- •Министерство Образования Республики Беларусь
- •Светлой памяти моего учителя
- •1. Основные сведения и понятия
- •2. Виды коротких замыканий
- •2.1. Распределение кз по видам повреждений, по данным аварийной статистики
- •3. Причины возникновения переходных процессов
- •4. Причины возникновения кз
- •5. Последствия коротких замыканий
- •6. Необходимость расчетов токов короткого замыкания
- •7. Допущения при расчетах токов кз
- •8. Система относительных единиц
- •9. Составление схемы замещения
- •10. Приведение элементов электрической схемы к одной ступени напряжения
- •10.1 Приближённое приведение элементов схемы к базисным условиям.
- •11. Основные принципы расчета
- •12. Методы преобразования сложных схем Раскрытие замкнутых контуров
- •13. Метод эквивалентных эдс
- •14. Метод наложения или суперпозиции
- •15. Метод рассечения точки приложения эдс
- •16. Метод рассечения точки кз
- •17. Метод коэффициентов токораспределения
- •18. Преобразование схем, если схема симметрична относительно точки кз
- •19. Распределение токов кз в отдельных ветвях
- •20. Определение остаточного напряжения
- •21. Установившийся режим 3-х фазного кз
- •22. Основные характеристики синхронной машины (см) в установившемся режиме 3-х фазного кз
- •23. Аналитический расчет установившегося режима
- •23.1. Генератор без арв
- •23.2. Генератор с арв
- •23.3. Условные эпюры напряжений для 3-х характерных режимов
- •24. Расчет установившегося режима кз в сложных схемах (несколько генераторов с арв)
- •25. Влияние и учет нагрузки при установившемся режиме 3-х фазного кз
- •24. Внезапное 3-х фазное кз в простейшей электрической цепи
- •25. Действующее значение тока кз
- •26. Внезапное трехфазное кз цепи с трансформатором
- •27. Переходный процесс при включении трансформатора на холостой ход
- •28. Переходный процесс при внезапном кз в подвижных магнитосвязанных цепях
- •28.1. См без успокоительной (демпферной) обмотки (у.О.)
- •28.2. См с успокоительной обмоткой
- •29. Параметры синхронной машины
- •30. Переходной процесс в см без успокоительной обмотки
- •31. Переходный процесс в см с успокоительными обмотками
- •32. Влияние и учет нагрузки при внезапном кз
- •33. Учет системы бесконечной мощности
- •34. Практические методы расчета токов кз
- •35. Метод расчетных кривых
- •36. Расчет по общему изменению. Порядок расчета
- •37. Расчет по индивидуальному изменению
- •Порядок расчета.
- •38. Расчет токов кз по методу типовых кривых
- •39. Расчет переходных процессов при несимметричных кз
- •40. Магнитное поле генератора при несимметричном кз
- •41. Особенности несимметричных кз
- •42. Образование высших гармоник
- •43. Электрические параметры схем обратной и нулевой последовательностей
- •43.1. Сопротивления отдельных последовательностей для см
- •43.2. Обобщенная нагрузка
- •43.3. Реакторы
- •43.4. Сопротивление нулевой последовательности для воздушных лэп
- •43.5. Кабельные линии
- •43.6. Сопротивление нулевой последовательности двухобмоточных трансформаторов
- •43.7. Сопротивление нулевой последовательности трехобмоточных трансформаторов
- •44. Влияние конструкции трансформаторов на токи нулевой последовательности
- •45. Учет сопротивления заземления нейтрали в схемах нулевой последовательности
- •46. Составление схем замещения для различных последовательностей
- •47. Примеры составления схемы замещения нулевой последовательности
- •48. Однократная поперечная несимметрия. Токи и напряжения при различных видах кз
- •48.1. Двухфазное короткое замыкание
- •48.2 Однофазное короткое замыкание
- •48.3 Двухфазное кз на землю
- •49. Соотношения между токами 3-х фазного и несимметричных кз
- •50. Учет переходного сопротивления в месте повреждения при несимметричных кз
- •51. Правило эквивалентности прямой последовательности (правило Щедрина) и его применение в расчетах
- •52. Аналитический расчет несимметричных кз
- •53. Расчет несимметричных кз по расчетным кривым
- •54. Распределение и трансформация токов и напряжений различных последовательностей при несимметричном кз
- •55. Комплексные схемы замещения для исследования несимметричных кз
- •56. Расчет переходного процесса при продольной несимметрии
- •57. Разрыв в одной фазе
- •58. Обрыв в двух фазах
- •59. Порядок расчета однократной продольной несимметрии
- •60. Общий порядок расчета сложных видов повреждений
- •61. Простое замыкание в сети с изолированной нейтралью
- •62. Расчет токов кз в установках до 1кВ
- •63. Расчет переходных процессов с учетом качания синхронных машин
- •10.2. Классификация методов и средств ограничения токов кз
- •10.3. Схемные решения
- •10.4. Деление сети
23. Аналитический расчет установившегося режима
23.1. Генератор без арв
Составляется эквивалентная схема замещения, в которой каждый из генераторов вводится величиной сопротивления Х*d и ЭДС Е*∞, определенными в зависимости от принятого спрямления характеристики х.х.
