Шпоры по ЭМПП

№13. Гашение магнитного поля в СМ.

При повреждениях внутри электрической машины или на участке от ее выводов до ближайшего отклю­чающего аппарата единственным средством прекраще­ния тока в этой машине является ее развозбуждение или,иными словами, гашение ее магнитного поля. Обмотка возбуждения крупной синхронной ма­шины обладает большим запасом электромагнитной энергии, и быстрое поглощение последней представляет сложную задачу.

Обычный полный разрыв цепи возбуждения опасен, так как вследствие большой индуктивности обмотки возбуждения на ее выводах возникает перенапряжение,способное вызвать пробой изоляции данной обмотки. Поэтому гашение поля осуществляют путем переключе­ния обмотки возбуждения на так называемое разряд­ное сопротивление или на встречно направленную э. д. с. Аппарат, производящий такие функции, называют автоматом гашения поля (АГП).

Устройство гашения поля должно удовлетворять сле­дующим основным требованиям:

1) время гашения поля t_Гаш должно быть возможно меньшим;

2) напряжение на выводах обмотки возбуждения при гашении поля не должно превышать того напряжения, которое является допустимым для изоляции этой об­мотки.

Под временем гашения поля понимают время с на­чала гашения поля до момента, когда э. д. с. статора спадает до величины, при которой происходит естест­венное погасание дуги переменного тока. Эта величина составляет примерно 500/^2 = 350 в. Принимая в сред­нем наводимую за счет остаточного магнетизма ротора э. д. с. равной 200 в, можно считать, что гашение поля практически закончено, когда наводимая током ротора э. д. с. спадет приблизительно до 350—200=150 в.

Для обеспечения известной надежности величину допустимого напряжения принимают:

В настоящее время существует много различных спо­собов гашения поля. Однако ниже остановимся лишь на двух из них, которые получили наибольшее распро­странение в союзной практике.

Первый состоит в разряде обмотки возбуждения на постоянное активное сопротивление. Он разработан Харьковским электромашиностроительным заводом (ХЭМЗ). Существенным недостатком рассматриваемого спо­соба гашения поля является быстрое снижение скоро­сти затухания тока в цепи возбуждения, что удлиняет процесс гашения.

Оригинальным и эффек­тивным оказалось предложе­ние группы специалистов ленинградского завода «Электросила», возглавляе­мой О. Б. Броном. Сущность их предложения состоит в следующем. Известно, что падение напряжения на короткой электрической дуге между металлическими электродами сохраняется практически постоянным при изменении тока в широких пределах, т.е. сопротивление такой дуги отвечает требованиям к разрядному Сопротивле­нию для осуществления оптимальных условий гашения. Поскольку падение напряжения на короткой дуге со­ставляет всего лишь около 30 в, для гашения поля при более высоких напряжениях авторами предложено при­менять последовательное соединение ряда коротких дуг, что выполнено в дугогасящей решетке (ДГР).

Дугогасящая решетка может быть включена парал­лельно обмотке возбуждения (рис. 8-7,а) или после­довательно с ней (рис. 8-7,6).В первом случае контак­ты 2 (АГП) в нормальных условиях замкнуты, а кон­такты 1 —разомкнуты. При действии АГП сначала за­мыкаются контакты 1 и шун­тируют через сопротивле­ние обмотку возбуждения. Затем происходит размыка­ние контактов 2 и через ма­лый интервал контактов 1. Возникшая при этом на кон­тактах 1 дуга под влиянием специально созданного маг­нитного поля увлекается в решетку, где, разбившись на ряд коротких дуг, она продолжает гореть до пре­кращения тока. Небольшое сопротивление введено для того, чтобы при замыкании контактов 1 возбуди­тель не оказался закороченным.

