&_ИДО_СТУДЕНТАМ_(Эл. энерг. СиС)_2013г.) / PDF_Уч. пос._Мастерова / глава1,2(2009)
.pdf
|
|
k1 k2 ... kn 2 Z . |
(2.31) |
Z |
Здесь под коэффициентом трансформации трансформатора ki понимается отношение межфазного напряжения его обмотки, обращенной в сторону основной ступени напряжения, к аналогичному напряжению его другой обмотки, находящейся ближе к ступени, элементы которой подлежат приведению. Приведение по действительным коэффициентам называется точным.
При расчете параметров в относительных единицах при точном приведении целесообразно придерживаться определенной последовательности действий.
1.Пронумеровать ступени трансформации, принимая за первую ступень короткого замыкания. В сложной схеме разным номерам ступеней может соответствовать одно и то же номинальное напряжение.
2.Принять базисную мощность ( Sб ), единую для всей схемы. Для удобства вычислений принимают Sб = 100; 1000 МВА. На ступени КЗ при-
нять базисное напряжение, равное действительному рабочему напряжению. При отсутствии этих данных рекомендуется принять U бI U ном или
1,05U ном .
3. По известному значению U б I и коэффициентам трансформации ki рассчитать базисные напряжения для других ступеней трансформации:
U б II |
U б I |
|
1 |
, U б III U б II |
1 |
и т. д., |
|
|
|
|
|||||
k I II |
k II III |
||||||
|
|
|
|
||||
где k I II , |
k II III |
– коэффициенты трансформации, определяемые как |
отношения напряжений на выводах трансформаторов в направлении от ступени, для которой U б известно к той ступени, для которой оно рас-
считывается.
Коэффициенты трансформации определяются по действительным напряжениям на выводах трансформаторов, а если они не известны, то по номинальным напряжениям трансформаторов. При этом численные значения базисных напряжений должны быть близки к номинальным напряжениям соответствующих ступеней.
Базисные токи каждой ступени определяются по выражению
I б i |
|
Sб |
|
. |
(2.32) |
|
|
|
|
|
|
||
3U |
|
|||||
|
б i |
|
26
4. По формулам точного приведения (табл. 2.2) рассчитать значения сопротивлений элементов схемы замещения в относительных базисных единицах. При этом. в каждом из указанных выражений базисные величины (U б , I б , Z б ) и величины, которые необходимо представить в относительных
единицах, должны относиться к одной и той же ступени трансформации.
В практических расчетах часто выполняется приближенное приведение. Оно заключается в том, что для каждой ступени трансформации устанавли-
вают среднее номинальное напряжение |
Uср |
из шкалы средненоминальных |
|||||||
напряжений: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
515 |
340 |
230 |
154 |
115 |
37 |
24 |
20 |
18 |
15,75 |
13,8 |
10,5 |
6,3 |
3,15 |
0,69 |
0,4 |
0,23 |
0,127 кВ |
|
При этом принимается, что номинальные напряжения всех элементов, кроме реакторов, находящихся на одной ступени, одинаковы и равны Uср .
Коэффициент трансформации каждого трансформатора в этом случае равен Uср.В Uср.Н . Коэффициент трансформации каскада трансформаторов
будет определяться как отношение средненоминальных напряжений крайних ступеней.
Приведем последовательность действий при приближенном приведении параметров в относительных единицах.
1. Пронумеровать ступени трансформации, принимая ступень КЗ за первую.
2. Принять общую для схемы базисную мощность ( Sб = 100; 1000 МВА) или иную удобную величину. Базисные напряжения
ступеней (U б i ) принять согласно стандартного ряда; базисные токи рассчитать по формуле (2.28).
3. Рассчитать значения сопротивлений элементов схемы замещения по формулам приближенного приведения (табл. 2.2).
Для параметров схемы замещения в относительных единицах расчетные значения тока КЗ и остаточных напряжений так же получаются в относительных единицах. Для их перевода в именованные единицы необходимо найденные относительные величины умножить на соответствующие базисные единицы интересуемой ступени трансформации.
Отметим, что точность расчетов не зависит от используемой системы исчисления – именованной или относительной.