Если пользоваться характеристикой 1, то
Если пользоваться характеристикой 2, то
Величину Х*d приводят к базисным условиям. В тех случаях, когда для генератора неизвестно с каким током возбуждения он работал до КЗ, величину ЭДС можно получить из выражения:
Где U* - напряжение на выводах генератора в о.е., I*н – ток нагрузки генератора в о.е., cosφ – коэффициент мощности, при которых работает генератор.
Выражение получается из упрощенной векторной диаграммы генератора при пренебрежении активным сопротивлением обмотки статора.
cosφ, U*, I*н – величины, с которыми генератор работал до КЗ. Если величины U*, I*н неизвестны, то они принимаются равными 1.
Пассивные элементы в схеме замещения рассчитываются по известным выражениям, и далее схема преобразуется к простейшему виду (Рис.22), используя известные методы преобразования.
Рис.22
Затем определяют ток КЗ в относительных единицах
Ток в именованных единицах определится как
где
23.2. Генератор с арв
При КЗ за счет снижения напряжения в цепи генератора вступает в работу АРВ, который увеличивает ток возбуждения генератора, следовательно, увеличивается напряжение на выводах генератора и соответственно увеличивается ток КЗ. Степень увеличения тока возбуждения зависит от удаленности точки КЗ.
При удаленном КЗ напряжение на шинах генератора может быть восстановлено при незначительном увеличении тока возбуждения. По мере приближения точки КЗ к генератору требуется все большее значение тока возбуждения с тем, что бы напряжение на выводах генератора возросло до номинального. Но при этом, увеличение тока возбуждения ограничено его предельным значением .
В зависимости от удаленности точки КЗ от генератора могут иметь место различные режимы, в которых может находиться генератор. Можно установить такую величину внешнего сопротивления по отношению к генератору при КЗ, при котором напряжение на выводах генератора будет равно номинальному, а ток возбуждения будет равен его предельному значению I*fпр. Величину этого сопротивления называют критической, а режим – критическим. Таким образом, для генератора с АРВ в зависимости от удаленности точки КЗ возможны следующие режимы:
Критический, для которого характерны следующие соотношения:
Предельного возбуждения
Режим нормального напряжения
где - внешнее сопротивление – сопротивление схемы от точки КЗ до выводов генератора.
Например:
для ниже приведенной схемы замещения
Рис. 23
Для выяснения величинырассмотрим следующую схему
Рис. 24
Для точки А можно записать
(23.1)
С другой стороны
(23.2)
Выражая из (23.1) и подставляя в (23.2), получим
или, приняв что
Если принять, что генератор работал с номинальным напряжением, то последнее выражение можно записать следующим образом:
Исследуем, чему будет равно Х*кр. Так для типового ТГ:
а для типового ГГ:
Таким образом, величину принимаем равным 0,5 при номинальных данных генератора. В процессе сравненияснадо помнить, что эти сопротивления должны быть приведены к одним и тем же базисным условиям, т.е.
Далее сравнивают Х*кр и Х*вн.
Если в процессе сравнения Х*кр< Х*вн – имеет место режим нормального напряжения. Если Х*кр = Х*вн – критический режим.
В обоих этих случаях генератор в схему замещения нет необходимости вводить, т.к. на шинах генератора поддерживается напряжение равное номинальному, что в относительных единицах равно 1.
При этом ток КЗ будет определяться:
в относительных единицах –
,
в именованных единицах –
Если Х*кр> Х*вн , то это говорит о том, что генератор находится в режиме предельного возбуждения и его следует ввести в схему замещения отдельной ЭДС Е*пр=I*fпр и сопротивлением для установившегося режима
Тогда ток КЗ будет определяться как