Учет подпитки синхронных и асинхронных двигателей при расчете токов кз
Прежде всего, нас интересует, как поведет себя двигатель в момент, когда произойдет короткое замыкание на его шинах или выводах.
В начальный момент времени все двигатели, подключенные к системе, ведут себя как генераторы и посылают ток к месту короткого замыкания, увеличивая тем самым ток КЗ, т.е. осуществляется подпитка места, где произошло КЗ. При этом, подпитка может достигать 30% и более от общего тока и ее необходимо учитывать в расчетах.
Например, если рассмотреть простейшую схему ГПП промышленного предприятия, к которой подключены большое количество электродвигателей, то можно сделать вывод о том, что номинальные токи не определяют выбор оборудования, силового питающего кабеля и т.д. решающее значение имеют токи КЗ, при расчете которых необходимо учитывать подпитку от всех двигателей.
Рис. 17.1 Подпитка асинхронным двигателем места КЗ на ГПП
Синхронный двигатель
Подпитку от синхронного двигателя учитывают как в ударном, так и в отключаемом токе КЗ.
СД может работать в двух режимах:
- режим перевозбуждения
– при этом
.
Если
,
то двигатель будет посылать ток к месту
КЗ (рис. 17.2)
Рис. 17.2 Схема замещения СД в режиме перевозбуждения
Тогда сверхпереходный ток КЗ будет определяться
.
(17.1)
- режим недовозбуждения
– при этом
.
В это случае если
,
то двигатель также будет посылать ток
к месту КЗ.
И сверхпереходный ток КЗ в данном случае будет находиться, как
.
(17.2)
Однако,
если же
и
,
то двигатель
будет потреблять реактивный ток, и не
увеличивает ток в месте КЗ.
Обычно, если двигатель отделен от места короткого замыкания более чем двумя трансформациями, то КЗ можно не учитывать.
При расчете подпитки двигатель необходимо рассматривать как перевозбужденный.
Асинхронный двигатель
Максимальный ток подпитки от асинхронного двигателя при трехфазном коротком замыкании на его выводах, при условии, что , будет поределяться, как
, (17.3)
где
Если двигателей
много, то принимается
.
Здесь значения
приведены к полной номинальной мощности
нагрузки и номинальным напряжениям той
ступени, где она присоединена.
Пределы изменения реактивных сопротивлений синхронных генераторов и данных, необходимых для расчета подпитки места КЗ, приведем в табл. 17.1 и табл. 17.2:
Табл. 17.1 Типовые сверхпереходные реактивности генераторов
Параметр |
Турбогенератор (неявнополюсный) |
Гидрогенератор (явнополюсный) |
|
0.85…2.55 |
0.6…1.45 |
|
0.18…0.41 |
0.2…0.45 |
|
0.07…0.24 |
0.13…0.35 |
Табл. 17.2 Сверхпереходные реактивные сопротивления и э.д.с.
Генератор |
|
|
Турбогенератор мощностью менее 100 МВт |
0.125 |
1.08 |
Турбогенератор мощностью 100 – 500 МВт |
0.2 |
1.13 |
Гидрогенератор без демпферных обмоток |
0.2 |
1.13 |
Гидрогенератор с демпферными обмотками |
0.2 |
1.18 |
Синхронный двигатель |
0.2 |
1.1 |
Синхронный компенсатор |
0.2 |
1.2 |
Асинхронный двигатель |
0.2 |
0.9 |
Обобщенная нагрузка |
0.35 |
0.85 |
