8. Расчет токов кз с помощью расчетных кривых

8.1. Общие положения метода расчетных кривых

Ток КЗ в произвольный момент после возникновения КЗ может быть найден с помощью специально построенных расчетных кривых. Эти кривые позволяют определить периодическую составляющую тока в месте КЗ. При построении кривых приближенно учтено влияние нагрузки в сети на ток КЗ.

На рис. 8.1 и 8.2 даны расчетные кривые Int=f(Храсч) при t=var, построенные в 1940 г., для схемы с типовыми генераторами мощностью до 100 МВт, а также производные от них кривые Int=f(t) при Храсч=var, построенные в 1970 г. Указанные кривые позволяют найти периодическую составляющую тока в месте КЗ с учетом влияния нагрузки в сети для произвольного момента времени от t=0 до t=∞. Параметры современных генераторов мощностью более 100 МВт (сопротивления, механические постоянные, быстродействие систем возбуждения и т. д.) существенно отличаются от аналогичных параметров генераторов мощностью до 100 МВт. Это обстоятельство потребовало разработки новых расчетных кривых (рис. 9.3), которые позволяют для интервала времени от 0 до 0,5 с найти периодическую составляющую тока в месте КЗ с приближенным учетом влияния нагрузки сети. Кривые справедливы для турбогенераторов мощностью 12,5 – 800 МВт, гидрогенераторов мощностью до 500 МВт и для всех крупных синхронных компенсаторов. Кривые включены в Руководящие указания по расчету коротких замыканий, выбору и проверке аппаратов и проводников по условиям КЗ (1975 г.).

Методика нахождения тока КЗ для произвольного момента времени с помощью расчетных кривых приведена ниже.

1. Составляется схема замещения, в которую генераторы вводятся своими сверхпереходными сопротивлениями Х’’d, а нагрузочные ветви не учитываются.

2. Схема замещения упрощается относительно точки КЗ и находится результирующее сопротивление между источником и точкой КЗ Храсч(б).

3. Результирующее сопротивление приводится к номинальным условиям источников

.

4. По расчетным кривым для интересующего момента времени находится периодическая составляющая тока в месте КЗ, Int(н).

5. Находится ток КЗ в именованных единицах

,

где Iг, ном сум – номинальный ток генераторов, приведенный к ступени напряжения той сети, где произошло КЗ.

6. При большой электрической удаленности точки КЗ от источников, когда Храсч(н)>3, можно принять, что

и

.

7. В ряде случаев нахождение тока КЗ с помощью расчетных кривых по общему изменению тока, т. е. когда все генераторы заменяются эквивалентным источником, неправомерно или невозможно. Это имеет место при наличии в исходной схеме источников, существенно различных по характеристикам (ТЭС, ГЭС), мощности (генераторы и электростанции конечной мощности и системы неизменного напряжения) и удаленности от места КЗ. В подобных случаях определение тока КЗ производят по индивидуальному изменению тока от характерных групп источников. Для этого исходная схема замещения приводится к схеме полного многоугольника, вершинами которого являются точки приложения ЭДС источников и точка КЗ.

В последней схеме находятся токи, посылаемые различными источниками в точку КЗ, а также суммарный ток в месте КЗ.

Описанный метод позволяет найти ток в месте КЗ, однако не позволяет найти распределение тока КЗ по ветвям схемы.

Пример 8.1

Для следующей схемы определить по расчетным кривым токи КЗ в точке К (I”, I0, 5, I∞)

1. Базисные условия: , .

2. Схема замещения

;

;

;

;

.

;

;

;

.

3. Токи КЗ в относительных единицах (рис. 8.1).

I*”=3,9; I0,5=2,55; I∞=2,4.

4. Токи КЗ в именованных единицах

кА;

кА;

кА;

кА;

кА.

Пример 8.2

Для схемы определить по расчетным кривым токи КЗ в точке К I”,I0,5,I∞

1. Базисные условия: , .

2. Схема замещения

;

;

;

;

;

;

.

3. Упрощенная схема замещения:

МВ∙А;

;

;

;

;

;

.

Преобразовав схему, имеем: ;

;

.

4. Расчетное сопротивление

.

5. Токи КЗ в относительных единицах, определенные по расчетным кривым

; ; .

6. Токи КЗ в именованных единицах:

кА;

кА;

кА;

кА.