Параметры типовых союзных генераторов средней мощности

Наименование параметров Турбогене­ратор Гидрогенератор
с демп­ферными обмотками без демп­ферных обмоток
Реактивность х¢¢d, отн.ед. То же x¢¢q отн.ед //-// x¢d отн.ед //-// xd отн.ед //-// xq отн.ед //-// xs отн.ед Отношение к.з. Кс Постоянная времени Tf0,сек То же Te, сек Ток возбуждения при номинальной нагрузке Ifн, отн.ед Предельный ток возбуждения ,Ifпр отн.ед   Характеристика холостого хода 0,125 0,175 0,21 1,72 1,72 0,11 0,70 7,00 0,57   2,26 3,96 0,20 0,30 0,30 1,00 0,65 0,17 1,06 5,00 0,57   1,80 3,15   0,27 0,65 0,30 1,00 0,65 0,17 1,06 5,0 0,57   1,80 3,15  
Стандартная по данным завода “Электросила”

в большинстве литературных источников и в справочни­ках расчетные кривые обычно приводят выполненными по второму варианту.

Под расчетной реактивностью принята сумма реактивностей xрасч= х"d + xн (рис. 10-6,б), т. е. в ней не отражено наличие нагрузки в схеме, чем в сущности и определяется методика пользования расчетными кривы­ми.

Приведенные на рис. 10-7 и 10-8 расчетные кривые1 соответствуют типовым союзным генераторам средней мощности (до 50—100 Мвт). Значения тока и xрасч вы­ражены в относительных единицах при номинальных условиях генератора. Разделение кривых по типу гене­раторов (турбо- и гидро-) вызвано тем, что их парамет­ры существенно отличаются между собой (табл. 10-1). По мере увеличения расчетной реактивности (или уда­ленности короткого замыкания) различие между тока­ми во времени, как видно, становится все меньше. Это позволяет практически считать, что при храсч > 3 перио­дическая слагающая тока короткого замыкания остается неизменной и равной своему начальному значению. На рис. 10-7,а и 10-8,а проведены пунктирные линии, которые для сравнения дают те же закономерности при отсутствии АРВ у генераторов. Следует также отметить, что с увеличением храсч различие, в типах генерато­ров сказывается все меньше 'и уже при храсч ³ 1 рас­четные кривые для генераторов разных типов почти совпадают.

Принятый способ построения расчетных кривых устанавливает простую методику их применения. В самом деле, для нахождения по ним значения тока 1 короткого замыкания в произвольный момент времени достаточно определить храсч относительно рассматривае­мой точки короткого замыкания, используя схему для начального момента, причем нагрузки в последнюю не должны входить; это значительно упрощает решение. При этом, как следует из самого построения расчетных кривых, найденное по ним значение тока получается , с учетом влияния нагрузки. Такой косвенный учет нагрузки, конечно, не может претендовать на большую точ­ность, но все же он приводит к более правильным ре­зультатам, чем если бы нагрузкой совсем пренебречь. Что касается той нагрузки, которая в действительности может быть подключена непосредственно к точке корот­кого замыкания, то ее учет можно произвести отдельно, как указывалось в § 6-5 и 6-6.

Параметры типовых союзных генераторов средней мощности - student2.ru 1 Эти кривые разработаны в 1940 г. А. Б. Черниным и В. Я. Швагером. Авторами они даны в выполнении по второму ва­рианту.

Аналогичные кривые для современных крупных турбогенерато­ров построены в УПИ (Труды УПИ, сб. 54, изд. УПИ, Свердловск, 1966).

