книги из ГПНТБ / Церазов, А. Л. Электрическая часть тепловых электростанций учебник

Далее определяется базисное сопротивление для вы­ ражения роторных величин сопротивления в статорных базисных величинах

При этих условиях активное сопротивление контура ротора в относительных статорных единицах выразится как

При расчетах токов к. з. обычно делают следующие допущения:

а) не учитывают насыщения стали машин и транс­ форматоров (погрешность токов в сторону уменьшения тока к. з.);

б) не учитывают токов намагничивания трансфор­ маторов и автотрансформаторов (погрешность в сторо­ ну снижения тока к. з.);

в) все элементы трехфазной системы принимаются симметричными;

г) не учитывают емкостных проводимостей элемен­

к. з. Принимают, что э. д. с. всех источников тока совпа­ дают по фазе (погрешность в сторону увеличения токов в точке к. з.).

Эти допущения, не внося больших погрешностей, сильно упрощают расчеты. Вместе с тем принятие ука­ занных допущений делает излишним уточнение величи­ ны переходной или сверхпереходной э. д. с. генераторов и вполне оправдывает приравнивание ее относительной единице напряжения.

Необходимая точность расчетов и учет различных факторов, как и во всех инженерных расчетах, опреде­ ляется целью расчета. Повышенной точности расчетов требуют исследования поведения автоматических уст­ ройств и элементов релейных защит при к. з. и др. Для

90

многих практических целей выбора аппаратов, токове­ дущих элементов и т. д. вполне приемлемы все указан­ ные выше допущения.

Особенности расчета токов к. з. в сетях напряжением ниже 1 000 В (например, 380/220 В с. н. станций) опре­ деляются сравнительно малой мощностью сетей. При этом можно принимать периодическую составляющую тока к. з. неизменной за все время к. з. Кроме того, в сетях до 1 000 В величины активных сопротивлений элементов сети играют заметную роль как в ограниче­ нии токов к. з., так и в быстром затухании апериодиче­ ской составляющей. При этом величина периодической составляющей тока к. з. должна рассчитываться по

V А + А

где все величины представлены в относительных едини­ цах при общих базисных условиях.

Величины активных сопротивлений проводов и кабе­ лей для трехфазных цепей обычно даются в справоч­ никах наряду с индуктивными сопротивлениями.

При защите сетей плавкими предохранителями, не обладающими токоограничивающей способностью (см. гл. 5), на величину тока к. з. в сетях до 1 000 В могут значительно влиять асинхронные двигатели, непосредст­ венно присоединенные к месту к. з. кабелями небольшой протяженности. В этом случае двигатель будет посылать к месту к. з. периодический ток следующей величины:

теля, А.

Для иллюстрации применения рассмотренных мето­ дов расчета разберем следующие примеры.

П р и м е р 4-1.

В схеме на рис. 4-10,а рассчитать начальное значе­ ние токов трехфазного к. з. в точках Kl, К2, КЗ. Пара­ метры элементов схемы: турбогенераторы Г1 и Г2 типа ТВ-60-2; 60 МВт; 10,5 кВ; coscp = 0,8; x"d = 0,122;

91

Рис. 4-10. Схема

а — принципиальная схема; б — схема замещения для расчета

92

трансформаторы 77, Т2 типа ТДН-40000-220;

242/10,5 кВ; ик= 12%; 40 МВ • А;

трансформаторы ТСН1, ТСН2 типа ТДН-10000-10; 10,5/6,3 кВ; «„= 8 %; 10 МВ - А;

токоограничивающий секционный реактор PC типа РБА-10-3000-12; 10 кВ; 3 000 А; хр = 12%;

токоограничивающий реактор линейный РЛ типа РВА-10-600-4; 10 кВ; 600 А; хр = 4%.

Воздушные линии 220 кВ имеют удельное сопротив­ ление хУд=0,4 Ом/км; длина Л1 60 км; длина Л2 40 км. Система С задана неограниченной мощности. С точки зрения расчета токов к. з. такая система в схеме за­ мещения должна обладать внутренним сопротивлением, равным нулю, а напряжение на шинах, представляющих выходные шины системы, должно быть неизменным при любых переходных процессах.

Р е ше н и е . Составляем расчетную схему замещения (рис. 4-10,6). Рассчитываем параметры элементов схе­ мы замещения и приводим их к единым базисным усло­ виям. За базисную мощность удобно принять дважды встречающуюся мощность генератора

93

■ На первой ступени напряжения (генераторное на­ пряжение) за базисную величину примем номинальное напряжение генераторов

(Уб1= 10,5 кВ.

Напряжение системы, равное 231 кВ, примем за ба­ зисное напряжение второй ступени

Нбг= 231 кВ.

