|
|||||||
|
|
п |
с |
с0 |
|
об1 |
об2 |
об0 |
58
МЕТАЛЛИЧЕСКОЕ КЗ
Для металлического короткого замыкания:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(3) |
= |
|
ф |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
+ |
с + об1 |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
(2) |
= − |
|
|
|
ф |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
2 + 2с + об1 + об2 |
|||
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
(1) |
= |
|
|
|
|
|
|
ф |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 + |
2с + с0 |
+ об1 + об2 + об0 |
||||
|
|
Предельные максимальные значения этих токов при , стремящемся к нулю, равны:
|
|
|
(3) |
|
ф |
|
= |
|
|
||
|
|
+ с |
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
(2) |
|
|
ф |
|
|
|
|
= − |
|
|
|
|
|
|||
|
|
2 + 2с |
|||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
3 |
|
(1) |
|
= |
|
ф |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 + 2с + с0 |
|||
|
|
|
59
ЗАВИСИМОСТЬ ТОКА КЗ (НАЧАЛЬНОЕ И УСТАНОВИВШЕЕСЯ ЗНАЧЕНИЕ)
Зависимость тока короткого замыкания от доли замкнувшихся витков при различных видах повреждения.
Зависимость тока однофазного повреждения от доли замкнувшихся витков при учете переходного сопротивления Rп.
60