Основные допущения при расчетах тока короткого замыкания.
Основные допущения при расчетах тока короткого замыкания.
- отсутствие насыщения магнитных систем, т. е. система рассматривается как линейная;
- пренебрежение токами намагничивания Тр и АТ;
- трехфазная система симметрична;
- пренебрежение емкостными проводимостями, если нет устройств УПК, а так же дальних передач;
- приближенный учет нагрузок;
- отсутствие активных сопротивлений; это допущение условно;
- отсутствие качаний синхронных машин (в пределах (0,1 – 0,2) с);
Система относительных единиц.
Базисная мощность Sб принимается произвольно. Базисное напряжение равно среднему напряжению ступени Uб = Uср.
Шкала Uср, ном : 3,15; 6,3; 10,5; 13,8; 15,75; 18; 21; 24; 37; 115; 154; 230; 340; 515; 770 кВ.
Базисный ток ступени:
. (1.1)
Базисное сопротивление:
. (1.2)
В относительных единицах:
. (1.3)
Составление схемы замещения.
При наличии трансформаторов (или автотрансформаторов) в схеме замещения элементы приводятся к одной эквивалентной электрической цепи. Параметры элементов приводятся к одной ступени.
Приведенные значения к основной ступени:
(1.7)
(1.8)
(1.9)
(1.10)
Для каждой ступени трансформации установлены Uср: 6,3; 10,5; 13,8; 15,75; 18; 21; 24; 37; 115; 154; 230; 340; 515; 770 кВ.
Если элементы схемы замещения выражены в именованных единицах, то токи и напряжения реальны для ступени приведения. Для остальных участков I и U определяются через коэффициент трансформации.
Если элементы выражены в о.е., то для выражения величин в именованных напряжениях их нужно умножить на базисные величины соответствующей ступени.
5. Преобразование схем замещения.
Преобразование схемы выполняется так, чтобы точка КЗ была выделена.
Если точка КЗ находится в узле К (рис. 1.1), то этот узел можно разрезать. При этом точки КЗ сохраняются в ветвях (рис. 1.2). Полученная схема сворачивается относительно любой точки КЗ. Другие ветви с точками КЗ учитываются как ветви нагрузок с Е = 0.
Часто встречаются симметричные схемы. Допустим, относительно x7 остальные элементы симметричны. Тогда потенциалы узлов 1 и 3 одинаковы, тогда их можно объединить. При этом ветви x1 и x3, x4 и x5, x6 и x7 будут параллельны. Схема примет вид:
x9 = x1 || x3;
x10 = x4 || x5;
x11 = x6 || x8.
Преобразуем треугольник в эквивалентную «звезду»:
Если в схеме рис. 1.1 ветви x1, x2, x3 являются генерирующими и x1 = x2 = x3; x6 = x7 = x8, то каждая ветвь до точки КЗ является независимой.
В схеме рис. 1.1 можно поочередно преобразовать треугольники с элементами x1 x2 x4 и x5 x6 x8 и свернуть к точке КЗ.
Применение принципа наложения при расчете тока короткого замыкания.
Режим после возникновения КЗ можно представить как состоящий из двух: предшествующий и аварийный. В предшествующем режиме действуют все ЭДС и в точке КЗ включено напряжение . В аварийном режиме действует только напряжение в точке КЗ.
Принцип наложения можно использовать при расчетах несимметричных режимов.
Метод расчетных 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.
Кривая 1 используется для времени отключения tоткл > 0,1с;
Кривая 2 – для времени t ≤ 0,1с.
Кривые построены так же для аргумента храсч, но результат менее точен.
С увеличением храсч и при храсч ≥ 1 типовые кривые для гидро- и турбогенераторов практически совпадают.
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:
При выборе типовой кривой принимается та, для которой учитывается мощность генераторов, участвующих в подпитке.
Если в схеме r значительно, то определяется
Условно принимаем z ≈ x схемы и для значения z определяется Int.
Воздушные линии
Ток нулевой последовательности ВЛ возвращается через землю и по заземленным элементам сети (грозотросы, рельсовые пути вдоль линии и пр.) Распределение тока в земле является довольно сложным, поэтому определение сопротивления нулевой последовательности является сложной задачей.
Для практических расчетов можно пользоваться следующими отношениями :
−одноцепная линия без тросов−3,5;
−одноцепная линия со стальными тросами−3,0;
−одноцепная линия с хорошо проводящими тросами−2,0;
−двухцепная линия без тросов−5,5;
−двухцепная линия со стальными тросами−4,7;
−двухцепная линия с хорошо проводящими тросами−3,0.
Кабели
Значения кабелей обычно определяют по справочным данным.
Оболочка кабелей заземлена на его концах и в ряде промежуточных точек. Оболочка кабеля аналогична заземленным тросам воздушных линий. В целом рассчитать кабеля довольно затруднительно.
При приближенных расчетах принимают:
;
Точное значение можно получить при соответствующих замерах в реальных условиях.
ФОРМУЛЫ
Ряд средних напряжений: 3,15; 6,3; 10,5; 13,8; 15,75; 18; 21; 24; 37; 115; 154; 230; 340; 515; 770; 1150 кВ.
Генераторы:
В относительных единицах:
Если в процентах :
В именованных единицах:
Если в процентах :
ЭДС генератора:
Активное сопротивление:
Система:
Индуктивное сопротивление:
В относительных единицах:
Через ток отключения:
Через номинальную мощность:
Активное сопротивление:
ЭДС системы:
Трансформаторы:
Двухобмоточный:
Индуктивное сопротивление:
Активное сопротивление:
Трехобмоточный трансформатор:
Индуктивное сопротивление:
Активное сопротивление:
Трансформатор с расщепленной обмоткой:
Индуктивное сопротивление:
Активное сопротивление:
Автотрансформатор:
Индуктивное сопротивление:
Активное сопротивление:
Или если дана мощность
Если даны значения , , , то рассчитывается по этой формуле:
Автотрансформатор с расщепленной обмоткой:
Индуктивное сопротивление:
Если не дано
Активное сопротивление:
Или если дана мощность
Реактор:
Индуктивное сопротивление:
Воздушная линия:
Индуктивное сопротивление:
Активное сопротивление:
Нагрузка:
Индуктивное сопротивление:
Активное сопротивление:
ЭДС нагрузки
НАПРЯЖЕНИЯ:
При однофазном КЗ
ТОКИ:
Начальное значение периодической составляющей тока КЗ:
Трехфазное короткое замыкание:
Однофазное короткое замыкание:
Апериодическая составляющая тока КЗ:
Ударный ток КЗ:
Постоянная времени короткого замыкания:
Максимальный ток КЗ для времени t
Основные допущения при расчетах тока короткого замыкания.
- отсутствие насыщения магнитных систем, т. е. система рассматривается как линейная;
- пренебрежение токами намагничивания Тр и АТ;
- трехфазная система симметрична;
- пренебрежение емкостными проводимостями, если нет устройств УПК, а так же дальних передач;
- приближенный учет нагрузок;
- отсутствие активных сопротивлений; это допущение условно;
- отсутствие качаний синхронных машин (в пределах (0,1 – 0,2) с);