3.3 Сверхпереходные эдс и сопротивления см

Предполагаем:

- помимо обмотки возбуждения на роторе имеется по одной эквивалентной демпферной обмотке в продольной и поперечной осях;

- обмотка статора и обе обмотки ротора связаны общим магнитным потоком взаимной индукции , который определяет реактивность продольной реакции.

Приращение магнитного потока вызывает ответную реакцию ротора, которая состоит из приращений потока обмотки возбужденияи потока продольной демпферной обмотки.

Баланс результирующих потокосцеплений:

- для обмотки возбуждения

; (1)

- для продольной демпферной обмотки

. (2)

и - начальный ток, наведенный в продольной демпферной обмотке и ее реактивность рассеяния.

Приравнивая левые части выражений (1) и (2), получим:

. (3)

_{Две обмотки в продольной оси можно заменить одной эквивалентной с реактивностью рассеяния} x_rd и суммарным током

_{При этом}

Используя (2) и (3), находим из этого выражения

При такой замене задача сводится к рассмотренной ранее. Подставив вместо x_f x_rd получим продольное сверхпереходное сопротивление

По аналогии поперечное сверхпереходное сопротивление

ЭДС, приложенные за этими реактивностями и, называются соответственносверхпереходными ЭДС в продольной и поперечной осях.

Как и переходная ЭДС они сохраняют свое значение в начальный момент нарушения режима и определяются из предшествующего режима:

Векторная диаграмма СМ с демпферными обмотками, работающей с отстающим током

Сверхпереходным током называется периодическая составляющая тока короткого замыкания СМ с демпферными обмотками.

Начальное значение сверхпереходного тока определяется:

- продольная составляющая

- поперечная составляющая

- полный ток .

Даже в чисто индуктивной цепи угол между полным током и полной ЭДСне равен 90^о из-за того, что

3.4 Практический расчет трехфазного кз

При практических расчетах коротких замыканий принимают

_{При этом СМ вводится в схему замещения ЭДС} E^’’, приложенной за сопротивлением

Значение найдем из упрощенной векторной диаграммы:

_.

_{При отсутствии данных для СМ принимают}

для турбогенератора мощностью до 100 МВт = 1,08,=0,125;

при мощности 100-500 МВт = 1,13,=0,2;

для синхронного компенсатора =1,2,=0,2;

для синхронный двигателя =1,1,=0,2.

Асинхронный двигатель в начале переходного процесса можно рассматривать как недовозбужденный синхронный двигатель. Сверхпереходная реактивность асинронного двигателя представляет собой реактивность короткого замыкания (при полностью заторможенном двигателе) и определяется в относительных номинальных единицах .I_п – кратность пускового тока АД.Относительное значение ЭДС двигателя:_{. При отсутствии данных принимают}

В наальный момент переходного процесса для обобщенной нагрузки, если состав ее неизвестен, принимается Эти значения отнесены к полной мощности нагрузки и среднему номинальному напряжению в месте ее присоединения.

В практиеских расетах отдельно учитываются истоники, непосредственно соединенные с местом короткого замыкания. Удаленные источники объединяются в эквивлентный источник, который называют системой. В систему можно объединять источники, для которых отношение практически – источники, отделенные от места замыкания двумя или более ступенями трансформации.

Для расчета начального значения сверхпереходного тока исходная схема замещения преобразуется к эквивалентной результирующей схеме замещения, содержащей результирующую ЭДС (E_), результирующее сопротивление (x_) и точку КЗ :

,

где I_б - базисный ток той ступени напряжения сети, на которой находится расчетная точка КЗ.

Апериодическую составляющую тока КЗ в произвольный момент времени определяют по формуле:

,

где Т_a — постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ; ,

где х_эк - результирующее эквивалентное сопротивление схемы замещения при исключении из нее всех активных сопротивлений;

R_эк - результирующее эквивалентное сопротивление схемы замещения при исключении из нее всех индуктивных сопротивлений;

В радиальной схеме при приближенных расчетах апериодической составляющей тока КЗ в произвольный момент времени ее можно определять как сумму апериодических составляющих токов от отдельных частей схемы, полагая, что каждая из этих составляющих изменяется во времени с соответствующей эквивалентной постоянной времени, т.е.

, (4.5)

где m - число независимых частей схемы;

Ударный ток определяется по формуле

где K_уд — ударный коэффициент.

В тех случаях, когда Х_эк/R_эк  5, ударный коэффициент допустимо определять по формуле

,

В радиальной схеме ударный ток допустимо принимать равным сумме ударных токов от соответствующих частей схемы, т.е.

,

где I_п0i - начальное действующее значение периодической составляющей тока КЗ от i-й части схемы;

K_удi - ударный коэффициент тока КЗ от i-й части схемы.

При приближенных расчетах токов КЗ для определения действующего значения периодической составляющей тока КЗ от синхронных генераторов в произвольный момент времени 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 = I_пt/I_по = f(t), построенных для разных удаленностей точки КЗ (рис. 4.1). 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.

, (3.12)

где - начальное значение периодической составляющей тока КЗ от машины в относительных единицах при выбранных базисных условиях;

S_б - базисная мощность, МВА;

S_ном - номинальная мощность синхронной машины, МВА.

Типовые кривые изменения периодической составляющей тока КЗ от синхронного генератора

Порядок расчета в радиальной схеме:

1) определить действующее значение периодической составляющей тока генератора в начальный момент КЗ;

2) определить значение величины, характеризующей электрическую удаленность расчетной точки КЗ от синхронной машины;

3) по найденному значению выбрать необходимую кривую (при этом допустима линейная экстраполяция в области смежных кривых);

4) по выбранной кривой для заданного момента времени определить коэффициент _t;

5) определить искомое значение периодической составляющей тока КЗ от синхронной машины в заданный момент времени

,

где I_б - базисный ток той ступени напряжения сети, на которой находится расчетная точка КЗ.