Perekhodnye_protsessy_lektsii

5

Графики изменения действующих значений периодической слагающей тока статора и напряжения генератора при различных удаленностях точки КЗ.

6

Определим хвн, для которого I"0,к = I"t,к из равенства
	′′	=
	Eq 0		Eqпр
				;	(7.9)
	′′
	xd + xвн		xd + xвн

′′	(xd	′′	+ xвн ) ;
Eq0		+ xвн ) = Eqпр (xd

		′′		′′
xвн	=	Eq 0 xd	− Eqпр xd
			′′	(7.10)
		Eqпр − Eq 0

7

График изменения I"0,к в зависимости от хвн имеет вид

Сростом хвн затухание и нарастание тока КЗ происходит медленнее. Но

вэтом случае его восстановление происходит за более короткое время, но с меньшей скоростью.

Время tкр уменьшается с ростом удаленности точки КЗ.

1

Лекция №8

Практические методы расчёта переходного процесса короткого замыкания

8.1. Приближенный учёт системы при практических расчётах короткого замыкания

В практических методах расчёта КЗ дополнительно делаются допущения:

-закон изменения периодической составляющей тока короткого замыкания для одного генератора можно использовать для схемы с любым числом генераторов;

-учёт апериодической составляющей тока КЗ производится приближенно;

-ротор СМ симметричен.

Индуктивное сопротивление системы определяется:

х*с(б)		=	Sб			, о.е.;			(8.1)
			Sк.з.
х*с(б)	= х*с ×					Sб		, о.е.,	(8.2)
					S		ном

где Sб – базисная мощность.

Индуктивное сопротивление системы можно оценить по Iоткл. выключателя:

	хс	=	I	б	;	(8.3)
			Iоткл.ном

	хс =	Sб	,	(8.4)
		Sоткл.ном

где Sоткл.ном – номинальная мощность отключения выключателя.

2

Относительно точек КЗ 1 и 2 сопротивления запишутся:

x1Σ	=	Uср				;
			3Iк.з.1
x2Σ	=		U		ср		.
			3Iк.з.2

Схема замещения имеет вид:

Запишем относительно точек КЗ:

x	=	xc1 (xc2 + x12 )	;
1Σ		xc1 + xc2 + x12

x = xc2 (xc1 + x12 ) .
2Σ	xc2	+ xc1 + x12

(8.5)

(8.6)

(8.7)

(8.8)

Из (8.7), (8.8) находим хс1 и хс2. За сопротивлениями хс1 и хс2 Uср,н = const данной ступени.

Для системы можно взять приближенно x/r=50. Это соотношение обеспечивает устойчивость системы.

8.2. Метод расчётных кривых (типовых 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.

3

Кривая 1 используется для времени отключения tоткл > 0,1с; Кривая 2 – для времени t ≤ 0,1с.

Кривые построены так же для аргумента храсч, но в этом случае результаты получаются менее точные.

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

Нагрузка учитывается, если она находится в непосредственной близости от точки КЗ.

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 Int; если In0/Iном < 3 для гидрогенератора и In0/Iном < 2 для турбогенератора, то Int = In0;

д) определяется значение Int в условных единицах:

Int = I*nt × Iб.

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

Если в схеме r значительно, то определяется z = r2 + х2 .

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

8.3. Уточнение метода расчётных кривых

Для обобщенного генератора расчёты ближе для того, у которого больше мощность. Это справедливо для близко работающего генератора. Если крупный генератор удалён, то его влияние сказывается слабо. Расчёт по общему изменению не отражает действительности.

4

Предельное отклонение результатов расчёта по общему изменению можно характеризовать отношением In0/Inτ при КЗ на выводах генератора

(рис.8.4).

Для ГГ такие ошибки меньше, а для ТГ – значительно больше. При отсутствии АРВ у генераторов ошибки ещё больше. С ростом удалённости точки КЗ от генератора погрешность расчёта по общему изменению падает. Если мощности генераторов сильно отличаются, расчёт лучше проводить с учётом индивидуального изменения.

