M05136.“Електромагнітні перехідні процеси.РГЗ.unlocked

11

синхронних генераторів та електродвигунів, які працювали до КЗ з перезбудженням відносне значення надперехідної ЕРС Е*" визначається з використанням знака “+”. Для асинхронних двигунів надперехідна ЕРС Е*" визначається з використанням знака “-“ і замість Х d" підставляється значення Х*" :

E*" = (U ± IX d" sin ϕ)2 + (I × X d" cosϕ)2 ,

де

U(0) , I(0) ,ϕ - напруга, струм та кут зсуву фаз між ними для доаварійного режиму СГ, кВ, кА, град;

Uном , Iном - номінальні напруга і струм СГ, кВ, кА.

При розрахунках ЕРС СГ слід прийняти, що генератори в доаварійному режимі працювали з номінальними параметрами:

U(0) = Uном ; I(0) = Iном .

У приблизних розрахунках можна використовувати середні відносні значення Е*" , які приведені у [3] і ЕРС системи Е*" прийняти

рівною 1.

Перетворення схеми заміщення необхідно проводити для визначення результуючого опору схеми відносно точки КЗ і еквівалентної ЕРС.

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

12

Рисунок 4.1

Згортання схеми заміщення відносно точки КЗ проводиться шляхом застосування стандартних формул складання послідовних, паралельних кіл, перетворення зірки у еквівалентний трикутник і навпаки. Еквівалентна ЕРС знаходиться за формулою:

де Ei" , X i - ЕРС та реактивний опір i-тої вітки;

Х рез - результуючий реактивний опір усіх “n” віток схеми.

При згортанні схеми заміщення для визначення надперехідного

струму КЗ I " електрична віддаленість генераторів від точки КЗ немає значення і перетворення схеми можна використовувати без перевірки на можливість паралельного складання віток 1 і 2 (рис. 4.2).

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

13

Рисунок 4.2

Х 4 = Х1+× Х 2 , Х1 Х 2

Xрез = X4 +X3.

Якщо необхідно визначити значення струмів КЗ для визначеного моменту часу Int від початку КЗ, тоді для цього треба проводити

перевірку на можливість паралельного складання віток 1,2 за емпіричним виразом:

0,4 £ S1 X1 £ 2,5

S2 X 2

Якщо ця умова виконується, тоді вітки 1 та 2 можна об’єднати за правилом паралельного складання, якщо ж умова не виконується, тоді вітки об’єднати неможливо і треба застосовувати метод коефіцієнтів струморозподілу.

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

14

За методом коефіцієнтів струмурозподіла струм у місці КЗ приймають за одиницю, і потім знаходять розподіл цього струму по віткам, які з’єднують точку КЗ з джерелом ЕРС . Отримані частки цієї

одиниці для окремих джерел С1,С2 ,...Сn , називають коефіцієнтами

струморозподілу. Ці коефіцієнти характеризують частку участі кожного джерела у живленні КЗ за умовами рівності їх ЕРС.

Для схеми, яка показана на рис. 4.3 необхідно визначити результуючі опори кола від джерел 1, 2, 3 до місця КЗ з використанням коефіцієнтів струморозподілу і отримати схему, яка приведена на рис. 4.5.

Рисунок 4.3

На схемі 4.3 показані напрямки струмів від джерела до точки КЗ. Кожному джерелу відповідає свій коефіцієнт:

С = С1 + С2 + С3 = 1

Перетворюючи схему заміщення на рис. 4.3 визначимо результуючий опір схеми Х рез та результуючий опір у гілках

Х рез1, Х рез2 , Х рез3.

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

15

Рисунок 4.4

Х рез = Х8 + Х 5 .

Коефіцієнти струморозподілу дорівнюють:

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

Схема заміщення за рис. 4.3 після перетворення буде мати такий вигляд:

Рисунок 4.5

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

17

Початкове діюче значення періодичної складової струму КЗ (або

Ударний струм КЗ від генераторів кожної вітки визначають за формулою:

iy = 2 ×ky × Ino ,

де ky - ударний коефіцієнт, який визначається з [2].

