4.3. Характеристики двигателей и обобщенной нагрузки в начальный момент кз

Синхронные двигатели (СД) и компенсаторы (К), как и синхронные генераторы, характеризуются в начальный момент трехфазного КЗ сверхпереходными сопротивлениями и , и ЭДС и . Различие в их поведении в начальный момент переходно­го процесса определяется величинами их сверхпереходных ЭДС.

У перевозбужденного СД (или К) в нормальном режиме сверхпереход­ная ЭДС всегда выше подведенного напряжения . Поэ­тому при КЗ, сопровождаемом понижением напряжения на выводах дви­гателя от до , посылаемый двигателем реактивный ток всегда возрастает. У СД, работающего с недовозбуждением, сверхпере­ходная ЭДС ниже подведенного напряжения . Здесь в зависимости от степени снижения напряжения возможно как продолжение потребления реактивного тока из сети (при ), так и генерирование реактивного тока (при ). Если , подпитка от СД в начальный момент КЗ вообще отсутствует.

Асинхронные двигатели (АД) в нормальном режиме работают с не­большим скольжением (2-5) %, которым в данном случае можно пре­небречь и АД в начальный момент КЗ рассматривать как недовозбужденный СД, вводя его в схему замещения сверхпереходными ЭДС и сопротивлением. Благодаря полной симметрии ротора здесь отпадает необходимость разложения величин по отдельным осям. Сверхпереход­ное индуктивное сопротивление двигателя близко к индуктив­ному сопротивлению короткого замыкания (при S = 1). Относитель­ную величину этого сопротивления можно определить как

,

где - относительный пусковой ток двигателя.

Начальное значение сверхпереходной ЭДС двигателя опре­деляется из его предшествующего режима в соответствии с вектор­ной диаграммой (рис. 8.6):

(4-11)

где , , - предшествующие напряжение на выводах АД, ток и угол сдвига между их векторами.

В инженерных расчетах начального момента переходного процесса выделяют и учитывают как генераторы крупные двигатели мощностью 100 кВт и более, если эти двигатели не отделены от точки КЗ силовыми трансформаторами или токоограничивающими реакторами. Точный учет нагрузки совокупности потребителей целого района, характе­ризующейся различием видов и режимов работы ее и схем питания (АД и СД, печи, тяга), представляет исключительно сложную задачу. В целях упрощения двигательная нагрузка вместе с другими токопри­емниками, а также распределительная сеть и понижающие трансфор­маторы, непосредственно питающие узел промышленной нагрузки, учитываются как обобщенная нагрузка с постоянным эквивалентным сопротивлением

(4-12)

и сверхпереходной ЭДС

, (4-13)

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

При участии в обобщенной нагрузке большого числа синхронных двигателей ЭДС принимается большей, приближенно

. (4-14)

Методика учета комплексной нагрузки изложена в [2].