Переходный процесс в СМ с успокоительными обмотками

При внезапном КЗ на зажимах СМ с демпферными обмотками на увеличение магнитного потока продольной реакции статора Ф_аdротор отвечает изменением тока в

двух обмотках: увеличением тока возбуждения на величину Δ I_f, который затухает с постоянной времени , и увеличением тока в продольной демпферной обмотке на величину Δ I_fd, который затухает с постоянной времени T_d" . Эти токи будут наводить в обмотке статора периодически затухающие токи.

Рис.41

При внезапном КЗ в обмотке статора будет протекать ток, состоящий из двух составляющих: периодической и апериодической

Определим периодическую составляющую тока КЗ

;

Определим апериодическую составляющую тока КЗ

Для определения iсврассмотрим момент времени t=0.Когда i(0)=0.Тогда

или

Закон изменения полного тока будет определяться по следующему выражению

где Т" – постоянная времени затухания свободного тока в продольной демпферной обмотке

.

Таким образом, переходной процесс состоит из трех режимов – сверхпереходного , переходного и установившегося. Ток в роторе состоит из пяти составляющих

32. Влияние и учет нагрузки при внезапном КЗ

Поведение синхронных двигателей (СД) и синхронных компенсаторов (СК) в начальный момент КЗ принципиально не отличается от поведения СГ. Перевозбужденный СД или СК всегда является дополнительным источником питания точки КЗ, т.к. его сверхпереходная ЭДС больше подведенного напряжения, которое при возникновении КЗ в любой точке сети уменьшается. Этого нельзя сказать в отношении СД, работающих с недовозбуждением, поскольку в таком режиме его ЭДС Е0″ меньше подведенного напряжения. Следовательно при значительных снижениях напряжения при КЗ двигатель будет в роли генератора, а при малых снижениях напряжения, т.е. когда сохранится неравенство Е0″ <U, он по-прежнему будет потреблять ток из сети. Если Е0″ = U, то в момент КЗ ток в двигателе протекать не будет (см. рис. 42). Поведение асинхронных двигателей (АД) в начальный момент КЗ может быть различным в зависимости от того, какое напряжение осталось на его выводах. Сказанное можно проиллюстрировать следующей диаграммой.

Рис.42

В начальный момент времени КЗ в первую очередь подлежат учёту нагрузки или двигатели, которые подключены непосредственно к точке КЗ или расположены на небольшой электрической удаленности от нее.

Синхронные двигатели (СД) в сверхпереходном режиме учитываются точно также, как и равновеликие им по мощности СГ ( и ).

Асинхронные двигатели (АД) составляют основу промышленной нагрузки. Сверхпереходное сопротивление АД может быть получено из его схемы замещения. Оно представляет собойиндивидуальное сопротивление КЗ при заторможенном двигателе, когда s=100%. Практически относительное значение этого сопротивления определяется по пусковому току .

Сверхпереходная ЭДС АД находится из его векторной диаграммы для предшествующего режима или по приближенной формуле

Максимальное увеличение тока КЗ (ТКЗ) в точке КЗ за счет подпитки от АД может составлять около 20% от ТКЗ генератора.

Рассмотрим следующую схему

Расчетом было установлено, что при X*вн=0,46 АД не участвует в дополнительном питании точки КЗ. А при больших величинах X*вн. АД продолжает потреблять ток от генератора.

Если Х*вн< 0,46, то следует учитывать влияние двигателя, что иллюстрируется (Рис.43)

Рис.43

Практический учет АД как дополнительных источников питания КЗ производится только в тех случаях, когда они присоединены в непосредственной близости от места КЗ. При этом их участие может заметно сказываться лишь на величине ударного тока КЗ.

В практических расчетах, двигатели вводятся следующими параметрами:

Вид нагрузки	Сверхпереходная ЭДС	Сверхпереходное сопротивление	Удельный коэффициент,
АД мощностью более 0,5 МВт	0,9	0,2	1,8
АД мощностью 0,2-0,5 МВт	0,9	0,2	1,6
АД мощностью менее 0,2 МВт	0,9	0,2	1,0
Обобщённая нагрузка	0,8-0,85	0,35	1,0
Перевозбуждённый СД	1,1	0,2	1,0…1,8
Недовозбуждённый СД	0,9-1,0	0,2	-- // --
СК	1,2	0,2	-- // --

При расчетах обычно учитывается комбинированная нагрузка, состоящая из СД и АД. Для комбинированной (обобщенной) нагрузки, как видно из таблицы:

При расчете начального тока КЗ не желательно объединять ветви нагрузки с ветвями генераторов. Это объясняется тем, что значение ударного коэффициента k_удля нагрузки и для генератора различны. kудля СД принимается равным как для равновеликих (по мощности) генераторов.

Для крупных АД:

Для обобщенной мелкомоторной нагрузки

С учетом этого ударный ток в точке КЗ будет определяться как

i_уг- ударный ток от генераторной ветви

Здесь k_уг-ударный коэффициент ветви генератора; I_г" – сверхпереходной ток ветви

i_ун- ударный ток от ветви нагрузки:

Здесь k_ун- ударный коэффициент ветви нагрузки ; I_н" – сверхпереходной ток ветви нагрузки.

Тогда