В практичних розрахунках необхідно враховувати підживлення струму КЗ синхронними та асинхронними двигунами, синхронними компенсаторами, які приєднані до точки КЗ безпосередньо або мають невелику електричну віддаленість. За [4] не враховується вплив асинхронних двигунів з потужністю до 100 кВт у одиниці, якщо вони віддалені від місця КЗ однією трансформацією.

При безпосередньому підключені до точки КЗ асинхронного, синхронного двигуна і синхронного компенсатора, струм підживлення КЗ приблизно дорівнює:

асинхронного, синхронного двигунів та синхронного компенсатора. Ударний струм двигунів:

іу = 2 × кУД × Іпідж" . Д ,

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

18

де ky - ударний коефіцієнт, який визначається з [3].

4.2Розрахунок струмів несиметричного КЗ в електроустановках напругою вищою за 1кВ

Для заданого виду і місця КЗ складають схеми заміщення прямої, зворотньої та нульової послідовності. Схема заміщення прямої послідовності відповідає схемі, яка складається для розрахунку трифазного КЗ. У схемі враховується ЕРС усіх генеруючих елементів.

Опори елементів схеми заміщення прямої послідовності визначаємо за такими ж формулами, що і опори елементів при симетричному КЗ.

Схема заміщення зворотньої послідовності подібна схемі заміщення прямої послідовності, але ЕРС усіх генеруючих елементів дорівнює нулю. Якщо невідомі точні значення опорів зворотньої послідовності генераторів, тоді можна прийняти:

Х 2 = 1,45Х d′ - для генераторів без демпферних обмоток. X 2 = 1.22X d′′ - для генераторів з демпферними обмотками.

Опори реакторів, трансформаторів, повітряних та кабельних ліній у схемі зворотньої послідовності відповідають їх величинам у схемі прямої послідовності.

Складання схеми заміщення нульової послідовності треба починати від точки КЗ, послідовно простежуючи шляхи протікання струмів нульової послідовності. У схему заміщення увійдуть лише ті елементи схеми, через які протікають струми нульової послідовності. Схема нульової послідовності в значній мірі визначаються з'єднанням обмоток трансформаторів і автотрансформаторів.

Опір нульової послідовності синхронного генератора Х 0 ≈ (0,15 ÷ 0,16)Х d′′ . Але як правило, генератор підключається до

обмотки трансформатора, з'єднаної у трикутник, тому струми нульової послідовності крізь генератори не протікають і їх опір в схемах нульової послідовності не враховують. Опір нульової послідовності трансформаторів та автотрансформаторів визначається конструкцією трансформатора та схемою з'єднання обмоток [3].

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

19

Опір нульової послідовності повітряної лінії Х 0 значно

перебільшує опір прямої послідовності Х1 . В практичних розрахунках звичайно приймають:

- одноколова лінія без тросів - Х 0 = 3,5Х1, - одноколова лінія зі сталевими тросами - Х 0 = 3,0Х1, - двоколова лінія без тросів - Х 0 = 5,5Х1,

- двоколова лінія зі сталевими тросами - Х 0 = 4,7Х1.

Опір нульової послідовності реактора не відрізняються від його опору прямої та зворотньої послідовності:

Х 0 = Х1 = Х 2 .

Результуючі опори прямої, зворотньої та нульової послідовностей визначаються за схемами заміщення відповідних послідовностей шляхом перетворення їх відносно точки КЗ.

Згідно правила еквівалентності прямої послідовності [3] несиметричне КЗ можна розглядати як симетричне, але електрично

віддалене від реальної точки КЗ на додатковий опір (шунт) DХ (п) , який залежить від виду КЗ “п”.

Ік(п) = m(n) Iк(1n) ,

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

Еекв" - еквівалентна ЕРС, що визначається зі схеми прямої послідовності; в.о.

X1 - результуючий індуктивний опір схеми прямої послідовності відносно точки КЗ; в.о.

X (n) - додатковий індуктивний опір, який визначається за видом КЗ. в.о.

Ік(п) - надперехідний струм п- го виду КЗ; т(п) - коефіцієнт, який залежить від виду КЗ.

Ударний струм при несиметричному КЗ розраховується як і при трифазному КЗ за формулою (4.18).

4.3 Розрахунок струмів КЗ методом вузлових потенціалів

Вихідна система заміщення з заданою точкою КЗ приводиться до виду, подібного до представленого на рис. 4.6

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com