Короткие замыкания в системах внешнего электроснабжения. Учебное пособие

r29 = r6 + r7 + r8 = 0,079 + 0,071 + 0,043 = 0,193; x30 = x5 + x9 + x13 = 0, 212 + 0,091 + 0,328 = 0,631;

r30 = r5 + r9 + r13 = 0,111 + 0,048 + 0,02 = 0,179 .

Схема замещения установки с элементами 14–16, 28–30 изображена на рис. 1.16.

E′′ = 1,08

1

300, 631 0,179

Рис. 1.16. Схема замещения с элементами 14–16, 28–30

После объединения ветвей с элементами 28 и 29

**

**

исуммирования сопротивлений элементов 30 и 31

x32 = x31 + x30 = 0,447 + 0,631 = 1,078 ,

* * *

r32 = r31 + r30 = 0,034 + 0,179 = 0, 213

** *

получена схема замещения, представленная на рис. 1.17.

51

Величина полного тока

** *

практически совпадает с величиной Iп0 = 0,486 , полученной в части 1

*

(определение параметров тока КЗ). Поэтому в расчетах можно не учитывать удаленные нагрузки от места КЗ.

Схема замещения с нагрузкой Н3

В этой схеме замещения (см. рис. 1.18, без элемента 15) два сопротивления включены параллельно. Их эквивалентное сопротивление

**

Сопротивления лучей (см. рис. 1.18, без элемента 15)

Погрешность

*

превышает 5%. Поэтому подпитку от обобщенной нагрузки Н3 необходимо учитывать в расчетах.

53

Схема замещения с синхронным двигателем СД1

В схеме замещения (см. рис. 1.18, без элемента 14) эквивалентное сопротивление элементов 15, 32

**

Сопротивление лучей (см. рис. 1.18, без ветви с элементом 14)

x34 = xв15 = 2,77 x15 = 2,77 ×3,6 = 9,97 .

** *

Величина полного тока

**

Погрешность

*

менее 5%. Поэтому подпитку от ОН3 можно не учитывать в расчетах. В этом случае схема замещения упрощается (рис. 1.19) до двух па-

Рис. 1.19. Двулучевая схема замещения

54

Расчет периодического тока для заданного момента времени

Величина периодической составляющей тока КЗ в схеме замещения (см. рис. 1.19) для заданного момента времени Iпt равна сумме

*

периодических токов генераторной и двигательной ветви

Iпt = Iпгt + Iпдt .

** *

Начальное значение периодической составляющей тока КЗ

Величина этого тока в именованных единицах

Iп0 = Iп0 Iб = 0, 472 ×9,165 = 4,33кА.

*

Подпитку цепи КЗ от асинхронных и синхронных электродвигателей можно определить из выражений (10), (11):

Iпt = Iподe−t /Tпд ;

iat = 2Iподe−t /Taд ,

где Taд , Tпд – постоянные времени убывания периодического и апе-

риодического токов.

Временная зависимость периодической составляющей тока от синхронных двигателей может быть определена по данным табл. 3.

Вычисленные значения постоянных времени и ударных коэффициентов (8), (9) составляют

Kуд = e−0,01/Tад + e−0,01/Tпд = e−0,01/0,04 + 0,95 = 0,8 + 0,95 = 1,75.

Значение e−0,01Tпд = 0,95 в вышеприведенной формуле берется из табл. 3 для прочих двигателей при t = 0,01с.

55

Величина ударного тока

=10,92 кА Значением апериодических токов можно пренебречь, так как от-

ношение заданного времени t = tд = 0, 25с к значениям Taг = 0,04 с и Taд = 0,079 с больше трех, при котором эти составляющие уменьша-

ются до величины, равной менее пяти процентов от первоначального значения.

Так как амплитуда периодической составляющей тока в генераторной ветви остается неизменной, то Iпгt = Iпог .

Действующее значение периодической составляющей тока в ветви двигателя для заданного момента времени Iпд (0,25) = 0,61 опре-

*

деляем из табл. 3 (прочие двигатели). Величина полного тока КЗ по истечении заданного времени составит

Iпоt = (Iпогt + Iпдt Iпод )Iб = (0,362 + 0,61× 0,11) ×9,165 = 3,93кА.

** *

Токи при однофазном и двухфазном КЗ

Величиной тока при однофазном КЗ пренебрегаем, так как обмотки трансформатора T4 со стороны точки К4 соединены в треугольник. Таким образом, нет цепи для протекания тока нулевой последовательности.

Токи при двухфазном КЗ можно выразить через токи трехфазного КЗ:

– начальное действующее значение периодического тока (12)

– величина ударного тока

56

Вопросы для самопроверки

1.Чем отличается расчетная схема установки от принципиальной схемы?

2.Какими величинами обозначается синхронный генератор на расчетной схеме?

3.Как следует объединять параллельные ветви на схемах замещения?

4.В каких случаях учитывается подпитка цепи КЗ от электрических двигателей?

5.Что понимается под начальной величиной действующего значения периодической составляющей тока КЗ?

57

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 2

УПРОЩЕННЫЙ РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

Общая расчетная схема установки показана на рис. 2.1, а номера точек КЗ и параметры элементов схемы заданы в табл. 1.1–1.3.

Рис. 2.1. Общая расчетная схема установки

Требуется для заданной точки КЗ составить расчетную схему установки, схему замещения, определить начальные значения апериодического и периодического токов, а также ударные токи при однофазном, двухфазном и трехфазном замыканиях. Построить времен-

58

ные диаграммы полного тока и его составляющих при трехфазном КЗ и угле включения α = 0.

Указание. За базовое напряжение принять напряжение ступени, на которой находится точка КЗ, а за базовую мощность

Sб = 100 МВА.

Расчетная схема установки

Расчетная схема установки для рассматриваемого варианта (с одной точкой короткого замыкания К4) представлена на рис. 2.1. Параметры ее элементов заданы в части 1 контрольной работы.

Схема замещения установки

Расчет элементов схемы замещения произведен в части 1 контрольной работы. Схема замещения, составленная на основе расчетной и с учетом результатов ее элементом, показана на рис. 2.2.

60, 212 0,111

90, 091 0, 048

100,328 0, 02

Рис. 2.2. Схема замещения установки

59

Преобразование схемы замещения

Суммируя последовательно соединенные сопротивления:

x12 = x1 + x2 = 0, 213 + 0,417 = 0,63;

* * *

r12 = r1 + r2 = 0,005 + 0,035 = 0,04 ;

** *

x13 = x3 + x4 + x5 = 0,151 + 0,625 + 0,759 = 1,535 ;

**

**

**

получим вторую схему замещения (рис. 2.3).

60