книги из ГПНТБ / Будзко И.А. Электроснабжение сельского хозяйства учеб. пособие

Двухобмоточные трансформаторы имеют простейшую схему замеще­ ния (рис. 123) без учета тока намагничивания, как это указывалось выше.

Общее сопротивление трансформатора в относительных единицах по отношению к его номинальной мощности составляет:

где ик — напряжение короткого замыкания трансформатора в про­ центах.

Поскольку в трансформаторе активное сопротивление г мало по сравнению с индуктивным х, с достаточной степенью приближения можно считать, что

* * ( н ) ^ * ( н , = ^ - (167)

Сопротивление трансформатора в относительных единицах, приве­ денное к базисной мощности, по уравнению (164)

кабелей при напряжениях 6—10 кВ они составляют 0,08 Ом/км и для

или кабеля в относительных единицах, приведенное к базисной мощ­ ности,

где / — длина провода.

Реакторами называются катушки без стального сердечника, ко­ торые включают последовательно в электрическую сеть для уменьше­ ния тока к. з. Их сопротивление в основном индуктивное, и активной составляющей его пренебрегают. Значение сопротивления реактора обычно дается в относительных единицах (или в процентах) к его номинальной мощности или номинальному току. Эта же величина в относительных единицах, приведенная к базисной мощности, по

Окончательно уравнение для мгновенного значения тока к. з. примет вид:

В начальный период короткого замыкания нас интересует наиболь­ шее возможное значение тока к. з., то есть условия, при которых апе­ риодическая слагающая га о будет максимальной.

Из уравнения (172) следует, что апериодическая слагающая равна абсолютному значению периодической слагающей только при г н о = 0 , тогда

"•по-

Если в цепи есть ток нагрузки, га 0 уменьшается на значение этого тока. Следовательно, одним из условий получения наибольшего возможного для данной схемы тока к. з. в начальный период будет отсутствие в замыкающейся цепи нагрузки.

Наибольшее значение периодической слагающей при t=0, очевид­ но, может быть равным

Рис. 124. Условия образования наибольшего значения периодиче­ ской слагающей тока к. з. . в на­ чальный моменткороткого замы­ кания.

Рис. 125. Кривые тока к. з. и его слагающих при наи­ большем значении апериодической слагающей.

Как видно из диаграммы, изображенной на рисунке 124, это спра­

Ї'П'И h П Р И наибольшем возможном в данных условиях значении аперио­ дической слагающей. Кривая периодической слагающей представ­ ляет собой синусоиду с /n.max^const, так как приложенное напряжение принято постоянным £ / m a x = c o n s t .

Кривая апериодической слагающей является экспоненциальной

ческой и апериодической слагающих в каждый момент времени с уче­ том их знака. Она асимметрична относительно оси времени. Криво­ линейной осью симметрии ее является кривая апериодической слагаю­ щей. После полного затухания последней кривая тока к. з. сливается с его периодической слагающей.

Наибольшее мгновенное значение тока к. з . за период короткого

Ударный коэффициент ky показывает, насколько ударный ток боль­ ше максимального значения периодической слагающей. Значение ударного коэффициента зависит только от значения постоянной вре­ мени Та, которая, в свою очередь, зависит от соотношения коэф­ фициента самоиндукции L и активного сопротивления г рассматри­ ваемой цепи. Отношение Цг теоретически может меняться от нуля,

Для сельских электрических сетей, питающихся от мощных энер­

на шинах 35 кВ и 10 кВ подстанций с высшим напряжением 35 кВ ky = l,5. При коротких замыканиях в сети 10 и 0,38 кВ ударный коэф­ фициент ky=l.

Очень быстро, в течение сотых долей секунды, магнитный поток в успокоительной обмотке затухает. На схеме это соответствует выклю­ чению рубильника в цепи реактивности х<зу. Тогда сопротивление

Наконец, спустя 2—5 с затухает магнитный поток и в обмотке возбуждения, машина переходит в стационарный режим и сопротив­ ление ее равно синхронному:

Как видно, сверхпереходное сопротивление синхронного генератора меньше переходного, а это последнее меньше синхронного, то есть

Xd<~- Xd<^- Xd\

Так, для турбогенератора мощностью до 50—100 MB-А это соотно­ шение выглядит следующим образом:

0,125 < 0 , 2 1 < 1,72.

В начальный период короткого замыкания генератор с успокои­ тельными обмотками обладает сверхпереходным сопротивлением xd и сверхпереходной э. д. с. Ed, метод определения которой изложен ниже. Следовательно, при коротком замыкании в начальный период будет возникать сверхпереходный ток

_ E*d

где Sx^d— сумма свёрхпереходных реактивностей до точки коротко­ го замыкания.

Таким образом, для короткого замыкания вблизи от электростан­

подставлен сверхпереходный ток /". Так, например, ударный ток

Наибольшее действующее значение тока к. з.

Начальное значение сверхпереходной э. д. с. генератора можно приближенно определить из векторной диаграммы, приведенной на рисунке 127. На этой диаграмме Е0, U0, 10,%—э. д. с , напряжение,

ток и угол сдвига фаз в момент начала короткого замыкания (/=0). Приравнивая э. д. с. к ее проекции на напряжение, получим:

Для асинхронных двигателей векторная диаграмма в начале ко­ роткого замыкания выглядит, как на рисунке 128.-Предположив, что углы г)? и ф мало отличаются друг от друга, имеем:

U0 = E0 + I0x" sin ф0 ,

откуда

Для синхронных турбогенераторов сверхпереходная э. д. с. в начале короткого замыкания принимается равной Е0" =1,08, а для гидрогенераторов с успокоительными обмотками Е0" =1,13.

сопротивлением л4(Н )=0,35. При полной загрузке перед коротким замыканием /#о= 1 и созф0 =0,8 (зіпф0 =0,6) их сверхпереходная э. д. с :

£^о = 1 — 1 • 0,35 • 0,6 = 0,8.

Таким образом, если короткое замыкание произошло вблизи асин­ хронного двигателя и напряжение сети понизилось более чем до 0,8 (/„, то в начальный момент к. з. двигатель ведет себя как генератор и по­ сылает к месту к. з. дополнительный ток. На значение ударного тока асинхронные двигатели влияют меньше, так как их ток крайне быстро затухает. В сельских сетях затухание происходит настолько быстро, что влияние асинхронных двигателей можно вообще не учитывать.

~х#расч

Рис. 130. Расчетные кривые для турбогенераторов мощ­ ностью до 50—100 М'В-А с АРВ.

Это сопротивление приводят к номинальной мощности всех гене­ раторов в схеме:

Затем по расчетным кривым находят периодическую составляю­ щую тока к. з. в данный момент времени t, выраженную в относитель­ ных единицах к суммарному номинальному току генераторов / * П ( н ) . Абсолютное значение тока короткого замыкания для генераторного напряжения