При последовательном включении дугогасящей ре­шетки (рис. 8-7,6) контакты 1 (АГП) в нормальных условиях замкнуты, и размыкание их происходит при действии АГП. Образующаяся при этом дуга, как и раньше, разбивается в решетке на ряд коротких дуг. Пока горит дуга, цепь обмотки возбуждения остается замкнутой через якорь возбудителя. При подходе тока к нулю часто наблюдается так называемый срыв тока, т. е. внезапное прекращение его. При большой индуктивности обмотки возбуждения синхронной машины это сопровождается резким возраста­нием напряжения на обмотке. Для ограничения перена­пряжения дугогасящая решетка шунтирована относи­тельно большим сопротивлением r_ш., причем, чтобы дуга гасла по частям, а не вся сразу, решетка разбита на секции, которые присоединены к промежуточным ответвлениям этого сопротивления. Из приведенных способов включения дугогасящей решетки предпочтительным является второй.

№14 Схемы замещения основных элементов в ЭЭС.

Воздушные линии электропередачи (ВЛ) напряжением 110 кВ и выше длиной до 300 км обычно представляются П-образной схемой замещения (рис. 4) с сосредоточенными параметрами: r_л– активное сопротивление учитывает потери активной мощности на нагрев провода, Х_Л – индуктивное сопротивление определяет магнитное поле, возникающее вокруг и внутри провода, g_Л – активная проводимость учитывает затраты активной мощности на ионизацию воздуха (потери мощности на корону) и токи утечки через изоляторы, которыми для ВЛ можно пренебречь, в_Л– ёмкостная проводимость обусловлена ёмкостями между проводами разных фаз и ёмкостью провод-земля.

Автотрансформаторы, как правило, устанавливаются на мощных узловых подстанциях районных сетей и предназначены для связи сетей двух номинальных напряжений. От шин среднего напряжения таких подстанций, обычно, получают электроэнергию целые районы с большим числом потребителей. Изображение автотрансформатора в принципиальной электрической схеме сети при наличии устройства РПН (регулирование напряжения под нагрузкой) представлено на рис. 6.

Автотрансформатор (АТ) имеет последовательную обмотку (П), общую (О) и обмотку низшего напряжения (Н).

Обмотки последовательная и общая электрически соединены друг с другом и пронизываются общим магнитным потоком, тогда как обмотка низшего напряжения связана с ними только магнитной связью, что отражено на рис. 6.

А) Б)

Рис. 6. Автотрансформатор. а) изображение автотрансформатора в электрических схемах; б) схема соединения обмоток автотрансформатора

Полная схема замещения автотрансформатора имеет вид трёхлучевой звезды, где r_B, r_C ,r_H – активные сопротивления соответствующих обмоток высшего, среднего и низшего напряжений учитывают потери активной мощности на нагрев обмоток; X_В X_С X_H – соответственно индуктивные сопротивления обмоток учитывают индуктивную мощность на потоки рассеяния. Намагничивающая ветвь подключается со стороны питающей обмотки, при этом g_T – активная проводимость обусловлена потерями активной мощности на нагрев магнитопровода, а в_Т – реактивная проводимость определяет магнитный поток взаимоиндукции обмоток.

Если обмотка НН автотрансформатора не нагружена её в схеме замещения не учитывают. Схема замещения упрощается и принимает вид (рис. 9).

Рис. 9. Упрощенная эквивалентная схема замещения при отсутствии нагрузки на обмотке НН автотрансформатора

Изображение двухобмоточного трансформатора с расщеплённой обмоткой низшего напряжения при наличии РПН в электрической схеме сети представлено на рис. 10, а; его полная схема замещения на рис. 10, б. Две ветви схемы замещения, учитывающие потери мощности в обмотках, имеют одинаковые сопротивления: , шунт проводимостей учитывает потери в магнитопроводе.

В каталожных данных на трансформатор в отличие от автотрансформатора (см. п. 3) указывается одно значение потерь короткого замыкания и одно значение напряжения кз:

– суммарные потери короткого замыкания, кВт;

– напряжение короткого замыкания, %.

Двухобмоточный трансформатор с расщеплённой обмоткой НН и с РПН в электрической схеме сети (а), его полная схема замещения (б)

№15. Изображающий вектор. Переход от фазных осей к осям х, у и осям d, q.

