- •28.Методика расчета токов к.З. В установках постоянного тока.
- •1.Общие сведения о коротких замыканиях. Виды коротких замыканий.
- •2.Назначение расчетов переходных процессов в системах электроснабжения, требования, предъявляемые к ним. Понятие о расчетных условиях.
- •3.Система относительных единиц, применяемая в расчетах токов к.З.
- •4.Методика составления схем замещения, приемы приведения их к простейшему виду.
- •5.Аналитическое описание переходного процесса 3-х фазного к.З. В простейшей эл.Цепи при питании ее от источника неограниченной мощности.
- •6.Порядок расчета ударного и действующего токов к.З. При 3-х фазном к.З. В простейшей трехфазной цепи.
- •7.Методика аналитического расчета установившегося тока 3-х фазного к.З. При отсутствии и наличии арв у генераторов.
- •8.Влияние и учет обобщенной нагрузки в расчетах установившегося тока 3-х фазного к.З.
- •9.Переходная э.Д.С. И реактивность синхронной машины
- •10.Векторная диаграмма токов, напряжений и э.Д.С. Синхронной машины в переходном режиме: основные соотношения и порядок построения.
- •11.Сверхпереходные э.Д.С. И реактивности синхронной машины.
- •12.Векторная диаграмма токов, напряжений и э.Д.С. Синхронной машины в сверхпереходном режиме: основные соотношения и порядок построения.
- •13.Влияние и учет асинхронных двигателей и обобщенной нагрузки в сверхпереходном режиме.
- •14.Практический метод расчета сверхпереходного и ударного токов при трехфазном к.З.
- •15.Метод расчетных кривых: сущность, область и порядок применения.
- •16.Метод расчетных кривых с учетом влияния на ток к.З. Отдельных источников: сущность, область и порядок применения.
- •17.Метод спрямленных характеристик: сущность, область и порядок применения.
- •18.Метод типовых кривых: сущность, область и порядок применения.
- •19.Порядок составления схем замещения отдельных последовательностей, способы преобразования их к простейшему виду.
- •20.Анализ двухфазного к.З.: соотношения между токами и напряжениями отдельных фаз, векторные диаграммы токов и напряжений, комплексная схема замещения.
- •21.Анализ однофазного к.З. На землю: соотношения между токами и напряжениями отдельных фаз, векторные диаграммы токов и напряжений, комплексная схема замещения.
- •22.Анализ двухфазного к.З. На землю: соотношения между токами и напряжениями отдельных фаз, векторные диаграммы токов и напряжений, комплексная схема замещения.
- •23.Анализ простого замыкания на землю: соотношения между токами и напряжениями отдельных фаз, векторные диаграммы токов и напряжений, комплексная схема замещения.
- •24.Распределение и трансформация токов и напряжений при несимметричных режимах.
- •25.Алгоритм применения методов расчета тока 3-х фазного к.З. В расчетах токов при несимметричных к.З.
- •26.Однократная продольная несимметрия: случаи обрыва одной и двух фаз.
- •27.Методика расчета токов к.З. В сетях напряжением до 1000 в.
- •Где - длина линии, км; - сечение провода(жилы) фазы,; - удельная проводимость проводника, .
4.Методика составления схем замещения, приемы приведения их к простейшему виду.
Если исходная расчетная схема не содержит трансформаторы, то есть имеет одну ступень напряжения, то при составлении схемы замещения такая схема не нуждается в эквивалентировании, так как все ее элементы находятся на одной и той же ступени напряжения. Например, схема на рис.2.1.
Если же расчетная схема имеет вид, приведенный на рис.2.2., то такую схему нужно эквивалентировать, то есть параметры всех элементов схемы следует привести к одной (основной) ступени напряжения. Выбор основной ступени напряжения произволен, однако в ходе решения конкретной задачи он должен оставаться неизменным.
Для приведения схемы замещения к эквивалентному виду при расчете токов к.з. в относительных единицах следует выбрать значение базисной мощности , которая остается одной и той же для всех ступеней напряжения, то есть.
Базисные напряжения для каждой ступени напряжения будут иметь различные значения. Для определения базисных напряжений других ступеней напряжения при произвольно принятой ступени напряжения в качестве основной (базисной), следует исходить из общей теории трансформатора и определять их значения по формуле
, (2.16)
где - базисное напряжениеступени;- базисное напряжение ступени, принятую за основную базисную;-коэффициенты трансформации трансформаторов на пути от ступени, принятой за основную базисную, к ступени напряжения, базисное напряжение которой определяется.
На практике (при отсутствии действительных значений коэффициентов трансформации) нередко пользуются приближенным методом эквивалентирования, который часто обеспечивает приемлемые результаты. В этом случае за базисные напряжения ступеней принимают средние значения этих ступеней.
Способы приведения схем замещения к простейшему виду
Одним из условий расчета токов к.з. является необходимость приведения исходной схемы замещения к простейшему виду, то есть к получению значений результирующей э.д.с. Е и результирующего сопротивления Х для исходной схемы.
Так значения последовательно включенных сопротивлений суммируются, для параллельно включенных – суммируются их проводимости, а для смешанных схем соединений применяют оба способа. Сеть, состоящая из последовательных, параллельных и смешанных схем соединения сопротивлений является простой сетью, и она легко приводится к простейшему виду.
Если сеть содержит замкнутые контуры, то она является сложной, и для приведения ее к простейшему виду следует использовать другие приемы. Рассмотрим некоторые из них.
а)Замена нескольких генераторных ветвей, сходящихся в одной точке, одной эквивалентной.
