4.5. Осциллограммы периодической и апериодической составляющих тока короткого замыкания

Для построения осциллограммы следует записать выражение для тока короткого замыкания в зависимости от времени:

. (4.15)

Первое слагаемое выражения (4.10) – периодическая составляющая тока КЗ:

, (4.16)

где α – фазовый угол напряжения источника в момент t = 0 (угол включения); ϕ_к– угол сдвига тока в цепи КЗ относительно напряжения;I_Пm– амплитуда периодической составляющей:

. (4.17)

Начальное значение апериодической составляющей тока КЗ:

. (4.18)

Расчет выражения для тока КЗ в точке К1 по формулам (4.10 – 4.13) для углов включения 0°; 30°; 60°; 90°; при ϕ_к= 90°:

;

;

;

;

.

Выражения для построения осциллограмм:

;

;

;

.

На рисунках 4.9 – 412 изображены осциллограммы при различных углах включения.

Рисунок 4.9 – осциллгорамма тока КЗ при α = 0°

Рисунок 4.10 – осциллгорамма тока КЗ при α = 30°

Рисунок 4.11 – осциллгорамма тока КЗ при α = 60°

Рисунок 4.12 – осциллгорамма тока КЗ при α = 90°

4.6. Анализ режимов работы генератора

Для генератора G2 необходимо выполнить анализ трех режимов работы и определить наиболее тяжелый. Рассматриваются следующие режимы:

1. Короткое замыкание на его выводах (точка К2)

2. Несинхронное включение

3. Самосинхронизация

Режим короткого замыкания:

. (4.19)

где k_Т– коэффициент трансформации. Так как схема замещения (рисунок 1.1) рассчитана для базового напряжения 515 кВ, то коэффициент трансформации равен:

.

Ток КЗ генератора G2 равен:

.

Ток несинхронного включения генератора:

, (4.20)

где E_экиx_эк– соответственно эквивалентная ЭДС и эквивалентное сопротивление энергосистемы относительно генератора. На рисунке 4.5 это E₃и x₆. Поэтому для генератора G2 ток несинхронного включения равен:

.

Ток в режиме самосинхронизации:

. (4.21)

Для генератора G2:

.

Из расчетов видно, что наиболее тяжелым режимом для генератора G2 является короткое замыкание на его выводах. Ток при этом составляет 55,26 кА.

5. Расчет токов короткого замыкания на шинах собственных нужд

5.1. Расчет тока кз от системы

При коротком замыкании на шинах собственных нужд всю электрическую сеть, находящуются за трансформатором собственных нужд, можно рассматривать как систему бесконечной мощности.

Для расчета сопротивления системы можно воспользоваться рисунком 4.5, с учетом сопротивления трансформатора собственных нужд (рисунок 5.1).

Рисунок 5.1 – КЗ на шинах собственных нужд

Из расчетов подпункта 4.1:

;

.

Эквивалентное сопротивление системы:

,

эквивалентная ЭДС системы:

.

Начальное значение периодической составляющей тока от системы:

.

Периодическая составляющая тока от системы в любой момент времени одинакова и равна начальному значению:

.

Для расчета ударного коэффициента следует определить активное сопротивление системы. Сопротивление трансформатора собственных нужд по формуле (4.6):

.

В соответствии со схемой на рисунке 4.8 эквивалентное активное сопротивление системы:

.

Постоянная времени (4.4):

,

ударный коэффициент (4.3):

.

Ударный ток от системы:

.

Апериодическая составляющая тока КЗ от системы:

.

Для момента времени t = 0,2 с:

.