Распространение метода расчетных кривых на слож­ные схемы с большим числом генераторов по существу соответствует допущению, что все участвующие в схеме генераторы могут быть заменены одним генератором суммарной номинальной мощности, поставленным в не­которые средние условия по отношению к точке корот­кого замыкания. Ошибка от такой замены зависит от того, в какой мере реальные условия отдельных генера­торов отличаются от указанных средних. На этом вопро­се ниже остановимся более подробно, а сейчас проследим порядок выполнения расчета при замене всех генерато­ров одним генератором суммарной мощности или, как говорят, по общему изменению. Этот порядок состоит в следующем:

1) Для заданной системы составляют схему замеще­ния, в которую генераторы вводят своими x"d, нагрузки в ней должны отсутствовать, за исключением крупных двигателей и синхронных компенсаторов (в особенности расположенных вблизи места короткого замыкания), которые рассматриваются как генераторы равновеликой мощности. Поскольку метод достаточно приближен, схе­му замещения целесообразно составлять упрощенно (см. § 2-4). Никаких э. д. с. в схему замещения вводить не нужно.

2) Постепенным преобразованием схемы замещения (или замером на расчетной модели) находят ее результирующую реактивность хS относительно места короткого замыкания.

3) Для определения расчетной реактивности xрасч най­денную реактивность хS выражают в относительных едини­цах при суммарной номинальной мощности генераторов SнS = Sн1+Sн2 +... +Sнm, Мва, участвующих в питании короткого замыкания, т. е. если хS выражено в омах при Ucp, кв, то

xpасч=xSSнS / U2ср.;(10-6)

соответственно, если xS выражено в относительных единицах при Sб, то

Параметры типовых союзных генераторов средней мощности - student2.ru xpасч=xSSнS / Sб. (10-7)

4) Выбирают соответствующие расчетные кривые, по которым, исходя из полученной реактивности храсч, находят (иногда интерполируя) для интересующих мо­ментов времени относительные величины тока Iп.к.t.

Параметры типовых союзных генераторов средней мощности - student2.ru При храсч>3 эту величину тока для всех моментов вре­мени определяют как

Iп.к = 1/ храсч (10-8)

Параметры типовых союзных генераторов средней мощности - student2.ru 5) Находят искомую величину периодической сла­гающей тока короткого замыкания для каждого момен­та:

Параметры типовых союзных генераторов средней мощности - student2.ru Iп.кt = Iп.кt IнS, ка,(10-9)

Параметры типовых союзных генераторов средней мощности - student2.ru Параметры типовых союзных генераторов средней мощности - student2.ru Параметры типовых союзных генераторов средней мощности - student2.ru где IнS = SнS Ö3Ucp- суммарный номинальный ток генераторов, приведенный к напряжению Ucp той ступени, где рассматривается короткое замыкание.

При храсч > 3, очевидно,

Параметры типовых союзных генераторов средней мощности - student2.ru Iп.к= IнS/ храсч (10-10)

Параметры типовых союзных генераторов средней мощности - student2.ru Параметры типовых союзных генераторов средней мощности - student2.ru причем здесь вместо IнS и храсч могут быть использованы также соответственно Iб и xS(б) т.е. значения при произ­вольно выбранной базисной мощности.

Поскольку при выбранных базисных условиях относительные величины тока и мощности короткого замыкания численно совпадают (см. § 2-7), расчетные кривые одновременно дают значения относительной мощности короткого замыкания в произвольный момент

(Iп.кt =úSкt).

Параметры типовых союзных генераторов средней мощности - student2.ru Параметры типовых союзных генераторов средней мощности - student2.ru Когда система содержит генераторы разных типов, при расчете по общему изменению может возникнуть формальное затруднение в выборе кривых. Очевидно, следует отдавать предпочтение тем генераторам, кото­рые больше участвуют в питании короткого замыкания, т. е. находятся ближе к аварийной точке.

Если в ветви короткого замыкания имеется значитель­ное активное сопротивление r, то в первом приближении

Параметры типовых союзных генераторов средней мощности - student2.ru его можно учесть заменой результирующей реактивности xS полным сопротивлением zS = Ör2 + x2S . Затем, опре­делив по (10-6) или (10-7) (после замены х на z) рас­четное сопротивление zрасч, можно находить значения тока по соответствующим расчетным кривым для полу­ченного zрасч, условно считая, что последнее численно равно соответствующему xрасч.

