&_БАКАЛАВТАМ_(Эл.маг.)_[2014] / &_ЗАДАНИЕ на КП-(Составные части)_[2014] / КП_ТЕОРИЯ_(Эл.маг.)_[2013]

рой осуществляется приведение параметров, кВ.

2. Расчетные параметры в относительных базисных единицах

форматора в относительных базисных единицах.

Таблица 2.5

5. Параметры трехобмоточных трансформаторов или автотрансформаторы

Sном – номинальная мощность, МВА;

UK (В-С) , UK (В-Н) , UK (С-Н) – соответственно напряжения коротко-

го замыкания между обмотками: (В–С) – высокого и среднего, (В–Н) – высокого и низкого, (С–Н) – среднего и низкого напряжения трансформатора, %

1. Расчетные параметры в именованных единицах

напряжения, приведенное к основной ступени (Uср(осн.) ), Ом;

11

U U 2

xН(осн.) K (Н) ср(осн.) – реактивное сопротивление обмотки низкого

100 Sном

напряжения, приведенное к основной ступени (Uср(осн.) ), Ом,

где Uср(осн.) – среднее номинальное напряжение основной ступени, к которой осуществляется приведение параметров, кВ.

2. Расчетные параметры в относительных базисных единицах

Примечание: расчет напряжений короткого замыкания обмоток UK (В) , UK (С) , UK (Н) приведен выше в п.1.

ния в относительных базисных единицах;

x*Н(б) UK (Н) Sб – реактивное сопротивление обмотки низкого напряже-

100 Sном

ния в относительных базисных единицах, где S б – базисная мощность, МВА.

Таблица 2.6

6. Параметры трансформатора с расщепленной обмоткой

Sном – номинальная мощность, МВА;

UВН – номинальное напряжение обмотки высокого напряжения трансформатора, кВ;

UНН1 UНН 2 – номинальное напряжение расщепленных обмо-

ток (обмоток низкого напряжения) трансформатора, кВ;

UK (В-Н) – напряжение короткого замыкания между обмоткой

высокого напряжения и объединенными обмотками низкого напряжения трансформатора, %

12

1. Расчетные параметры в именованных единицах

щепленных обмоток, приведенные к основной ступени (Uср(осн.) ), Ом, где Kp 3,5 – коэффициент расщепления;

Uср(осн.) – среднее номинальное напряжение основной ступени, к которой осуществляется приведение параметров, кВ.

2. Расчетные параметры в относительных базисных единицах

ленных обмоток в относительных базисных единицах, где Kp 3,5 – коэффициент расщепления;

S б – базисная мощность, МВА.

Таблица 2.7

7. Параметры токоограничивающего реактора

Sном – номинальная мощность, МВА;

U ном – номинальное напряжение реактора, кВ; I ном – номинальный ток, кА;

xр – реактивное сопротивление реактора, Ом (иногда в справочнике приводят xр в %)

1. Расчетные параметры в именованных единицах

13

новной ступени (Uср(осн.) ), Ом;

где Uср (р) – среднее номинальное напряжение ступени реактора, кВ;

Uср(осн.) – среднее номинальное напряжение основной ступени, к которой осуществляется приведение параметров, кВ.

2. Расчетные параметры в относительных базисных единицах

14

1. Расчетные параметры в именованных единицах

где U б U ср(л) – базисное, т.е. среднее номинальное напряжение ступени

ВЛ (КЛ).

3. ПРЕОБРАЗОВАНИЕ СХЕМ ЗАМЕЩЕНИЯ

Для учета в сложной схеме индивидуальных особенностей источников питания удобно воспользоваться коэффициентами токораспре-

деления ( c ).

Считаем, что для схемы произвольной структуры известен результирующий ток Iп в месте КЗ и его распределение по ветвям схемы Ii .

Тогда отношение тока ветви Ii к результирующему току Iп в месте КЗ

При этом Ii и Iп могут быть выражены как в относительных, так

и в именованных единицах, приведенные к одной и той же ступени трансформации.

Следовательно, коэффициент токораспределения любой ветви i указывает долю результирующего тока Iп схемы в узле КЗ, протека-

ющего по указанной ветви; при этом результирующий коэффициент в

15

узле КЗ c0 равен единице ( c0 1).

Коэффициенты токораспределения по существу представляют токи в относительных единицах и подчиняется законам Кирхгофа (табл. 3.1). Одновременно в этой табл. приведены расчетные выражения для токов, которые для практики в ряде случаев удобнее коэффициентов токораспределения.

