3. Практические расчеты трехфазного к.,3. В сложных электрических системах с источниками конечной мощности

3.1 Порядок расчета тока к.з. в аварийной ветви

Для сложных ЭС расчет тока трехфазного к.э. в аварийной ветви выполняется следую­щим образом:

- формулируются основные расчетныс допущения, дающие возможность пользоваться упрощенными представлениями о переходных процессах:

- в соответствии с целевым назначением расчета определяются расчетные условия;

- в зависимости oт принятых допущений составляется схема замещения ЭС и опреде­ляются параметры ее элементов, в частности, выполняется приведение параметров схемы, имещения к одной ступени, напряжения;

- схема замещения последовательными преобразованиями приводится к простейшему виду неразветвленной цепи;

- определяется периодическая составляющая тока rj., значение эквивалентной посто­янной времени апериодической составляющей тока к.э., предполагается, что начальное зна­чение апериодической составляющей' в одной из фаз аварийной ветви максимально;

- рассчитывается ударный ток кл. в выделенной фазе аварийной ветви;

- при необходимости находится распределение тока к.з. в схеме замещения ЭС.

3.1.1 Расчетные условия.

В зависимости от цели расчета электромагнитных переходных процессов расчетные условия могут быть весьма разнообразными. Например, для выбора электрооборудования необходимо определять максимальный ток в месте к.з. Для настройки релейной защиты и системной автоматики - минимальное значение тока к.з. и т.д.

3.2. Определение периодической составляющей и ударного тока к.з.

Периодическая составляющая тока к.з. для преобразованной схемы замещения ЭС (рис. 2.3) находится по формуле

I_к = Е_/(x_Z_)

Максимальное значение тока к.з. и ударный ток к.з. определяется как:

Пример: Для электрической системы рассчитать значение периодической составляющей тока к.з., апериодическую состав­ляющую и ударный ток к.з. Считается, что оба источника являются источниками бесконеч­ной мощности.

Решение. Используем расчетные значе­ния параметров преобразованной к простейшему виду схемы замещения ЭС.

Значение периодической составляющей тока к.з. опреде­ляется как:

Расчет апериодической составляющей и ударного тока к.з. дает следующие значения:

Основное требование, которому должен удовлетворять практический метод заключается в простоте его применения. Однако простота метода может быть несовместима с точ­ностью расчета, поскольку чем проще метод тем на большем числе допущений он основан.

При практических методах наиболее строго определяется значение тока к.з. в началь­ный момент короткого замыкания, т.е. сверхлереходный ток . Погрешность расчета со­ставляет 5%.

Если рассчитать ток в произвольный момент времени, то точность расчета существен­но уменьшается и погрешность может достигать 10–15% в аварийной ветви. Для остальных ветвей схемы ошибка вычислений оказывается обычно большей. Она растет по мере удале­ния от точки к.з. и увеличения времени переходного процесса.

3.3 Допущения, применяемые при расчете токов к.з. в сложных ЭС

При практических расчетах тока трехфазного к.з. в электрических системах с источни­ками конечной мощности используются все введенные ранее допущения (см. выше) и приме­няют дополнительные:

- закон изменения периодической составляющей тока i_пк(t), установленный для изо­лированно работающей СМ, распространяется на случай сложной ЭС с не­сколькими синхронными и другими электрическими машинами,

- апериодическая составляющая тока к.з. i_ак(t) учитывается приближенно,

- роторы синхронных и асинхронных машин в ЭС считаются строго симметричными, их параметры по продольной и поперечной осям одинаковы, поэтому можно отказаться от рассмотрения переходного процесса раздельно по осям “d” и “q”.

В результате применения этих допущений при расчете тока к.з. можно руководство­ваться следующими положениями!

- изменение во времени ЭДС, напряжений и токов рассматривается без разложения на составляющие по осям d и q,

• вследствие симметричности роторов СМ в токе к.з. будут отсутствовать составляю­щие двойной частоты i_2(t).

3.4.Короткое замыкание в удаленной точке ЭС.

Электрически удаленной считается точка, расположенная в устройствах и в сети повышенного напряжения электрических стан­ций и подстанций, а распределительных устройствах низкого напряжения без синхронных компенсаторов, за линейными реакторами электростанций и подстанций. При к.з. в удален­ной точке ударный ток к.з. определяется по формуле

где – ударный коэффициент;

–постоянная времени затухания апериодической составляющей тока к.з.

Для расчета значений x_ и у_, подсчитываемых для схем соответственно при отсут­ствии активных и реактивных сопротивлений, используются данные таблиц.

В первой из них для каждого элемента ЭС определяется отношение х/r, и в схему, ра­нее составленную для реактивных сопротивлении, вводится соответствующее значение г.

Во втором случае r_ (x=0) учитывается приближенно. В таблице даются значения _а и k_y для к.з. в характерных точках ЭС.