Довольно часто в системе наряду с генераторами имеется источник бесконечной мощности. В этом случае расчет по общему изменению вообще неосуществим. Действительно, при таком условии SнS = ∞ и IнS=. ∞, а по

(10-6) или (10-7) храсч = ∞. При этом по (10-10) имеем Iпк=∞ / ∞ неопределенность, раскрытие которой воз­можно только без применения расчетных кривых (см. § 10-5).

Пример 10-3. Элементы схемы рис. 10-9,а характеризуются сле­дующими данными.

Турбогенераторы Г-1—Г-6 одинаковые, каждый 75 Мва; 10,5 кв;

х"d=0,146; АРВ включено.

Трансформаторы Т-1—Т-3 одинаковые, каждый 160 Мва;

230/10,5 кв; ик =12%.

Автотрансформатор 63 Мва, 230/115/6,3 кв; uвс = 9,3%; ubh = 38%.

Линия Л 37 км; х=0.4 ом / км.

Определить наибольшие и наименьшие значения периодической слагающей тока при коротких замыканиях поочередно в точках К-1, К-2 и К-3.

В силу полной симметрии схемы станции относительно шин 230 кв все генераторы можно рассматривать как один генератор мощностью 6·75 = 450 Мва, включенный через один трансформатор мощностью 3·160 = 480 Мва.

Примем Sо=1000 Мва и Uб = Uср; тогда относительные базис­ные реактивности элементов схемы замещения рис. 10-9,6 будут:

x1 = 0.146·1000 / 450 = 0.33

x2 = 0.12·1000 / 480 = 0.25

x3 = 0.4·37·1000 / 2302 = 0.27

x4 = 0.093·1000 / 63 = 1.48

x5 = 0.38·1000 / 63 = 6.04.

При коротком замыкании в К-1

хS = 0,33 + 0,25 + 0,27 = 0,85 и xрасч = 0,85·450 / 1000 = 0.38

для этого значения xрасч по кривым рис. 10-7,6 находим наиболь­шее значение тока Iмакс = 2,6 (при t=0; его можно определить и ина­че как I=1 / 0,38 » 2,6), наименьшее значение Iмин = 1,9 (при t » 1 сек ).

Параметры типовых союзных генераторов средней мощности - student2.ru

Рис. 10-9. К примеру 10-3. а—исходная схема; б—схема замещения.

Параметры типовых союзных генераторов средней мощности - student2.ru Суммарный номинальный ток, приведенный к стороне 230 кв,

Параметры типовых союзных генераторов средней мощности - student2.ru IнS = 480 / Ö3·230 = 1,2 ка

Следовательно, искомые токи

Iмакс = 2,6·1,2 = 3,1 каи Iмин= 1,9.1,2=2,3 ка.. При коротком замыкании в К-2

xS = 0.85 + 1.48 = 2.33

и

xрасч = 2,33·450 / 1000 = 1,05

По тем же кривым находим:

Iмакс (при установившемся режиме)

Параметры типовых союзных генераторов средней мощности - student2.ru Параметры типовых союзных генераторов средней мощности - student2.ru и Iмин =0,84 (при t = 0,5 сек). Искомые токи Iмакс= 1,1-2,26=2,5 ка и Iмин = 0,84.2,26= 1,9 ка

 
  Параметры типовых союзных генераторов средней мощности - student2.ru

где IнS = 2,26 ка - суммарный номинальный ток, приведенный к стороне 115 кв.

При короткой замыкании в К-3

хS ==0.85+6.04 =6.89 и храсч = 6,89·450 / 1000 = 3.1

В этом случае (поскольку храсч > 3) изменением во времени периодической слагающей тока можно пренебречь и ее величина составит:

Параметры типовых союзных генераторов средней мощности - student2.ru


Наши рекомендации