книги / Основы расчета и проектирования электроснабжения предприятий
..pdfЭлемент |
Исходная |
схемы |
величина |
л э п
х л = ( х / ) |
(Ом) |
Г, = ( г / ) |
(Ом) |
Энергосистема S „ ( M B A )
Формула приведения
для расчета т.к.з в относительных единицах, о.е.
* л . б = < Ч / К Д
иб
иб
♦$6
*с.б = * ^к.з
для расчета т.кл в абсолютных единицах, Ом
х».б= ( * / ) ■ „ !
иион
и= ( rJ ) ■T f2
^ном
U l
*с.б = Ç ^к.з
Примечания:
1)Для трехобмоточных трансформаторов сопротивления определяются с учетом UK(%) отдельно для каждой ветви схемы замещения [10].
2)Для сдвоенных реакторов сопротивления определяются с учетом коэффициента магнитной связи обмоток
Ксъи варианта схемы включения реактора [14].
Таблица 3.2
для каждой точки короткого замыкания в зависимости от величины (с)
Т —
а 314*7**
грез.б
Рис. 3.1. Зависимостьударного коэффициентаКу от постоянной времени Га (или отношения х/г)
Для определения значений Ку можно использовать кривую, приведенную на рис. 3.1. Если расчет т.к.з. прово дится без учета активного сопротивления, допускается считать Æy=l,8.
8. Мощность короткого замыкания (MBA) вычис ляют по формулам:
5£>=л/з |
= - А _ . |
(3.11) |
|
|
Z pe3.6
или без учета активного сопротивления
о(з) |
- |
• |
(3.12) |
‘Лз |
“ * |
■^рез.б
9.По результатам расчета режима трехфазного ко роткого замыкания при необходимости можно определить величину тока двухфазного короткого замыкания:
/® = 0,865-/® . |
(3.13) |
3.3. Ра с ч ет то ко в ко р о тко го з а м ы к а н и я
ПО КРИВЫМ ЗАТУХАНИЯ
Расчет т.к.3. с использованием кривых затухания (рас четных кривых) применяется в случаях питания электриче ской сети от источника ограниченной мощности, а именно, от одного генератора или группы генераторов небольшой мощности, например, автономной электростанции. Также с применением этого метода рассчитывается составляющая т.к.3., обусловленная эдс вращающихся двигателей, при ко ротком замыкании вблизи двигателя [10,24].
Кривые затухания представляют собой кривые зави симости кратности тока короткого замыкания от расчетного сопротивления цепи короткого замыкания для разных мо ментов времени, отсчитываемого от начала возникновения короткого замыкания, Kt = f ( jc*ac, J .
В справочниках такие кривые приводятся отдельно для турбо- и гидрогенераторов, работающих с автомати ческим регулированием возбуждения (АРВ) и без АРВ. Для примера такие кривые приведены на рис. 3.2.
Кратность тока короткого замыкания, определяемая по кривой затухания для некоторого момента времени, (о.е.)
|
1(з) |
|
|
Kt = f ^ , |
(3.14) |
|
аном£ |
|
где |
— периодическая составляющая т. к. з. для не |
|
которого момента времени t\ g
/Н0Мг = -f- Н0Мг-------- суммарный номинальный ток *v3-C/cpH0M
источников питания.
При определении величины / ном£ учитывается номи-
нальная мощность одного генератора 5НОм или суммарная мощность всех параллельно работающих генераторов —
с
*^НОМ£ •
Относительное расчетное сопротивление цепи корот кого замыкания (о.е.)
|
■^р сч |
(3.15) |
где |
х*ез б — относительная величина результирующего |
|
сопротивления, приведенная к базисной мощности, определяется по методике рас чета т. к. з. в относительных единицах;
SmM — суммарная мощность источников питания,
£
MBA;
SQ— величина базисной мощности* MBA.
Если базисную мощность выбрать равной мощности источников питания, то расчетное сопротивление будет равно результирующему:
*расч = ^реэ.б * |
(3 . 1 6 ) |
Последовательность действий при расчете т.к.з. с ис пользованием кривых затухания следующая. Также, как и при расчете т.к.з. по методу относительных единиц, внача ле составляется исходная расчетная схема, затем вычерчи вается и упрощается схема замещения. Определяется отно сительное расчетное сопротивление по (3.15) или (3.16).
По соответствующим справочным кривым затухания и вычисленному значению х*асч для заданного момента времени находится величина кратности тока К(.
Рис. 3.2. Расчетные кривые
ля типового турбогенератора с АРВ
Далее определяется величина периодической состав ляющей т.к.з. для заданного момента времени (кА):
С = К, ■ |
(3.17) |
Ударный ток короткого замыкания (кА) определяется по формуле
iy = J Ï - K y - r =j 2 - K y .К1=0• / Н0М£. |
(3.18) |
Для этого величина кратности тока Kt=о определяется по самой верхней кривой затухания, построенной для вре мени /=0.
