Домашнее задание № 4

Для схемы домашнего задания 1 определить ток КЗ при точном и приближенном приведении в относительных единицах. Результаты расчетов по домашним заданиям 3 и 4 свести в таблицу и сравнить результаты расчетов.

6. Начальный момент трёхфазного кз. Расчёт сверхпереходного и ударного тока. Влияние и учёт нагрузки при кз

6.1. Общие положения

Для начального момента времени синхронный генератор характеризуется сверхпереходным сопротивлением по продольной оси и сверхпереходной ЭДС . На рис. 6.1 приведена упрощенная схема замещения и векторная диаграмма синхронного генератора.

, Ом.

Величина ЭДС зависит от предшествующего режима (от нагрузки генератора и напряжения на зажимах).

0

Рис. 6.1. Упрощенная схема замещения и векторная диаграмма синхронного генератора

Пусть генератор имеет до момента КЗ напряжение и нагрузку , представленные на векторной диаграмме (рис. 5.1). Тогда ЭДС генератора в начальный момент КЗ:

.

Так как , то в относительных единицах

в именнованных единицах

.

Если предшествующий режим неизвестен, то значение ЭДС можно определить при номинальных условиях, т. е.

Начальное значение сверхпереходного тока в месте КЗ:

,

где , – соответственно, эквивалентные ЭДС и сопротивления по отношению к точке КЗ.

При определении ударного тока КЗ учитывается затухание лишь апериодической составляющей тока, считая, что амплитуда сверхпереходного тока за полпериода сохранит своё начальное значение.

Ударный ток КЗ, определяемый для наиболее тяжёлых условий:

,

где – ударный коэффициент, показывающий во сколько раз ударный ток КЗ больше начальной амплитуды периодической составляющей тока КЗ.

При КЗ в установках выше 1000 В, как правило, ударный коэффициент принимают равным 1,8, что соответствует постоянной времени с. В этом случае ударный ток КЗ .

По величине ударного тока проверяют работоспособность аппаратуры станций и подстанций при КЗ (проверка на динамическую стойкость).

6.2. Влияние и учёт нагрузки при кз

К ЭЭС подключаются нагрузки в виде сосредоточенных групп различных потребителей (обобщённая, комплексная нагрузка), а также в виде отдельных мощных синхронных и асинхронных двигателей, синхронных компенсаторов, конденсаторов для компенсации реактивной мощности и т. п.

Нагрузка может существенно повлиять на величину тока КЗ, а также на распределение его в схеме. Определяя предшествующий режим работы генераторов и, следовательно, их ЭДС, нагрузки таким образом косвенно сказываются на величине тока КЗ. Кроме того, в сверхпереходном режиме КЗ нагрузки могут самостоятельно выступать в роли дополнительных источников питания точки КЗ.

6.3. Учёт асинхронной нагрузки в начальный момент времени кз

При КЗ вблизи места присоединения нагрузки возможно генерирование двигателями тока (в первый момент КЗ) в следствие преобразования запасённой в них магнитной и механической энергии. Поэтому асинхронный двигатель можно рассматривать как генератор с ЭДС , определяемой предшествующим режимом работы:

где , , – напряжение, ток и угол между ними в предшествующем режиме (рис. 6.2).

Значение в относительных единицах при равно .

Сверхпереходное индуктивное сопротивление асинхронных двигателей определяется из условия:

.

I₀

Рис. 6.2. Схема замещения и векторная диаграмма двигательной нагрузки в начальный момент КЗ