Пусть имеется схема замещения (рис.2.4), содержащая генераторных ветвей, сходящихся в одной точке.
Рис.2.4.
эквивалентная э.д.с., то есть э.д.с. генератора, которая заменяет э.д.с . генераторов и эквивалентное сопротивление, могут быть определены по формулам:
; (2.17)
, (2.18)
где - проводимости генераторных ветвей.
б)Преобразование многолучевой звезды в соответствующий многоугольник
В этом случае (рис. 2.5, а), сохраняя опорные точки звезды , получают многоугольник (рис.2.5, б)
Рис.2.5.
Сопротивления сторон многоугольника определяют по формуле
(2.19)
где - сопротивление стороны многоугольника;
-сопротивления лучей звезды и;
-сумма проводимостей всех лучей звезды.
Далее, получив многоугольник, рассекают точку и получают схему (рис.2.6), дальнейшее преобразование которой не вызывает затруднений.
в)Преобразование трехлучевой звезды в треугольник и наоборот (рис.2.7)
Рис.2.7.
В качестве примера приведем формулы для определения и
; (2.20)
. (2.21)
г) Металлическое трехфазное к.з. находится в узле с несколькими сходящимися в нем ветвями (рис.2.8, а).
В этом случае этот узел можно разрезать, сохранив на конце каждой образовавшейся ветви такое же к.з. Далее полученную схему нетрудно преобразовать относительно любой из точек к.з., учитывая другие ветви с к.з., как нагрузочные с э.д.с, равными нулю (рис.2.8, б).
д)Разнесение мощностей или токов, подходящих к вершине треугольника сопротивлений (рис.2.11, а, б) по ветвям разомкнутого треугольника (рис.2.11, в)
При разнесении мощности расчетные соотношения имеют вид:
; ;. (2.22)
При расчете линейных электрических цепей часто удобно использовать принцип наложения. Согласно этому принципу действительный режим получают как результат наложения ряда условных режимов, каждый из которых определяется в предположении, что в схеме приложена одна (или группа) э.д.с., в то время как все остальные равны нулю; при этом все элементы схемы замещения остаются вк= ббббббббббббббблюченными.
При большом числе э.д.с. расчет токов к.з. при применении принципа наложения в такой форме становится громоздким и слишком неудобным.
В этой связи при рачете токов к.з. обычно используют следующие формы принципа наложения:
1)Наложение собственно аварийного режима на предшествующий
Дело в том, что условия металлического трехфазного к.з. не изменятся, если представить, что в точке к.з. приложены две равные, но взаимно противоположные э.д.с, величина которых может быт
ь произвольной. В частности, ее можно принять раной напряжению, которое было в этой точке до возникновения в ней к.з.
При таком подходе режим в схеме замещения после возникновения к.з. удобно представить состоящим из двух режимов.
Первый режим получают, учитывая все э.д.с. генераторов до возникновения к.з., и дополнительную э.д.с., введенную в точку к.з., равную (в данной точке).
Очевидно, то одновременное действие этих э.д.с. дает предшествующий режим в рассматриваемой схеме замещения.
Второй режим получают путем введения только одной э.д.с. в точке к.з., равной . Этот режим называют собственно аварийным, а получающиеся при нем токи и напряжения – аварийными составляющими токов и напряжений.
Суммируя токи и напряжения предшествующего режима с их аварийными составляющими, получают действительные величины токов и напряжений в схеме замещения при металлическом трехфазном к.з. в заданной точке, то есть
; . (2.23)
Здесь , так как.
2)Применение собственных и взаимных сопротивлений и проводимостей
В схеме с произвольным числом э.д.с. для тока, например, источника 1, считая положительным направлением тока путь от источника к внешней сети, по принципу наложения можно записать:
, (2.24)
где каждый из токов обусловлен действием лишь одной э.д.с. при равенстве нулю остальных, то есть - собственный ток источника 1, созданный только его э.д.с.;- взаимный ток ветви 1, вызванный действием только э.д.с.и т.д.
Здесь - соответственно, собственная и взаимные проводимости источника 1 в рассматриваемой схеме.
Аналогично для тока в месте к.з. (считая, что в месте металлического трехфазного к.з. имеется источник с э.д.с., равной нулю) получим
, (2.25)
где взаимные проводимости между каждым источником и точкой к.з.
Выражения (2.24) и (2.25) особенно удобны, когда нужно выявить индивидуальные свойства отдельных источников или учесть влияние изменения величины и фазы отдельных э.д.с. на искомые значения токов.
Собственные и взаимные сопротивления или проводимости находят с помощью так называемого способа токораспределения или путем преобразования исходной схемы замещения. Иногда целесообразно использовать оба приема совместно, то есть вначале произвести ряд преобразований схемы, а затем применить метод токораспределения.
В расчетах к.з. часто приходится определять только взаимные сопротивления между точкой к.з. и отдельными источниками (или группами их). Для этого удобно использовать следующий прием. Приняв ток в месте к.з. за единицу и считая все приведенные э.д.с. одинаковыми, нужно произвести распределение этого тока (равного единице) в заданной схеме замещения. Полученные доли этой единицы для отдельных источников: С, называемые коэффициентами распределения, при отсутствии нагрузок в схеме они характеризуют участия каждого источника в питании к.з. Если результирующее сопротивление схемы относительно места к.з. , то, очевидно, можно записать равенства:
1. Z, (2.26)
откуда искомое взаимное сопротивление между точкой к.з. и соответствующим источником будет:
Z/Сn.