28.Билет

1. Трехфазное короткое замыкание в симметричной цепи

Рисунок 3.1

 

С момента возникновения КЗ ток повреждения можно представить состоящим из двух составляющих: свободного апериодического тока – апериодической составляющей тока КЗ и вынужденного периодического тока, создаваемого ЭДС генератора, - периодической составляющей тока КЗ.

Значение периодической составляющей для начального момента КЗ зависит от ЭДС генератора, его внутреннего сопротивления и сопротивления внешней цепи. Быстрота затухания апериодической составляющей зависит от соотношения между активными и индуктивными сопротивлениями цепи КЗ: чем больше активное сопротивление цепи, тем затухание происходит быстрее.

3.1 Вычисление начального значение периодической составляющей тока трехфазного короткого замыкания

Условиями, характеризующими трехфазное КЗ, являются симметричность схемы и равенство нулю междуфазных и фазных напряжений в месте короткого замыкания: 

U_k,АВ = U_{k, ВС} = U_k,СА= 0,

U_k,А = U_{k, В} = U_k,С= 0.

Таким образом, разность потенциалов цепи короткого замыкания от места подключения генерирующего источника до точки КЗ равняется ЭДСданного источника.

Начальное действующее значение периодической составляющей можно определить по закону Ома

 , (3.1)

где I^"(3) - сверхпереходный ток трехфазного КЗ;

Е^" – междуфазная сверхпереходная ЭДС генератора;

 - результирующее сопротивление цепи КЗ;

Х^" – сверхпереходное индуктивное сопротивление генератора;

Х_вш, R_вш - соответственно индуктивное и активное сопротивление внешней цепи от выводов генератора до точки КЗ.

Без учета активного сопротивления (3.1) упрощается

 , (3.2)

где Х_Σ = Х^" + Х_вш – результирующее индуктивное сопротивление цепи КЗ.

В случае питания КЗ от энергосистемы расчетное выражение для определения периодической составляющей будет

 , (3.3)

где U_ср – напряжение на шинах энергосистемы

2.Динамическая устойчивость при кз на линии

При отключении одной цепи линии электропередачи индуктивное сопротивление системы получает новое значение

 

Х_с1 = Х_г + Х_т1 + Х_л + Х_т2 ,

 

которое больше, чем в нормальном режиме. Амплитуда характеристики мощности при отключении цепи соответственно уменьшается до значения ЕU/Х_с1.

Характеристики мощности в условиях нормального режима и при отключенной цепи показаны на рисунке 12.3.

 

 

 

Рисунок 12.3

 

Нормальному режиму соответствует кривая I, режиму после отключения – кривая II. Точка а и угол δ₀ при мощности Р₀определяют режим работы до отключения. Точка b определяет режим работы после отключения при том же значении угла δ = δ₀ , что и в нормальном режиме.

Таким образом, в момент отключения цепи режим работы изменяется и характеризуется не точкой а, а точкой b на новой характеристике, что обусловливает внезапное уменьшение мощности генератора. Мощность турбины остается при этом неизменной и равной Р₀, так как регуляторы турбин реагируют на изменение частоты вращения агрегата, которая в момент отключения цепи сохраняет свое нормальное значение.

Неравенство мощностей, а следовательно, и моментов на валу турбины и генератора вызывает появление избыточного момента, под влиянием которого агрегат турбина – генератор начинает ускоряться. Связанный с ротором генератора вектор ЭДС  начинает вращаться быстрее, чем вращающийся с неизменной синхронной скоростью ω₀вектор напряжения шин приемной системы  .