Б.В. Соколов Переходные процессы в электроэнергетических системах

20

21

Таблица 2 Исходные данные (для контрольной работы)

22

В схеме замещения сопротивления входящих в нее элементов всегда представляют своими относительными базисными значениями. С этой целью производят соответствующий перевод (преобразование) исходных значений в относительные базисные.

Переход от именованных значений сопротивлений Х, Ом, к отно-

*

сительным базисным Х( б ) производят по приближенной формуле

Это выражение используют для ЛЭП и сопротивлений генераторов (системы), заданных в явном виде.

Переход от номинальных относительных значений сопротивлений

*

Х( н) (для генераторов и трансформаторов) к относительным базисным производят по приближенной формуле

Для реакторов относительное базисное сопротивление определяют по формуле

Индекс «н» означает номинальное значение, индекс «б» – базисное, символ «*» указывает на то, что это значение является относительным.

В выражении (2) используют значения напряжений Uн ср, взятые из ряда средних значений: 515; 340; 230; 154; 115; 37; 24; 20; 18; 15,75; 13,8; 10,5; 6,3; 3,15; 0,4 кВ.

Рекомендации по составлению схемы замещения

1.Обозначить римскими цифрами ступени напряжения (трансформации), считая за первую ступень ту, на которой произошло КЗ.

2.Выбрать базисные величины: Sб=10n (n=2); Uб=Uср, т.е. принять для ступеней напряжения базисные напряжения, равные напряжениям, взятым из ряда средних значений.

3.Вычислить базисные токи для соответствующих ступеней напряжения по выражению (1).

4.Рассчитать значения относительных базисных сопротивлений

23

элементов схемы замещения по формулам приближенного приведения

(2), (3), (4).

5.Составить исходную схему замещения.

6.Свернуть схему замещения. Привести (преобразовать) исходную схему замещения к простейшему виду: одной генерирующей ветви с эквивалентными параметрами (при аналитическом методе расчета); двум-трем генерирующим ветвям с эквивалентными параметрами (при использовании метода расчетных или типовых кривых).

7.Произвести расчет относительного базисного тока КЗ (действующего значения периодической составляющей) относительно точки КЗ.

8. Рассчитать именованное значение сверхпереходного тока

*

I"п = I "п Iб.

9. Рассчитать значение ударного тока iу = 2КуI"п.

Рекомендации по свертыванию исходной схемы замещения

1.Наметить в исходной схеме замещения источники питания, которые целесообразно выделить в самостоятельные ветви. В такие ветви выделяют разнотипные генераторы (турбо, гидро). Источник неограниченной мощности (систему) обязательно выделяют в самостоятельную ветвь. Общее количество ветвей обычно не превышает трех-пяти.

2.Привести исходную схему замещения к сложнорадиальному виду относительно точки КЗ. На этом этапе для последующего упрощения (свертывания) схемы целесообразно использовать коэффициенты распределения токов в ветвях.

3.Для ветви, соединяющей всю схему с точкой КЗ, принять коэф-

фициент токораспределения С0 равным единице (С0 = 1).

4.Определить значения коэффициентов токораспределения Сi во всех ветвях схемы ( i = 1,n ), где n – количество ветвей в схеме замещения.

5.Определить суммарный коэффициент токораспределения Сi, относящийся к одному и тому же источнику питания, выделяемому в конечной схеме преобразования в самостоятельную ветвь.

6.Рассчитать сопротивления связи (Хiк) выделяемых в отдельную

24

ветвь источников с точкой (местом) КЗ по формуле

где ХΣ − результирующее сопротивление всей схемы относительно точки КЗ.

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №2

Задача. Для исходных данных, указанных в контрольной работе №1 (т. е. для той же расчетной схемы и точки КЗ), определить значение периодической составляющей полного тока КЗ при однофазном КЗ в момент времени, равный 0,2 с (т. е. через 0,2 с после возникновения КЗ), и в установившемся режиме.

Методические указания

Расчет несимметричных КЗ в соответствии с правилом эквивалентности прямой последовательности производят аналогично расчету симметричных (трехфазных) КЗ. При этом фактическая точка КЗ смещается в некоторую фиктивную точку на расстояние, зависящее от ве-

личины дополнительного сопротивления Х∆( n ) , зависящего от вида не-

симметричного КЗ (n =1,1; n =2; n =1).

В подавляющем большинстве случаев расчет токов КЗ (как при симметричных, так и несимметричных видах КЗ) производят с использованием специальных графиков (кривых), т.е. методом расчетных кривых. Эти графики позволяют определить относительные номинальные значения периодической составляющей полного тока КЗ в любой момент времени переходного процесса при трехфазном КЗ. Значения этих кривых представлены на графиках [9] как функции от относительной электрической удаленности точки КЗ от генератора, т.е. от расчетной относительной реактивности (суммарного относительного сопротивления между генератором и местом КЗ), выраженной в относительных единицах при номинальных (паспортных) условиях работы генератора.

Порядок пользования расчетными кривыми при расчете несимметричных КЗ абсолютно идентичен алгоритму их использования при расчете симметричных КЗ. Предварительно суммарное относительное

*

базисное сопротивление Х (( бn )) рез следует преобразовать в расчетное от-

25

где − суммарная номинальная мощность выделенной i-й ветви, Сi – коэффициент токораспределения i-й ветви, определяемый в схеме замещения прямой последовательности.

По найденному расчетному сопротивлению (для заданного вида КЗ), используя соответствующую ветвь семейства кривых, находят для заданного момента времени относительное значение периодической составляющей тока прямой последовательности.

Далее аналогично определяют составляющие обратной и нулевой последовательностей. Затем рассчитывают значения полного тока и напряжений фаз в месте КЗ, учитывая при этом схемы и группы соединений обмоток силовых трансформаторов сети.

Расчет полного тока КЗ можно произвести также используя коэффициент взаимосвязи токов.

Примечание. Для расчета суммарного относительного базисного сопротивления предварительно следует найти дополнительное сопро-

*

тивление Х (∆n ) . С этой целью составляют схему замещения обратной последовательности и «свертывают» ее относительно точки КЗ, получая при этом результирующее относительное сопротивление нулевой

*

последовательности Хо( б ) рез . Результирующее относительное сопротивление обратной последовательности для упрощения анализа полагают равным результирующему относительному сопротивлению прямой последовательности, которое определялось в контрольной работе №1.

*

Результирующую ЭДС прямой последовательности ЕΣ относительно заданной точки КЗ определяют так же, как это делалось в контрольной работе №1.

Окончательно искомое результирующее относительное сопротивление определяют по формуле

26

Оно представляет собой результирующее эквивалентное сопротивление комплексной схемы замещения для данного вида несимметричного КЗ.

27

Составитель СОКОЛОВ БОРИС ВАСИЛЬЕВИЧ

ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ В ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ

Программа, методические указания и контрольные задания для студентов заочной формы обучения специальности 100400 «Электроснабжение»

Редактор А.В. Дюмина

Подписано в печать 05.05.03. Формат 60×84/16.

Бумага офсетная. Отпечатано на ризографе. Уч.-изд. л. 1,5. Тираж 100 экз. Заказ ГУ КузГТУ, 650026, Кемерово, ул. Весенняя, 28.

Типография ГУ КузГТУ, 650099, Кемерово, ул. Д. Бедного, 4А.