Схемы замещения и приведение схем к базисным условиям
Схема замещения составляется для определения токов к. з- в расчетной точке (рис. 2) и должна содержать источники ЭДС со своими сопротивлениями и сопротивления элементов электрической цепи, соединяющей источники ЭДС с местом возникновения к. з. (трансформаторы, автотрансформаторы, воздушные и кабельные линии, реакторы).
Для расчетов токов к. з. целесообразно использовать систему относительных единиц. С этой целью задаются базис-
-11-
ными единицами Sб, Uб и определяют Величину Sб целесообразно выбирать кратной 100, 1000 МВ·А
величину напряжения Uб - равной при точном приведении
Рис 2. Общая схема замещения
к стандартному напряжению на первичной и вторичной обмотках трансформаторов, а для приближенного приведения среднему значению напряжения. Величина ЭДС генератора вводится в схему замещения в виде ЭДС за сверхпереходным индуктивным сопротивлением Е", которая в относительных единицах (о. е) равна
(1) (1)
Значение Е*'' при номинальной нагрузке генератора приведены в [I], табл. 6.1. Значения Е*" при заданной нагрузке могут быть определены по формуле
(2)
где Uг, Iг. соs φ г - соответственно напряжение, ток, коэффициент мощности генератора в режиме перед к. з. в сети, о. е.
Напряжение (ЭДС) за сопротивлением системы считается постоянным
Uс*=Εс*=пост. (3)
и равным единице Uс*= 1.
-12-
Проверка: Сс + С3,4 = 0,51 + 0,49 = 1
Результирующее сопротивление
Xрез = Xэкв + X20 = 0,84+0,48=1,32.
Сопротивление ветвей относительно точки К2
Рис.10 Схема замещения к примеру расчета
Начальное значение тока к. з. от системы в точке К2
где
для точки
К2
Ток к. з. от генераторов ГЗ, Г4
Ток к.з. от генераторов Г1, Г2
Суммарный ток к.з. в точке К2 от системы и генераторов
Г2,ГЗ,Г4:
I"К2=I"c+I"3,4+I"1=21+23+25=69 кА
-25-
Сопротивления всех элементов схемы замещения в относительных единицах при принятых базисных условиях определяют но нижеследующим формулам и наносят на схему замещения.
Сопротивление системы
(4)
где Хс — эквивалентное сопротивление системы, отнесенное к мощности системы Sс, МВ·А.
Если задана мощность к, з. от системы, то
(5) где Sс, Sс"—соответственно номинальная мощность и мощность к. з. системы, МВ • А.
Сопротивление воздушной линии
(6)
где Худ — удельное сопротивление линии. Ом/км; l — протяженность линии, км; U л —среднее напряжение ступени линии, кВ.
Сопротивление трансформатора
(7)
где Рк—напряжение к. з. трансформатора. %; Sт — номинальная мощность трансформатора, МВ · А.
Сопротивление реактора
(8)
или
(9)
где Хр—индуктивное сопротивление реактора, %; Uном, Iном — номинальные напряжения и ток реактора, кВ и кА; Uб, Iб—базисные напряжение и ток на ступени реактора, кВ и кА; Sном— пропускная мощность реактора, МВ·А.
-13-
Начальное значение тока от генераторов
кА
где ЕГ" по формуле (2) для номинального режима в относи-
тельных базисных единицах
Суммарное значение начального тока к. з. в точке К1
Iк1″ = Ic″+IГ″ = 3,3+5,1=8,4 кА
2. Короткое замыкание в точке К2.
Короткое замыкание считается на выводах генератора Г1
и схема замещения сворачивается к этой точке.
Общее сопротивление линий
Далее производится преобразование треугольника сопро-
тивлений X4 , X5, X6 в эквивалентную звезду в соответствии
с рис. 4 по формуле (13):
X21=0,48
Результирующие сопротивления для ветвей системы и ге-
нераторов Г2, ГЗ определяются по рис. 10, а
Х22=Х1+Х18+ X19=0,1 +1,35 +0,18= 1,63;
X23=Х17+Х21= 1,25+0,48= 1,73.
Ветви системы и генератора приводятся к точке К2
(рис. 10,6). Эквивалентное сопротивление ветвей
Коэффициенты токораспределения по ветвям—согласно
формуле (32)
;
-24-
X11 = – 0,5X0,5 = – 1,75 ; X12 = X13 = 1,5X0,5 = 5,25
Сопротивление трансформатора (ТНС)
Сопротивление электродвигателя (Э), приведенное к Uб =
= Uш = 6,3 кВ
где
;