Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

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

.pdf
Скачиваний:
46
Добавлен:
22.10.2023
Размер:
11.2 Mб
Скачать

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

2/б —• /2

St

(4-61)

l2f , A ,

Чб

 

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

 

/ 2

х2

 

П = Гf

1fx.x^ad,

(4-62)

 

56

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

тов схемы;

 

 

 

 

д)

пренебрегают

учетом

активных сопротивлений в

схеме.

Если rs < l/3xs, то

погрешность

определения

тока не выходит за пределы 5%

(погрешность в сторону

увеличения тока к. з.);

 

генераторов

в процессе

е)

не учитывают

качаний

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

/ п—

(4-63)

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:

 

 

PJ

г ~ п Q/ I

А

(4-64)

 

 

' к.дв ■

'■/ н о м

Н О М »

где

0,9 — начальное

значение сверхпереходной

э. д. с.

двигателя,

отн. ед.; /*п — относительная величина пуско­

вого

тока

двигателя; /ном — номинальный ток

двига­

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

\

1

 

лг

____

]

1

 

1

 

 

fiS 1

* \ Kt

 

 

1

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

о,оз17

о,огге

0,05*3

 

 

д)

<7

участка системы.

в—д — преобразованные

 

трехфазного к. з.;

схемы замещения.

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:

I6l

rS6 _

75

= 4,12 кА;

Vs uii

К З -10,5

Т _

 

 

Sg

75

-0,188

кА;

*бг --

Vs с б2

VS -231

I б3

Sg

75

= 6 ,86

кА.

Vsuit

1^з -б,з

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

 

 

 

 

 

 

t/L.

.ч.

 

•^1*(б)

' ■^♦(б)

' X

d*(ном)

сном U'.

 

 

 

 

 

 

 

 

61

=

0,122

10,52

75

- 0 ,12 2

отн.

ед.

 

 

75

10,52

 

 

 

 

Сопротивление трансформатора собственных нужд

ик % UНОМ

 

8

10,52

75

=0,6 отн. ед.

-^Э>и(б) --

100 5 Н0М и-2 = Аоо'

ю

10,52

 

 

 

61

 

 

 

 

 

Сопротивление линейного реактора

 

 

л;"4«(б)

. ХР %

 

 

V s / ,6i

 

 

 

юо Y s i

Сб1

 

 

 

 

 

Г о IЕ

 

 

4

10

4,12

 

отнед-

 

 

Too щб'ТоТб ~ 0 , 2 6

 

Сопротивление секционного реактора

 

v

_

12

10

4,12

п . KR

отн. ед.

*^5*(б)

юо* 3

*10 5— 0> 15о

94

Сопротивление

трансформаторов

связи

с системой

77 и Т2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

°/о

и2

 

•^«*(6) ---

--

 

ном

 

100

*^ном

 

 

 

 

 

 

_ 12

10-52

75

—0,225

отн. ед.

 

— 100*

40

10,5*

 

Воздушная линия Л 1

 

 

 

 

х **{б) = хуя1

=

0 ,4 -6 0 --^ - =

0,0338

отн. ед.

<+2

 

01

 

 

 

Воздушная линия Л2

 

■*в*(б) =

0.4-40•'2^ г = 0,0226 отн. ед.

П р е о б р а з о в а н и я 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

/(7.

сопротивлений

Для

простоты

написания

индексы

можно

опускать,

оставив

номер.

Вновь

появившиеся

в результате преобразований

сопротивления удобно

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

X! в звезду Хю, Х н ,

х 12 (рис. 4-10,в)

 

 

 

Л',О-- Хь+

 

 

0,225-0,225

___

0,0844;

+

Х7

0,156 + 0,225 +

0,225

 

*11 = х 5 +

 

 

0,156-0,225

__

0,0579;

х6+

х7

0,146 + 0,225 +

0,225

 

Л'12 -- - Хъ +

X7 X3

 

0,225-0,156

_

0,0579.

xe+

X,

0,156 + 0,225 +

0,225

 

Последовательное соединение Xi

с х ц

и x z с х12

xi3—Xi + хн = 0,122 + 0,0579 = 0,18;

 

Х14=Хг+Х12= 0,122 + 0,0579= 0,18.

 

95

Параллельное

 

соединение

ветви Е1,

х13 с ветвью

Ег, Xik

 

 

 

 

 

Ег = Ех || Ег

 

E iX Xi+ E 2x u

1 -0 ,1 8 +

1-0,18

 

Xij + Х14

 

0,18 +

0,18

 

 

 

X■

II

0,18

0.09

(рис. 4-11, г).

1S

 

 

 

 

 

Последовательное соединение xi5 с Хю

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

Параллельное соединение ветви Е3, xi8 с ветвью U, х8

Е гХе +

U x H _ Д 1-0,0388 +

1-0,174

1,

xs +

хи

0,0388 +

0,174

 

при параллельном

 

соединении ветвей с одинаковой

э. д. с. результирующая

э. д. с. остается без изменения

при любых сопротивлениях ветвей

х — у. и у-

0,0388-0,Ь 4 —0 0317

II Л 1в—

0,0388 + 0,174 —

Последовательное соединение Хп с х9

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

Ток в месте к. з. в относительных единицах

В,

1

18,4 отн. ед.

^ ’8 "х)8

0,0543

 

Ток в месте к. з. в именованных единицах

1= 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.

В рассматриваемом

примере распределение тока

/ 18= /э в узле А системы

(рис. 4-10,г) между ветвями 8

96

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

___-='18,4- xs+ X]

0 , 0 3

3 8

=2,92 отн. ед.

0 , 0 3 3 8 +

0 ,1 7 4

 

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

Л*(б) = +>*(б)==-^-==-2- = М

6 отн. ед.

В именованных единицах ток генераторов

А —/г = / 1*(б> ■/бт= 1,46 - 4,1 2 =

6,02

кА.

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 о в т о к а к. з. в т о ч к е

К2.

Не повторяя

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.

Последовательное соединение х$ с хю

 

 

 

*19=*8 + *ю=0,0338 + 0,0844 = 0,118

отн. ед.

Последовательное

соединение

Xi

с

хц

определено

ранее *i3 = 0,18 отн. ед.

 

xi3,

Еt с

ветвыо

Параллельное соединение ветви

*19, U

м

0,118-0,18

пП7,г

 

 

,

отн.

ед.,

•*20— -*i9 !1-*is

0,118 + 0 18

:*= 0,0715

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.;

0 , 1 2 9 - 0 , 1 2 2

х, — — :------

:-------

=0,063 отн. ед.

0 , 1 294+

0 , 1 2 2

 

7—551

97

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

 

/

 

Es о,вes

 

 

д)

 

Рис.

4-11. Преобразования схем замещения к приме­

 

ру 4-1.

 

ставляет

сопротивление токоограничивающего

линейно­

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

'2*(б)

 

=

3,1..

0,129

1,59 отн. ед.

 

0 ,1 2 2 +

0,129

 

Х 2 + Х 21

 

 

или /2=/г*б/б1=

1,59-4,12=6,55 кА.

 

От генератора

Г1 к месту к. з.

К2 приходит ток

 

; .*(б ) =

Л) * l f + *It==

 

 

^=(3,1-1,59).о7110^

;1з =

0,89 отн. ед.

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

повторять и

принять

уже преобразованную

схему

(рис. 4-11,6),

в которой

вместо сопротивления

дд надо

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.

или /24= 1,51 • 6,8 6 = 10,4 кА.

значение пе­

П р и м е р

4-2. Определить начальное

риодической

составляющей тока статора

генератора 4

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;

7 *

99

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