3 Параметри елементів електричних мереж

Як вже відзначалося в п.2.4 , параметри елементів електричних мереж можна виразити в іменованих, відносних номінальних одиницях, або відсотках. Так, опори повітряних та кабельних ліній задають переважно в іменованих одиницях (Ом/км), реактивний опір генераторів  у відносних одиницях, а опори трансформаторів, автотрансформаторів та реакторів  у відсотках. Напругу та потужність здебільшого виражають в іменованих одиницях.

Розрахунок струмів КЗ можна проводити як в абсолютних (іменованих), так і у відносних одиницях. В установках низької напруги користуються першим методом, а в високовольтних установках під час розрахунку струмів КЗ застосовують переважно систему відносних одиниць. Нижче наведені деякі рекомендації для визначення опорів окремих елементів короткозамкненого кола.

3.1 Синхронні машини

Індуктивний опір синхронних машин залежить від параметрів цих машин, виду і місця КЗ, типу і конструктивних особливостей генераторів, а також від наявності на генераторах автоматичних регуляторів напруги. У практичних розрахунках струмів КЗ використовують надперехідні опори машин , середні значення яких у відносних одиницях при номінальних умовах приймають рівними: для турбогенераторів  0,125; для гідрогенераторів з демпферними обмотками і синхронних двигунів  0,2; для гідрогенераторів без демпферних обмоток  0,27. Для асинхронних двигунів приймають рівним 0,2.

Розрахункова формула для визначення зведеного значення опору машини у системі відносних базових одиниць згідно з (2.19) буде

. (3.1)

3.2 Силові трансформатори

Параметри двообмоткових трансформаторів К_Т, r_Т, x_Т визначають з дослідів неробочого ходу і КЗ.

З досліду неробочого ходу трансформатора визначають коефіцієнт трансформації К_Т, втрати в сталі Р_ст=Р_х і струм намагнічування I_o=I_х, який виражають у відсотках від номінального струму

З досліду КЗ трансформатора визначають напругу КЗ U_к, втрати активної потужності в міді обмоток Р_м=Р_К і опори обмоток трансформатора (r_Т, х_Т та Z_Т).

Напругою КЗ U_к називають напругу, яку необхідно підвести до первинної обмотки, щоб у замкненій накоротко вторинній обмотці протікав номінальний струм. Цю напругу виражають у відсотках від номінальної і в залежності від типу і потужності трансформатора вона складає (517)%.

На рисунку 3.1 зображена схема заміщення трансформатора при КЗ.

Рисунок 3.1  Еквівалентна схема заміщення двообмоткового

Трансформатора в режимі кз

На схемі заміщення не показана вітка намагнічування, оскільки струм неробочого ходу I_o при зниженій напрузі незначний і ним можна знехтувати.

У наведеній еквівалентній схемі заміщення

де - параметри первинної обмотки;  зведені параметри вторинної обмотки.

Напругу КЗ можна визначити з еквівалентної схеми заміщення як

.

Відносне значення напруги U_{к*(н) ,} зведене до номінальних умов;

 (3.2)

З іншого боку, значення повного опору трансформатора, виражене у відносних номінальних одиницях,

Таким чином, і очевидно, що

Z_т%=U_к %. (3.3)

Активний опір трансформатора r_Т визначають через задані втрати КЗ

,

звідки одержимо

. (3.4)

Відносне значення активного опору r_Т*, зведене до номінальних умов, дорівнює

(3.5)

Виразивши ці величини у відсотках, маємо

r_т%=Р_к%.

Реактивний опір трансформатора х_т можна визначити за формулою , яка є вірною як при розрахунку в іменованих, так і відносних одиницях.

Для потужних силових трансформаторів активним опором нехтують. Тоді можна записати х_T%Z_T%=U_к% або х_T*Z_T*=U_к*., а в системі відносних базових одиниць зведене значення індуктивного опору буде

. (3.6)

Триобмоткові трансформатори під час розрахунку струмів КЗ замінюють трипроменевою схемою заміщення (рисунок 3.2).

Рисунок 3.2  Однолінійна схема триобмоткового