Вместо обычного представления каких-либо величин трехфазной си­стемы симметричной звездой векто­ров, проекции которых на ось вре­мени t дают мгновенные значения этих величин в фазах, те же мгновенные значения можно получить, проектируя единый век­тор на три оси времени, каждая из которых совпадает с магнитной осью соответствующей фазы. Такой вектор называется обобщенным (или изобра­жающим) вектором трех­фазной системы. При его вращении в ту же сторону, что и системы трех векторов, чере­дование осей времени фаз нужно изменить на противо­положное. При симметричном установившемся режиме конец обобщенного вектора описывает с постоянной скоростью окружность, а его величина равна амплитуде рассматриваемой величины.

Представление об обобщенном векторе можно в зна­чительной мере расширить. Таким вектором, оказывается, можно характеризовать любые фазные переменные величины f_A, f_B, f_C, изменяющиеся в общем случае по произвольному закону, лишь бы соблюдалось единст­венное условие, а именно:

f_A + f_B + f_C = 0. Величина искомого обобщенного вектора / может быть определена, исходя из следующих очевидных ра­венств

для чего достаточно возвести их в квадрат и просуммиро­вать:

Исходное положение этого вектора относительно лю­бой из фазных осей определяется соответствующим ра­венством из, Так, угол сдвига относительно оси фа­зы А Конец такого вектора описывает в общем случае сложную кривую, и при воз­никновении качаний син­хронной машины скорость вращения его относительно полюса вращения переменна.

Возможность представле­ния трехфазной системы век­торов обобщенным вектором существенно упрощает вы­ражение связи между статором и ротором, что в свою очередь позволяет в дифференциальных уравнениях переходного процесса освободиться от переменных коэф­фициентов. При этом заметим, что ограничение, выра­женное равенством (7-9), как будет показано далее, не влияет на общность решения.

При решении сложных математических задач часто используют известный способ замены переменных неко­торыми другими, обычно связанными с ними линейнымизависимостями. При удачном выборе такой замены ре­шение в новых переменных может быть выполнено про­ще. Равным образом и обратный переход к исходным пе­ременным не встречает трудностей. Очевидно, именно в этом направлении следует искать более простое реше­ние системы уравнений Новые переменные, т. е. проекции f на оси х, у.

До сих пор предполагалось, что трехфазная система удовлетворяет условию (7-9). Естественно возникает во­прос: возможны ли подобные преобразования, когда это условие не соблюдено?

Если сумма фазных переменных не равна нулю, то се целесообразно выразить через третье, новое перемен­ное fо следующим образом:

Хотя применение новой, но все же неподвижной си­стемы координат и сокращает число коэффициентов в уравнениях вида (7-1), тем не менее главные трудно­сти решения при этом все еще остаются, так как ука­занные уравнения по-прежнему содержат переменные коэффициенты. Значительного упрощения можно до­стичь, используя преобразование, впервые предложенное Блонделем для установившегося режима неявнополюсной синхронной Сущность такого преобразования состоит в том, что двухосная система координат предполагается жестко связанной с ротором. При этом, чтобы ротор был рас­положен симметрично относительно обмоток этих двух фаз, их оси совмещают соответственно с продольной и поперечной осями ротора. Эту систему координат сокра­щенно называют и обозначают d, q. Здесь угол γ=ωt+γ₀ является функцией времени и отражает вращение ротора с угловой скоростью <о, которая в об­щем случае может быть переменной. Когда условие (7-9) не соблюдено, к координатам d, q должна быть добавлена третья координата О, которая определяет нулевую составляющую переменных величин.

Поскольку фазные обмотки, расположенные в осях d и q, неподвижны относительно ротора, все индуктивно­сти такой машины постоянны. Именно по этой причине выгодно перейти от переменных в координатах А, В, С к переменным в координатах d, q, О. Это позволяет уравнения (7-1) преобразовать в соответствующие урав­нения с постоянными коэффициентами. Все соотношения между исходными и новыми переменными определяются выражениями (7-14) — (7-17), в которых для рассматри­ваемого преобразования нужно только заменить индексы х и у соответственно индексами d и q, а угол θ — углом γ=ωt+γ₀

№ 19. Основные допущения, принимаемые при расчете токов короткого замыкания (КЗ).