27
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2.2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сопротивления элементов схемы замещения |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
Формулы точного приведения |
|
|
Формулы приближенного |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
приведения |
|||||||||||||
1. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Генераторы x |
, S |
ном |
, |
U |
ном |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
x |
Uном2 |
Sб |
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
x |
|
|
|
Sб |
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
* б |
|
|
|
d |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
* б |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Sном |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
SномUб |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
2. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Трансформаторы |
uк % , S ном , U ном |
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
u |
|
|
|
|
U 2 |
|
S |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x* б |
|
|
uк%Sб |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
к% ном |
|
|
б |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
* б |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100Sном |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100SномUб |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
3. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Реакторы |
|
|
|
а) xp%, Iном ,Uном ; |
|
|
|
|
б) xp (Ом), Uном |
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
х |
|
|
|
|
U |
|
|
|
|
|
I |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
хр%Iб |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
а) |
|
x |
|
|
|
|
|
|
р% ном |
|
б |
|
|
|
|
x* б |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
* б |
|
|
|
|
100IномUб |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100Iном |
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Sб |
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Sб |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
х |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
б) |
x |
|
|
|
|
х |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
* б |
|
|
р |
2 |
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
* б |
|
|
|
|
|
|
р |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Uб |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Uб |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
4. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Воздушные и кабельные линии |
|
x0 , l, Uном |
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
x* б |
|
|
х0l |
|
Sб |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x* б х0l |
|
|
Sб |
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Uб |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Uб |
2.4. Преобразование схем замещения
При расчетах токов КЗ, как правило, возникает необходимость в преобразовании исходной схемы к более простому виду. Применение тех или иных методов преобразования зависит от ряда факторов:
а) конфигурации исходной схемы; б) применяемого метода расчета; в) интересуемых величин;
г) требований, предъявляемых к расчету.
28
Основные рекомендации при проведении преобразования:
а) по возможности сохранять аварийную ветвь до конца преобразования или преобразовывать ее только на последних этапах;
б) если схема замещения содержит источники со значительно отличающимися параметрами, то они объединяются так, чтобы каждая группа содержала источники с близкими параметрами.
При аналитических расчетах токов КЗ исходные схемы замещения, в которых представлены различные элементы исходных расчетных схем, следует путем последовательных преобразований приводить к эквивалентным результирующим схемам замещения, содержащим эквивалентную ЭДС (в схемах прямой последовательности), эквивалентное результирующее сопротивление соответствующей последовательности и источник напряжения одноименной последовательности, а при трехфазном КЗ – точку КЗ.
Если исходная схема замещения не содержит замкнутых контуров, то она легко преобразуется в эквивалентную результирующую схему путем последовательного и параллельного соединения элементов и путем замены нескольких источников, имеющих разные ЭДС и разные сопротивления, но присоединенных в одной точке, одним эквивалентным источником. При более сложных исходных схемах замещения для определения эквивалентного результирующего сопротивления следует использовать известные способы преобразования, такие как преобразование треугольника сопротивлений в эквивалентную звезду сопротивлений, звезду сопротивлений – в эквивалентный треугольник сопротивлений и т. д. Формулы для таких преобразований приведены в табл. 2.3.
|
|
|
|
Таблица 2.3 |
||
|
Основные формулы преобразования схем |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
Вид преобра- |
Исходная схема |
Преобразованная |
Сопротивление элементов |
|||
зования |
|
схема |
преобразованной схемы |
|||
Последова- |
|
|
|
|
|
|
тельное со- |
|
|
Z эк Z1 Z 2 ... Z n |
|||
единение |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Параллельное |
|
|
Z эк |
1 |
, где |
|
|
|
|
||||
соединение |
|
|
|
Y эк |
||
|
|
Y эк Y1 Y 2 ... Y n |
||||
|
|
|
||||
|
|
|
При двух ветвях |
|||
|
|
|
Z эк |
Z1Z 2 |
|
|
|
|
|
Z1 Z 2 |
|||
|
|
|
|
29
Окончание табл. 2.3
Замена не- |
|
|
Eэк |
EiYi |
|
|
|
|
|
||||||
скольких ис- |
|
|
. |
|
|
|
|
||||||||
|
|
Yi |
|
|
|
|
|
|
|||||||
точников эк- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вивалентным |
|
|
При двух ветвях |
||||||||||||
|
|
|
Еэк |
Е1Z 2 Е2 Z1 |
|||||||||||
|
|
|
|
Z1 Z 2 |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Преобразова- |
|
|
Z F |
|
|
|
|
Z FG Z HF |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
Z FG |
Z GH Z HF |
|||||||||||
ние треуголь- |
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Z FG Z GH |
|
|||||||
ника в звезду |
|
|
Z G |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
Z FG |
Z GH Z HF |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
Z H |
|
|
Z GH Z HF |
|
||||||||
|
|
|
Z FG |
Z GH Z HF |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Преобразова- |
|
|
Z FG Z F Z G |
Z F Z G |
|
||||||||||
|
|
|
|
Z H |
|||||||||||
ние звезды в |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Z G Z H |
|
|||||
треугольник |
|
|
Z GH Z G Z H |
|
|||||||||||
|
|
|
|
Z F |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
Z HF Z H Z F |
|
Z H Z F |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
Z G |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1.Каковы основные допущения, принимаемые при расчетах переходных процессов?
2.Назовите основные параметры синхронных машин в установившемся режиме.
3.Параметры синхронных машин в момент внезапного нарушения режима.
4.Что такое относительные единицы?
5.Что лежит в основе перехода от принципиальной к расчетной электрической схеме замещения?
6.В чем отличие точного и приближенного приведения параметров схемы?
7.От чего зависит применение тех или иных методов упрощения схем замещения?
30