Таблица 3.1

Формулы расчета коэффициентов токораспределения и токов в параллельных ветвях

Примечания:

1.I*п ( Iп ) – результирующий периодический ток в месте КЗ;

2.Для системы именованных ед. в выражениях (3.5), (3.6) ЭДС должны

являться фазными, т. е. Eф1 E1 / 3 , Eф2 E2 / 3 .

С точки зрения практического приложения коэффициентов c можно указать на две задачи.

Непосредственно из формулы (3.1) при известных значениях Iп и

16

Применение коэффициентов токораспределения ci для преобразо-

вания схем замещения будет изложен ниже.

Целью преобразования схемы замещения при расчете режимов КЗ является ее приведение к простейшему виду (рис. 3.1): эквивалентной

ветви с результирующим реактансом и ЭДС ( х , Е ) либо к виду многолучевой схемы, содержащей хi , Ei .

Рис. 3.1. Эквивалентные схемы энергосистемы

1. Первый прием упрощения. Если исходная схема ЭС содержит замкнутые контуры, то от них необходимо освободится, приводя схему к сложно-радиальному виду. Здесь вполне достаточными приемами упрощения являются взаимные эквивалентные преобразования «треугольника» и «звезды» сопротивлений, для которых расчетные выражения представлены в табл. 3.2.

Таблица 3.2

Формулы для эквивалентного преобразования Y и сопротивлений

Формулы преобразования «треугольника» сопротивлений в трехлучевую «звезду»

17

2. Второй прием упрощения. Как правило, неизбежным является последовательное и параллельное сложение ветвей схемы. В частности, при замене n параллельно соединенных активных ветвей с парамет-

3. Третий прием упрощения. Схему (рис. 3.3, а) можно, освобо-

дившись от x0 , привести к лучевому виду относительно точки КЗ рис.

3.3 б. Взаимный реактанс между источником и точкой короткого замыкания рассчитывается по выражению:

где E , x – эквивалентная ЭДС и реактанс исходной схемы относи-

18

тельно узла КЗ;

ci , I i – коэффициент токораспределения и ток ветви i исходной схемы.

Вчастности, для схемы (рис. 3.3, а) имеем её результирующие параметры:

1 2 3 0 x1 / / x2 / / x3 .

Рис. 3.3. Упрощение схемы замещения: а – исходная схема;

б – многолучевая схема

Частный случай. Отсутствие в исходной схеме (рис. 3.3, а) ветви с параметрами E3 , x3 представляет случай схемы замещения трансфор-

матора с расщепленной обмоткой. При дополнительном условии, что E1 E2 реактивности эквивалентной схемы составляют:

Для данной курсовой работы предложенные приемы упрощения схем в большинстве случаев являются достаточными.

4. РАСЧЕТ РЕЖИМА ТРЕХФАЗНОГО ЗАМЫКАНИЯ

Для подавляющего числа задач ограничиваются расчетом параметров короткого замыкания для момента t 0 c в силу их максимальных значений; основными параметрами являются:

In 0 – действующие значения периодической слагаемой тока ко-

роткого замыкания;

iy , S K – ударный ток и мощность КЗ;

Iy – наибольшее действующее значение полного тока КЗ.

19

Для ряда задач требуются значения тока для времени t ( Int ) и для

t ( I ).

Особенности расчета этих параметров кратко рассматриваются ни-

же.

4.1 Ударный ток короткого замыкания

Для проверки аппаратов и шинных конструкций на электродинамическую стойкость необходимо вычислять ударный ток короткого замыкания ( iуд ). Он представляет максимальное мгновенное значение

полного тока короткого замыкания. Расчетное выражение для указанной характеристики тока обычно находят для условий отсутствия тока в режиме, предшествующем короткому замыканию и наибольшем значении апериодической составляющей.

На рис. 4.1 представлена волновая диаграмма токов, отражающая периодическую и апериодическую слагаемые в переходном режиме. При её построении считалось, что до КЗ схема находилась в режиме холостого хода и в момент возникновения КЗ периодическая слагаемая имела амплитудное значение IП max (отрицательный максимум). Это

наиболее тяжёлые условия режима КЗ, при котором начальное значение апериодической слагаемой тока КЗ достигает своего максимального значения, равного амплитуде периодической слагаемой, т.е.

IП max . Из рис. 4.1 следует, что ударный ток наступает спустя пол периода (T/2 = 0,01 с) после возникновения короткого замыкания и равен сумме амплитудного значения периодической слагаемой и величине апериодического тока для времени t 0,01с.

Для таких источников питания, как «электроэнергетическая система», синхронный генератор, синхронный двигатель, периодическая слагаемая тока КЗ на интервале t 0,01 с остается неизменной и равной

своему значению при t 0 .

20