5.2. Учет нагрузки в установившемся режиме короткого замыкания
Нагрузка, подключенная до короткого замыкания, увеличивает ЭДС и, следовательно, ток короткого замыкания и перераспределяет токи при КЗ
Как правило, в практических расчетах комплексную нагрузку заменяют на индуктивную хн. Для определения этого сопротивления рассмотрим следующие расчетные схемы:
а) б)
Рис. 5.5. Расчетные схемы замещения
а) без учета нагрузки; б) с учетом нагрузки
Из
схемы (рис. 5.5 б) до КЗ в номинальном
режиме при
:
Приравнивая токи, получаем:
.
(5.6)
Для
турбогенератора, у которого
индуктивное
сопротивление нагрузки равно
.
Это сопротивление отнесено к номинальной мощности нагрузки, номинальному напряжению ступени, куда нагрузка подключена.
Сопротивление нагрузки в относительных единицах при базисных условиях:
.
(5.7)
В том случае, когда сопротивление нагрузки не вводят в схему замещения, ее влияние учитывают увеличением ЭДС. В этом случае ток в месте КЗ будет равен току генератора при КЗ, что вносит погрешность в расчет.
5.3 Расчет установившегося режима кз при отсутствии и наличии арв
При отсутствии у генератора системы АРВ расчет установившегося режима трехфазного КЗ сводится к решению задачи нахождения токов и напряжений в линейной схеме, в которой известны все сопротивления и ЭДС.
Расчет при отсутствии АРВ: Ток генератора при КЗ для расчетной схемы (рис. 5.6а) определяется
.
(5.8)
а) б)
Рис. 5.6. Расчетная схема замещения без АРВ
Д
ля
нахождения тока
воспользуемся
правилом эквивалентирования, согласно
которому эквивалентные ЭДС, сопротивление
и ток короткого
замыкания определяются
(5.9)
При наличии АРВ возможны два режима (рис. 5.7а, б).
1. Режим номинального напряжения (рис. 5.7а). При этом система арв генератора справилась с подъемом напряжения, т.Е. . Ток кз (рис. 5.8а) будет определяться
.
(5.10)
То есть имеет место далекое короткое замыкание, .
а) б)
Рис. 5.7. Расчетная схема замещения с АРВ
2.
Режим
предельного возбуждения.
Система возбуждения генератора не
справилась с подъемом напряжения, т.е.
.
В этом случае ЭДС генератора по поперечной
оси будет определяться предельным
возбуждением, т.е. имеет место следующее
соотношение:
.
Таким образом, ток короткого замыкания, согласно схеме рисунка 5.7б, равен
.
(5.11)
Здесь
имеет место близкое короткое замыкание
.
При
справедливы
обе формулы.
Приравнивая (5.10) и (5.11) при , получим выражение для критического сопротивления:
.
(5.12)
Пример:
.
Тогда
,
ток
.
Оба случая представлены на зависимости (рис. 5.8).
Рис. 5.8.
Зависимости тока возбуждения, напряжения
генератора и тока КЗ от
Сложные схемы расчитываются методом последовательного приближения.
1.
Для каждого из генераторов произвольно
задаются режимом предельного возбуждения
относительно места КЗ, т.е. водят генератор
в схему с своими
и
либо
,
.
2. Производят расчет схемы и сравнивают наибольшие токи генераторов с их критическими токами. Для этого используются следующие критерии:
− режим
номинального напряжения
;
− режим
предельного возбуждения
.
При
этом ток
,
где
.
а)
б)
Рис. 5.9. Пример сложной развитой схемы
Если генератор работает в режиме номинального напряжения (рис. 5.9), обведенную штриховой линией часть схемы можно отбросить и определить ток КЗ, как показано на рисунке 5.9б:
.
(5.13)