При КЗ в точке К-1 замена генераторов одним не вызовет погрешностей, так как они находятся в одинаковых условиях.

При КЗ в точке К-2 генератор Г-2 имеет большую электрическую удаленность, чем Г-1 и Г-3. При коротком замыкании в точке К-3

5

объединение генераторов в один эквивалентный приведёт к ещё большей ошибке.

Можно Г-1 и Г-3 объединить в один эквивалентный, а генератор Г-2 выделить самостоятельно.

Если имеется несколько выделенных ветвей, то суммарный ток в точке КЗ запишется:

In,t = In1,t + In 2,t + ... + Inn,t .

(8.9)

В общем случае сопротивление ветви до точки КЗ определяется:

x = xΣ , C

где С – коэффициент распределения для ветви.

Учёт изменения по ветвям позволяет несколько типовых кривых. Хотя в этом случае не учитывается генераторов.

Система выделяется в отдельную ветвь:

x = xΣ , Cc

где Сс – коэффициент распределения для системы. Ток от системы:

Ic = 1 = const.

xc*

(8.10)

уточнить метод влияние других

(8.11)

(8.12)

или в именованных единицах:

Ic	=	Iб	= const.	(8.13)
		xc*

Если значение Тf0 (постоянная времени затухания тока качаний ротора) значительно отличается от Тf0(кр) (постоянная, принятая при построении кривых), то Int определяется для времени

t¢ = t ×	Tf 0(кр)	,	(8.14)
	Т f 0

6

Если на генераторном напряжении имеется нагрузка, то Iк.з. будет больше.

При Sнагр = 0 ток КЗ определится:

Iк.з.t = Int ×b

где b = 1+	xрасч −	х′′
		d	– коэффициент;
1, 2

храсч – сопротивление ветви до точки КЗ.

для Sнагр = 0

(8.14)

1

Лекция №10

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ В ИССЛЕДОВАНИИ НЕСИММЕТРИЧНЫХ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ. ПАРАМЕТРЫ ЭЛЕМЕНТОВ ДЛЯ ТОКОВ ОБРАТНОЙ И

НУЛЕВОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ

10.1. Образование высших гармоник

Рассмотрим ЭМ без демпферных обмоток. Допустим, по одной или двум фазам статора протекает переменный ток частоты . Пульсирующий магнитный поток в воздушном зазоре разложим на два магнитных потока,

вращающихся с синхронной частотой			в противоположные стороны. Поток,
вращающийся	в	противоположную	сторону с	частотой		, наводит в
обмотке возбуждения ток двойной синхронной частоты						. Этот ток создает
пульсирующий		магнитный поток	частоты	.	Магнитный		поток,
вращающийся	в	противоположную	сторону вращения		ротора с		частотой

, неподвижен относительно потока, который вызвал пульсирующий поток частоты . Эти два потока компенсируются. Другой поток вращается относительно ротора с частотой в сторону вращения ротора. Этот магнитный поток наводит в статоре Э.Д.С. частоты

. В результате возникает ток частоты , который создает пульсирующее магнитное поле статора частоты .

Каждая нечетная гармоника однофазного переменного тока вызывает очередную четную гармонику тока в обмотке возбуждения. Каждая четная гармонику тока в обмотке возбуждения вызывает следующую по порядку нечетную гармонику тока статора. Амплитуды гармоник с ростом их порядкового номера уменьшается.

Считаем, что в поперечной оси ротора имеется демпферная обмотка. В этом случае ротор симметричен по отношению к любому перемещающемуся относительно него магнитному потоку. Обмотка возбуждения и демпферная обмотка сдвинуты в пространстве на 90° электрических. Потоки обмоток сдвинуты на периода. От совместного взаимодействия обмоток

образуется вращающееся поле, которое по отношению поля статора является неподвижным и направлено ему навстречу. Когда ротор симметричен в продольной и поперечной осях, то магнитное поле статора не создает высших гармоник.

Наличие демпферной обмотки в продольной оси создает ещё большую несимметрию.

При поперечной или продольно-поперечной обмотках достигается почти полная симметрия ротора .