2. Расчет токов к.З. По расчетным кривым. Ударный ток к.З. Ударный ток короткого замыкания

Как в случае питания цепи КЗ от источника бесконечной мощности, так и в случае питания цепи КЗ от источника конечной мощности, максимальное значение полного тока имеет место обычно через 0,01 с после начала процесса. Оно носит название — ударный ток КЗ. При определении ударного тока условно считают, что к этому времени периодическая составляющая тока не претерпевает существенных изменений и равна, как и в начальный момент КЗ. Учитывается лишь затухание апериодической составляющей. На основании принятых допущений ударный ток определится как:

Учитывая, что и выражение в скобках представляет собой значение ударного коэффициента , получаем:

Рисунок 7 – График определения ударных коэффициентов.

Из графика рис. 7 по известному Т_а можно определить соответствующее значение .

Если КЗ произошло на выводах генератора, то для его ветви постоянная Т_а может быть взята из каталогов. В частности, можно воспользоваться данными табл. 1.

Если КЗ произошло на некотором удалении от генераторов, то для каждой ветви результирующей схемы замещения постоянная времени Т_а может быть найдена ориентировочно по выражению:

где и — соответственно результирующие индуктивные и активные сопротивления цепи КЗ.

Для упрощения обычно можно не рассчитывать Т_а, а воспользоваться средними значениями Т_а и , приведенными в табл. 2 для характерных точек электросетей.

Таблица 1 – Значения Т_а и к_у для современных генераторов и синхронных компенсаторов.

Таблица 2 - Значения постоянной времени затухания апериодической составляющей тока КЗ и ударного коэффициента.

Применение расчетных кривых

Когда задача ограничена нахождением тока в месте короткого замыкання или остаточного напряжения непосредственно за аварийной ветвью, или проведения соответствующего расчета в течение многих лет широко используется так называемый метод расчетных кривых. Причиной этого является его относительная простота и в большинстве случаев достаточная точность (в рамках указанной задачи).

Данный метод основан на применении специальных кривых, которые дают для произвольного момента процесса короткого замыкания при различной расчетной реактивности схемы относительные значения периодической слагающей тока в месте короткого замыкания. Построение таких кривых произведено применительно к простейшей схеме рис. 8, где принято, что генератор предварительно работал с номинальной нагрузкой (при cosφ=0,8). Соответственно этому сама нагрузка учтена относительным сопротивлением z_п=0,8+j0,6, которое считалось неизменным в течение всего процесса короткого замыкания. Ветвь с реактивностью Хк, за которой предполагается трехфазное короткое замыкание, предварительно была не нагружена.

Для средних значений параметров генератора и при различной удаленности короткого замыкания в схеме рис. 8 по соответствующим выражениям вычисляют относительные величины периодической слагающей тока в месте короткого замыкания. По полученным результатам построены расчетные кривые, представляющие изменение относительной величины периодической слагающей тока в месте короткого замыкания.

Рисунок 8 - Схема, принятая при построении расчетных кривых: а — исходная схема; б – схема замещения.

Рисунок 9 – Расчетные кривые для турбогенератора средней мощности (сплошные линии – при наличии АРВ, пунктирные при отсутствии АРВ): а – за аргумент принято время, б – за аргумент принято х_расч.

Рисунок 10 – Расчетные кривые для гидрогенератора средней мощности (сплошные линии – при наличии АРВ, пунктирные при отсутствии АРВ): а – за аргумент принято время, б – за аргумент принято х_расч.

Таблица 3 – Параметры типовых генераторов средней мощности.