расчет электромагнитного переходного процесса в современной электрической си­стеме с учетом всех имеющих место условий и факторов Чрезвычайно сложен И практически невыполним. Поэтому, чтобы упростить задачу и сделать ее решение прак­тически возможным, вводят ряд допущений. Последние зависят прежде всего от характера и постановки самой задачи. Те допущения, которые вполне пригодны при решении одной задачи, могут быть совершенно неприем­лемыми при решении другой.

Каждый из практических методов расчета электро­магнитных переходных процессов, в частности процесса при коротком замыкании, основан на некоторых допуще­ниях, касающихся преимущественно возможности использования упрощенных представлений об изменении свободных токов в сложных схемах с несколькими источниками, о разных способах учета автоматического регулирования возбуждения синхронных машин и т. п. К числу таких допущений следует отнести:

а) Отсутствие насыщения магнитных систем. При этом все схемы оказываются линейными, расчет которых значительно проще; в частности, здесь могут быть использованы любые формы принципа наложения.

б) Пренебрежение токами намагничивания транс­форматоров и автотрансформаторов. Единственным исключением из этого допущения является случай, когда трехстержневой трансформатор с соединением обмоток Y₀/Y_o включен на напряжение нулевой последовательно­сти.

в) Сохранение симметрии трехфазной системы. Она нарушается обычно лишь для какого-либо одного эле­мента, что происходит в результате его повреждения, или преднамеренно по специальным соображениям.

г) Пренебрежение емкостными проводимостями. Это допущение обычно является уместным и заметно не искажает результаты решения, если в рассматриваемой схеме нет продольной компенсации индуктивности цепи, а также дальних линий передач напряжением выше 220 кв. При рассмотрении простых замыкании на землю это допущение, разумеется, совсем непригодно, так как в данном случае ток замыкается именно через емкостные проводимости.

д) Приближенный учет нагрузок. В зависимости от стадии переходного процесса нагрузку приближенно ха­рактеризуют некоторым постоянным сопротивлением, обычно чисто индуктивным.

с) Отсутствие активных сопротивлений. Это допуще­ние в известной мере условно. Оно приемлемо при определении начальных и конечных значений отдельных величин, характеризующих переходный процесс в основ­ных звеньях высокого напряжения электрической систе­мы; при этом приближенный учет активных сопротивле­ний находит отражение при оценке постоянных времени затухания свободных составляющих рассматриваемых величин. В тех же случаях, когда подобный расчет проводится для протяженной кабельной или воздушной сети с относительно небольшими сечениями проводников (особенно линии со стальными проводами), а также для установок и сетей напряжением до 1 кв, данное допуще­ние непригодно.

ж) Отсутствие качаний синхронных машин. Если за­дача ограничена рассмотрением лишь начальной стадии переходного процесса (т. с. в пределах 0,1—0,2 сек с мо­мента нарушения режима до отключения повреждения), это допущение обычно не вносит заметной погрешности (особенно в токе в месте повреждения). Однако при возникновении существенных качаний или выпадении ма­шин из синхронизма достаточно надежный результат может быть получен лишь с учетом (хотя бы прибли­женным) такого процесса.

№21. Двухфазное металлическое короткое замыкание. Векторная диаграмма и основные соотношения.

При одновременном коротком замыкании фаз В и С на землю в одной точке (рис. 14-4,а) граничные условия будут:

В записи через симметричные составляющие эти гра­ничные условия дают:

теперь, прибавив к обеим частям равенства и уч­тя (14-22а), после небольших преобразований получим

Токи поврежденных фаз в месте короткого замыкания:

Ток в земле

Модули выражений в скобках, входящих одинаковы; они составляют:

Напряжение неповрежденной фазы (относительно земли) в месте короткого замыкания составляет

напряжения двух других фаз равны нулю

№22. Внезапное КЗ трансформатора

Переходный процесс при внезапном коротком замы­кании за трансформатором при отсутствии насыщения его магнитопровода, вообще говоря, идентичен рас­смотренному в § 4-2, с той лишь разницей, что здесь включение производится не на постоянное, а на синусо-86

идеальное напряжение. Полученные выше выражения для постоянных времени затухания свободных токов, конеч­но, полностью справедливы и в данном случае, причем, поскольку в трансформаторах потоки рассеяния ничтож­но малы по сравнению с общим потоком взаимоиндук­ции, применение приближенных выражений (4-23) и (4-24) для оценки Т" и Т практически не вносит ника­кой погрешности.