За базисное напряжение третьей ступени примем

U бз = 6,3 кВ.

Соответственно базисные токи на этих ступенях на­ пряжения будут:

Выразим сопротивления элементов схемы замещения в относительных единицах при принятых базисных усло­ виях. Сопротивления генераторов заданы в относитель­ ных единицах при номинальных условиях, поэтому

94

Воздушная линия Л2

обозначать порядковыми номерами. Току в ветвях так­ же удобнее присваивать номер сопротивления, через которое он проходит. Принято за положительное на­ правление тока принимать направление от источника тока к месту к. з.

Преобразовываем треугольник сопротивлений х5, хВг

95

Последовательное соединение xi5 с Хю

Х16==^15_ЬЛ'1о=:10>09 + 0,0844 = 0,1744.

Параллельное соединение ветви Е3, xi8 с ветвью U, х8

Последовательное соединение Хп с х9

Xi8= хп + х9=0,0317 + 0,0226 = 0,0543.

Ток в месте к. з. в относительных единицах

Ток в месте к. з. в именованных единицах

/к1= Л8*(б)/бз= 18,4 • 0,188 = 3,46 кА.

Определяем ток, который к месту к. з. посылают генераторы ТЭЦ. При равенстве относительных значе­ ний э.‘ д. с. и напряжения системы распределение токов по параллельным ветвям происходит обратно пропор­ ционально сопротивлениям ветвей. В случае разных ве­ личин э. д. с. распределение токов находится по разно­ сти напряжений в узлах системы при к. з. и величинам сопротивлений, соединяющих узлы.

96

и 16 происходит обратно пропорционально сопротивле­ ниям х%и лив. Таким образом, ток

Дальнейшее распределение токов упрощается тем, что схема симметрична (сопротивления ветвей генера­ торов одинаковы). Следовательно, от каждого генера­ тора поступает половина тока / 16

предшествующих преобразований, за исходную схему можно принять схему на рис 4-10,в. Ветвь 9 можно от­ бросить, как не имеющую источников тока, а на шины Г2 надо подключить ветвь линейного реактора х4. После этого схема получит вид схемы на рис. 4-11,а. При по­ следующих преобразованиях схем элементы пронумеро­ ваны последующими номерами, чтобы не было повто­ ряющихся номеров.

Еъ= Et \]U — 1 отн. ед. (рис. 4-11, б).

Последовательное соединение *20 с х&

*21= * 2о+ * 12=0,0715 + 0,0579=0,129 отн. ед.

Параллельное соединение ветви х2\, Еъ с ветвью ге­ нератора Г2

Ев = Еъ|] Я2= 1 отн. ед.;

Последовательное соединение j:s cx4

*23 = + *4= 0,063+ 0,26 = 0,323 отн. ед.

Здесь полезно обратить внимание на то, что наи­ большую долю результирующего сопротивления лггз со-

1г1 В

о,згз

го реактора х4.

Ток в месте к. з. (рис. 4-11,в)

== 0^23“ 3,1 0ТНед-

Ток в месте к. з. в именованных единицах Ла = ^2з/б1= 3,1 • 4,12= 12,8 кА,

96

Распределение токов показывает, что от генератора Г2 к месту к. з. приходит ток

или /i = 0,89-4,12 = 3,66 кА.

Сравнение токов к. з. от Г1 и Г2 характеризует токо­ ограничивающее действие секционного реактора PC (х5).

П р е о б р а з о в а н и е с х е м ы з а м е щ е н и я д л я р а с ч е т а т о к а к. з. в т о ч к е КЗ. Из рассмотрения рис. 4-10,а видно, что преобразования схемы можно не

ввести сопротивление xs. Тогда схема замещения при­ мет вид, показанный на рис. 4-11,а, который преобразу­ ется к расчетному виду (рис. 4-11,6):

A:24= ^2lll^2 + X3= X22+ X3= 0,063 + 0,6 = 0,663 отн. ед.

и £ 6= 1.

Относительное значение тока в месте к. з.

/ 24*{б) = £б/*24= 1/0,663= 1,51 отн. ед.

и ударный его ток при включении блока 4 по схеме на рис. 4-12 способом самосинхронизации. Сравнить вели­ чины найденных токов с одноименными наибольшими токами, возникающими при ошибочном несинхронном включении блока 4 на шины 220 кВ, когда генератор возбужден.

Параметры элементов следующие:

турбогенератор типа ТГВ-300; 353 МВ-А; 300 МВт, 20 кВ, 10,2 кА, х"а = 0,173; rCT(i5 °С)=0,00128 Ом; X-i= = 0,238;