Аналогично определяется наибольшее действую щее значение т.к.з. за первый полупериод от начала воз никновения короткого замыкания:
Iy = I " ^ l +2(Ky - 1 / |
•1/l + 2('Æy- l / . (3.19) |
В формулы (3.18, 3.19) значения ударного коэффици ента подставляются согласно табл. 3.3 [10].
|
Таблица 3.3 |
|
Место короткого замыкания |
Ау |
|
1. Выводы явнополюсного гидрогенератора |
1,93-1,95 |
|
2. Выводы турбогенератора |
1,91 |
|
3. Во всех остальных случаях, когда не учи |
1,8 |
|
тывается активное сопротивление цепи к.з. |
||
0,01 |
||
4. Удаленные точки к. з. с учетом активного |
||
сопротивления |
К у = \ + 1 т• |
|
|
или по кривой (рис. 3.1) |
Мощность трехфазного короткого замыкания (MBA)
для заданного момента времени определяется в виде: |
|
S 2 =я ■Ц * » • С = к, • 5В0„е • |
(3.20) |
Следует отметить, что кривыми затухания для расче та т.к.з. пользуются, если расчетное сопротивление до точки
короткого замыкания не превышает х*гсц <3,0 При
*расч > 3,0 расчеты выполняют по обычному методу расче
та в относительных единицах.
3.4. Ра с ч ет то ко в ко р о тко го з а м ы к а н и я
В АБСОЛЮТНЫХ ЕДИНИЦАХ
Метод расчета т.к.з. в абсолютных (именованных) единицах широко используется применительно к сложным электрическим сетям, содержащим несколько ступеней трансформации напряжения. Метод основан на приведе нии к базисному напряжению расчетных величин и пара метров схемы замещения.
При выполнении расчета за базисную величину при нимается средненоминальное напряжение одной из ступе ней трансформации Щ - С/ср.Ном (КВ) согласно равенст ву (3.1). Приведенные к базисному напряжению расчетные величины и параметры определяются по формулам:
£/' = £/-^5-; = |
; Z' = Z |
(3.21) |
U.НОМ |
и* |
и.НОМ |
где Щ— базисное напряжение; [/ном — номинальное напряжение того участка схе
мы, чья расчетная величина или параметр приводится к базисным условиям;
U, I, Z — соответственно напряжение, ток и сопро тивление, которые приводятся к базисным условиям.
Для сетей напряжением свыше 1000 В рекомендуются следующие размерности величин: мощности— MBA; на пряжения — кВ; тока— кА.
Сопротивления элементов схемы замещения могут быть заданы: в абсолютных (именованных) единицах — г, х, z (Ом); в относительных единицах — г* х* z*(о.е.), в ча стности, в процентах (%).
Расчет т.к.з. с применением абсолютных (именован ных) единиц целесообразно выполнять в следующей по следовательности :
1. Составляется исходная расчетная схема, соответст вующая заданному режиму работы и варианту питания электрической сети. На расчетной схеме делаются все необходимые обозначения, указываются все заданные расчетные точки короткого замыкания Къ К% ..., К„.
2.Вычерчивается схема замещения электрической сети, соответствующая расчетной схеме. На ней обознача ются те же точки короткого замыкания К\, К2, К3, ..., К„.
3.Выбирается величина базисного напряжения— Щ (кВ) согласно (3.1). Для сокращения вычислительной рабо ты за величину UQ целесообразно брать напряжение того участка схемы, где больше всего расчетных точек коротко го замыкания.
В расчете величина Щ считается неизменной для всех участков схемы.
4. Сопротивления всех элементов схемы замещения пересчитываются, т. е. приводятся к базисным условиям (к базисному напряжению— Щ. При этом возможны два случая:
а) если исходные величины сопротивлений выраже ны в абсолютных (именованных) единицах — г, х, z (Ом), то приведенные к 11б значения этих сопро тивлений будут равны:
|
r6=r |
и л |
и 2 |
и 2 |
(3.22) |
|
U,НОМ |
; хб=*тгЧ-'’ % = z T r ~ ï ’ |
|||
|
|
^ ItAlf |
^ «I |
|
|
|
|
НОМ |
ном |
|
|
где |
UtЮм — номинальное напряжение участка схемы, |
||||
|
|
где находится данный элемент; |
|
||
б) если исходные величины сопротивлений выраже ны в относительных единицах — г* х* z*(o. е.), то приведенные к Щ значения этих сопротивлений будут равны:
(3.23)
где SHOM— номинальная мощность элемента схемы. Формулы для приведения к Us сопротивлений типовых
элементов схем электроснабжения приведены в табл. 3.1.
5. Проводится упрощение (свертывание) схемы зам щения и определяются значения (Ом) результирующих сопротивлений грСз.б, Хрез.б, 2рез.б до каждой расчетной точки короткого замыкания— Ки Кг> Кз, ..., К„9 начиная от ис точника питания.
При упрощении схемы можно применять приемы преобразования схем и формулы (табл. 3.2).
6. Вычисляется действующее значение тока (к трехфазного короткого замыкания:
(3.24)
Если расчет выполняется без учета активного сопро тивления, то:
(3.25)