Применяя к схеме рис. 4-5,а формулу включения контура на синусоидальное напряжение, можно найти общие выражения для токов в цепи каждой обмотки трансформатора.

В смехе замещения двухобмоточного трансформатора

'о о

(рис. 4-5, б) обычно r1=r2 и x₁ =х₂,, поэтому Т₁₀ =: Т₂₀. При этом условии соотношение между начальными свобод­ными токами в обмотке с параметрами r₁ L1 получается следующим:

его можно привести к еще более простому виду, если пренебречь в числителе и знаменателе весьма малыми действительными частями по сравнению с мнимыми:

В таких же соотношениях, но лишь с обратным знаком, находятся начальные свободные токи другой обмотки, т. е. i' _2/0/и i''_2/0/.

Коэффициент рассеяния а трансформатора очень мал, вследствие чего медленно затухающие свободные токи г/ и /У значительно меньше соответствующих быст­ро затухающих свободных токов . По своей природе токи обусловлены изменением общего магнитного потока трансформатора, который создастся током намагничивания. При пренебрежении последним, как это делают в большинстве практических расчетов (§ 2-1), одновременно отпадает учет и этих токов. В этом случае, полагая в схеме замещения трансформатора что приводит к уменьшению числа контуров этой схемы, каждую обмотку трансформатора можно рассматривать как элемент с активным и индуктивным (от потока рассеяния) сопротивлениями, приведенными к одной ступени напряжения и определяемыми по из­вестным для данного трансформатора потерям и на­пряжению короткого замыкания (р₁ и uк). При этом для двухобмоточного трансформатора отпадает необходи­мость определения параметров отдельно каждой обмот­ки; такой трансформатор характеризуют суммарными активным и индуктивным сопротивлениями, приведенны­ми к одной из его сторон.¹. Постоянная времени затуха­ния свободного тока в цепи, состоящей только из одного трансформатора, при этом будет:

Изложенное выше в равной мере относится и к авто­трансформаторам.

№ 23 Параметры элементов для токов обратной и нулевой последовательностей. Синхронные машины. Асинхронные двигатели и обобщённая нагрузка.

Изложенное выше в равной мере относится как к синхронным генераторам, так и к синхронным двига­телям и компенсаторам. Различие в их поведении в на­чальный момент переходного процесса определяется в сущности величинами их сверхпереходных э. д. с. У пе­ревозбужденного синхронного двигателя (или компен­сатора) сверхпереходная э. д. с. выше подведенного напряжения. Поэтому при любом резком снижении на­пряжения посылаемый двигателем реактивный ток не­пременно возрастает. Этого нельзя сказать в отношении синхронного двигателя, работавшего с недовозбуждением используют специальные аппараты — короткозамыкатели (одно- и двухфазные); последние создают преднаме­ренные короткие замыкания с целью быстрых отключе­ний ранее возникших повреждений.

Таким образом, наряду с короткими замыканиями случайного характера в системе имеют место также преднамеренные короткие замыкания, вызываемые дей­ствием установленных короткозамыкателей.

Социалистическое хозяйство предъявляет особые тре­бования к безаварийному электроснабжению всех по­требителей электроэнергии. Поэтому внимание и усилия работников в области электроэнергетики должны быть направлены на соблюдение этих требований. Для этого должно быть в первую очередь обеспечено строгое со­блюдение Правил технической эксплуатации электриче­ских установок. Помимо того, требуется непрерывное по­вышение качества продукции, выпускаемой электротех­нической промышленностью.

' В зависимости от места возникновения и продолжи­тельности повреждения его последствия могут иметь местный характер или, напротив, могут отражаться на всей системе.

Так, например, при коротком замыкании в удаленной точке сети величина тока короткого замыкания состав­ляет лишь незначительную долю номинального тока пи­тающих генераторов и возникновение такого короткого замыкания воспринимается ими как небольшое увеличе­ние нагрузки. Сильное снижение напряжения получается вблизи места трехфазного короткого замыкания, в то время как в других точках системы наблюдается едва заметное снижение напряжения, причем от действия автоматического регулирования возбуждения оно быстро восстанавливается до нормального. Следовательно, при рассматриваемых условиях опасные последствия корот­кого замыкания проявляются лишь в ближайших к месту короткого замыкания частях системы.

Аналогичная картина, но выраженная не в столь рез­кой форме, наблюдается при пуске крупных двигателей, синхронных компенсаторов, при включении генераторов способом самосинхронизации, а также при их несин­хронном включении.

Обрыв фазы слабо загруженной цепи, очевидно, не вызовет каких-либо существенных изменений режима в системе. Напротив, такой обрыв в цепи с большим на-22

грузочным током может привести к весьма существен­ным изменениям токов и напряжений в системе.

Ток короткого замыкания даже в тех случаях, когда он мал по сравнению с номинальным током генератора, обычно во много раз превышает номинальный ток самой аварийной ветви. Поэтому и при кратковременном про­хождении тока короткого замыкания он может вызвать дополнительный нагрев токоведущих элементов и про­водников выше допустимого.

Кроме теплового действия, токи короткого замыкания вызывают между проводниками большие механические усилия, которые особенно велики в начальной стадии процесса короткого замыкания, когда ток достигает ма­ксимума. При недостаточной прочности проводников и их креплений они могут быть разрушены при коротком замыкании. Равным образом это относится к электриче­ским машинам и аппаратам, надежность которых может быть обеспечена при учете всех проявлений коротких замыканий.

Глубокое снижение напряжения и резкое искажение его симметрии, которые возникают при коротких замы­каниях и образовании продольной несимметрии, вредно отражаются на работе потребителей. Так, уже при пони­жении напряжения на 30—40% в течение 1 сек и более достаточно загруженные двигатели промышленного пред­приятия могут остановиться, что вызовет народнохозяй­ственный ущерб. Оставаясь включенными в сеть, остано­вившиеся двигатели могут вызвать дальнейшее сниже­ние напряжения в сети, т. е. полное нарушение нормаль­ного электроснабжения не только данного предприятия, но и за его пределами. Следует подчеркнуть, что ряд промышленных производств вообще не допускает ника­ких (даже кратковременных) перерывов в подаче энер­гии.

При замыканиях на землю возникают неуравнове­шенные системы токов. Они способны создавать магнит­ные потоки, которые достаточны, чтобы в соседних ли­ниях связи и сигнализации навести э. д. с, величины которых могут быть опасны для обслуживающего пер­сонала и аппаратуры этих линий. Заметные мешающие влияния на линии связи возникают также при продоль­ной несимметрии в системе.

Наконец, при задержке отключения короткого замы­кания сверх допустимой продолжительности может ем, поскольку при таком режиме его сверхпереходная э. д. с. ниже подведенного напряжения. Здесь в зависи­мости от степени снижения напряжения возможно как продолжение потребления реактивного тока из сети (при E"0<U/o/), так и генерирование реактивного тока (при E"0>U/o//). Очевидно, в частном случае, когда E"_u=Uiui, этот ток будет отсутствовать в начальный момент переходного процесса.

Обратимся теперь к асинхронным двигателям, кото­рые обычно составляют основную часть промышленной нагрузки. В нормальном режиме они работают с малым скольжением, порядка 2—5%. Проведенный Н. II. Щед­риным [Л. 2] анализ показал, что практически можно

Исходя из неизменности потокосцепления с обмот­ками ротора (имея в виду в общем случае двигатель с двойной обмоткой на роторе) в начальный момент внезапного нарушения режима, для асинхронного дви­гателя можно установить сверхпереходные реактивность и э. д. с. Благодаря полной симметрии ротора здесь от­падает необходимость разложения величин по отдель­ным осям. Сверхпереходная реактивность двигателя может быть получена из его схемы замещения, которая аналогична схеме рис. 6-6,8. Непосредственно из такой схемы замещения следует, что сверхпереходная реактив­ность асинхронного двигателя х" представляет собой реактивность короткого замыкания (т. е. когда двигатель заторможен, s=100%). Относительную величину этой реактивности практически можно определять как

где Iпуск —относительный пусковой ток двигателя (при пуске без реостата). Начальное значение сверхпереходной э. д. с. Е"_/0/ двигателя определяется из его предшествующего ре­жима. В соответствии с векторной диаграммой рис. 6-10, построенной для этого режима,

или приближенно, принимая э. д. с. Е"₀ равной проек­ции вектора этой э. д. с. на вектор Uо,

где U₀, Iо, φо — предшествующие напряжение, ток и угол сдвига между их векторами.

В практических расчетах начального момента пере­ходного процесса обычно учитывают отдельно лишь крупные двигатели, которые могут оказать существен­ное влияние. Все остальные двигатели вместе с другими токоприемниками целесообразно учитывать в виде обоб­щенных нагрузок крупных узлов энергосистемы, харак­теризуя такие нагрузки средними параметрами, полу­ченными для типового состава потребителей промыш­ленного района и типовой схемы питающей его сети.

Исходя из указанных соображений установлено, что в начальный момент переходного процесса обобщенную нагрузку можно приближенно характеризовать следую­щими величинами:

считая их выраженными в относительных единицах при полной рабочей мощности (Мва) нагрузки и среднем номинальном напряжении той ступени, где она присоеди­нена.

№ 25. Разрыв двух фаз. Векторная диаграмма и основные соотношения.

При разрыве двух фаз граничные усло­вия, очевидно, будут: т. е. они аналогичны граничным условиям однофазного короткого замыкания.

В соответствии с (15-14) и (15-15) следует, что сим­метричные составляющие тока фазы А в месте обрыва двух других фаз связаны простым соотношением:

достаточно сложить правые части уравнений всем легко привести схему к элементарному виду. Если в схеме рис. 2-4,а генерирующие ветви /, 2 и 3 одинако­вы, а также одинаковы элементы 6, 7 и 8, то наличие элементов 4 и 5 при рассматриваемом положении точки короткого замыкания никак не сказывается, т. е. каждая генерирующая ветвь с соответствующим ей элементом (6, 7, 8) является независимой В общем случае, когда элементы схемы рис. 2-4,а раз­личны, для ее упрощения можно одну из трехлучевых звезд с элементами /, 4, 6 или 3, 5, 8 заменить эквива­лентным треугольником (рис. 2-4,в), затем разрезать его вершину, где приложена э. д. с, и образовавшиеся парал­лельные ветви (2 и 10, 7 и 9) заменить эквивалентными. Еще одно преобразование оставшегося треугольника с последующим параллельным и последовательным сло­жением ветвей быстро приводит к цели. При желании можно четырехлучевую звезду 2, 4, 5, 7 схемы рис. 2-4,а 48 преобразовать в четырехугольник с диагоналями (рис. 2-4,г), а затем разрезать его вершину, где прило­жена э. д. с, и произвести замену параллельных ветвей. Однако в данном примере, как видно, такое преобразо­вание не имеет преимуществ по сравнению с рассмот­ренным выше, хотя нужно заметить, что в более слож­ных схемах оно оказывается весьма эффективным, а ино­гда даже единственно возможным приемом упрощения схемы.

Вес сказанное также относится к выполнению преоб­разований схем для расчета и других повреждений, как-то: обрыв проводов, одновременные повреждения в не­скольких точках и т. д.; причем если повреждения сопро­вождаются возникновением несимметрии трехфазной си­стемы, то аналогичным преобразованиям подвергают схемы замещения всех последовательностей. Отметим, что при повреждении в двух точках элементарной схемой, к которой может быть приведена исходная схема, являет­ся либо треугольник, либо эквивалентная ему звезда (см. § 16-4)."

С помощью расчетной модели суммарное или резуль­тирующее сопротивление схемы относительно любой ее точки легко находят непосредственным измерением. На ней также можно замерить сопротивления, по которым нетрудно определить параметры элементарной схемы при одновременных повреждениях в двух точках заданной системы.

№ 26. (1) Составление схемы замещения и расчёт её основных параметров.

При наличии трансформаторов (или автотрансформа­торов) в схеме для упрощения проводимых расчетов та­кую схему целесообразно предварительно представить схемой замещения, т. е. имеющиеся в ней магнитносвязанные цепи заменить одной эквивалентной электрически связанной цепью. Составление такой схемы замещения сводится к приведению параметров элементов и э. д. с. различных ступеней трансформации заданной схемы к какой-либо одной ступени, выбранной за основную. Само приведение осуществляется на основе соотношений, которые вытекают из известной теории трансформатора.

Чтобы исключить учет группы соединения обмоток трансформатора, в дальнейшем используем коэффициент трансоормации, определяемый в соответствии с ранее принятым допущением (см. § 2-1) как отношение между­фазных напряжений холостого хода его обмоток при установленных на них ответвлениях.

Пусть цепь некоторой ступени напряжения схемы связана с выбранной в этой схеме основной ступенью ря­дом каскадно включенных трансформаторов с коэффици­ентами трансформации k1, k2, ..., k_n- Используя извест­ные соотношения для э. д. с. (напряжений), токов и со­противлений при приведении их с одной стороны транс­форматора на другую, можно записать общие выраже­ния для определения приведенных к основной ступени, значений отдельных величин этой цепи:

т. е. истинные величины должны быть пересчитаны столько раз, сколько имеется трансформаторов на пути между приводимой цепью и принятой основной ступенью.

В этих и последующих выражениях под коэффициен­том трансформации каждого трансформатора или авто­трансформатора (как повышающего, так и понижающе­го) понимается отношение междуфазного напряжения холостого хода его обмотки, обращенной в сторону основной ступени напряжения, к аналогичному напряже­нию его другой обмотки, находящейся ближе к ступени, элементы которой подлежат приведению.

Если величины заданы в относительных единицах, то их значения в именованных единицах определяют, исходя из соответствующих выражений § 2-3. Так, сопротивле­ние элемента, для которого известно его z(н), будет:

Рассмотренное приведение по действительным коэф­фициентам трансформации для сокращения называют точным приведением. В отличие от него в практических расчетах часто выполняют приближенное приведение, по­зволяющее значительно быстрее и проще получить при­ближенную схему замещения. Сущность такого приведе­ния заключается в следующем.

Для каждой ступени трансформации устанавливают среднее номинальное напряжение U_ср, а именно': 515; 340; 230; 154; 115; 37; 24; 20; 18; 15,75; 13,8; 10,5;

6,3; 3,15 кв и при этом условно принимают, что поминальные напря­жения всех элементов², находящихся на одной ступени, одинаковы и равны соответствующим значениям по ука­занной шкале. Тогда коэффициент трансформации каж­дого трансформатора (или автотрансформатора), оче­видно, равен отношению U_сртех ступеней, которые он свя­зывает, а результирующий коэффициент трансформации каскада трансформаторов будет определяться как отно­шение U_ср крайних ступеней. Следовательно, при прибли­женном приведении выражения для пересчета принимают более простой вид:

U_п среднее номинальное напряжение основной сту­пени.

Приближенное приведение схемы вносит некоторую погрешность в расчет; поэтому его надо применять с из­вестной осторожностью. Для получения более надежных результатов приведение схемы следует производить по действительным коэффициентам трансформации, особен­но в тех случаях, когда имеются трансформаторы (или автотрансформаторы) с широким диапазоном регулиро­вания напряжения под нагрузкой (с РПН) ' или специ­альные регулирующие устройства В соответствии с принятым допущением (см. § 2-3) при измене­нии числа витков регулируемой обмотки индуктивное сопротивление рассеяния трансформатора в целом, приведенное к стороне его нере-

гулируемой обмотки, остается постоянным. Поэтому п данном слу­чае можно считать, что оно включено в хц.

При трехфазном коротком замыкании за х для токов имеем: