4. Параметры элементов расчетных схем

4.1. Параметры, необходимые для расчета токов короткого замыкания

Параметры различных элементов исходных расчетных схем, которые в общем случае необходимы для расчетов токов КЗ, указаны ниже.

4.1.1. Синхронные машины (генераторы, компенсаторы, электродвигатели):

полная номинальная мощность S_ном или номинальная активная мощность Р_ном и номинальный коэффициент мощности cos j_ном;

номинальное напряжение U_ном;

сверхпереходное индуктивное сопротивление по продольной оси ;

сверхпереходное индуктивное сопротивление по поперечной оси ;

переходное индуктивное сопротивление по продольной оси ;

синхронное индуктивное сопротивление по продольной оси ;

синхронное индуктивное сопротивление по поперечной оси ;

отношение короткого замыкания ОКЗ;

индуктивное сопротивление рассеяния обмотки статора

индуктивное сопротивление обмотки возбуждения ;

индуктивное сопротивление продольного демпферного контура ;

индуктивное сопротивление поперечного демпферного контура ;

индуктивное и активное сопротивления обратной последовательности иR₂;

активное сопротивление обмотки возбуждения (при рабочей температуре) R_f;

активное сопротивление обмотки статора (при рабочей температуре) R_a;

активное сопротивление продольного и поперечного демпферных контуров (при рабочей температуре) R_1d и R_1q;

переходные постоянные времени по продольной оси при разомкнутой и замкнутой накоротко обмотке статора и;

сверхпереходные постоянные времени по продольной оси при разомкнутой и замкнутой накоротко обмотке статора и;

сверхпереходные постоянные времени по поперечной оси при разомкнутой и замкнутой накоротко обмотке статора и;

постоянные времени затухания апериодической составляющей тока статора при трехфазном и однофазном КЗ на выводах машины и;

предельный ток возбуждения I_fп;

ток возбуждения при работе машины с номинальной нагрузкой I_fном;

ток возбуждения при работе машины в режиме холостого хода с номинальным напряжением I_fх;

коэффициент полезного действия (для синхронных электродвигателей) h;

напряжение на выводах машины, ток статора и коэффициент мощности в момент, предшествующий КЗ: ,, cos.

4.1.2. Асинхронные электродвигатели:

номинальная мощность Р_ном;

номинальное напряжение U_ном;

номинальный коэффициент мощности cos j_ном;

номинальное скольжение s_ном;

кратность пускового тока по отношению к номинальному току ;

кратность максимального момента по отношению к номинальному моменту b_ном;

кратность пускового момента по отношению к номинальному моменту ;

активное сопротивление обмотки статора (при рабочей температуре) R_а;

коэффициент полезного действия h;

напряжение, ток статора и коэффициент мощности в момент, предшествующий КЗ: ,, cos

4.1.3. Силовые трансформаторы и автотрансформаторы:

номинальная мощность S_ном;

номинальные напряжения обмоток и фактические коэффициенты трансформации;

напряжения короткого замыкания между обмотками u_кВ-С, u_кВ-Н, u_кС-Н (для двухобмоточных трансформаторов и_к) и их зависимость от коэффициентов трансформации;

диапазон регулирования напряжения, определяющий напряжение короткого замыкания в условиях КЗ;

потери короткого замыкания DР_кВ-С, DР_кВ-Н, DР_кС-Н (для двухобмоточных трансформаторов DР_к).

4.1.4. Токоограничивающие реакторы:

номинальное напряжение U_ном;

номинальный ток I_ном;

номинальное индуктивное сопротивление Х_р;

номинальный коэффициент связи K_св (только для сдвоенных реакторов);

потери мощности (на фазу) при номинальном токе DР.

4.1.5. Воздушные линии электропередачи:

номинальное напряжение U_ном;

длина линии l;

сечение провода S и количество проводов в фазе;

удельное индуктивное сопротивление прямой последовательности X₁;

удельное индуктивное сопротивление нулевой последовательности Х₀;

удельное активное сопротивление (при рабочей температуре) R;

удельные индуктивные сопротивления взаимоиндукции нулевой последовательности от других линий (при наличии нескольких воздушных линий на одной трассе) Х_м0;

удельная емкостная проводимость b.

4.1.6. Кабели:

номинальное напряжение U_ном;

длина кабельной линии l;

сечение жилы кабеля S и число параллельно включенных кабелей;

удельное индуктивное сопротивление прямой последовательности Х₁;

удельное индуктивное сопротивление нулевой последовательности Х₀;

удельное активное сопротивление (при рабочей температуре) R.

4.1.7. Токопроводы и шинопроводы:

удельное индуктивное сопротивление прямой последовательности Х₁;

удельное индуктивное сопротивление нулевой последовательности Х₀;

удельное активное сопротивление (при рабочей температуре) R;

длина.

4.1.8. Каталожные данные некоторых элементов электрических систем приведены в приложениях П.1 — П.12.

4.2. Методика определения отдельных параметров

4.2.1. Синхронные генераторы, компенсаторы и электродвигатели

4.2.1.1. В тех случаях, когда отсутствуют данные о каких-либо параметрах синхронных машин, необходимые для расчета токов КЗ с учетом переходных процессов в машинах, значения этих параметров целесообразно определять, используя данные о других параметрах и известные соотношения между соответствующими параметрами синхронных машин.

4.2.1.2. Если неизвестны индуктивное сопротивление рассеяния обмотки статора синхронной машины, а также индуктивные сопротивления обмотки возбуждения и продольного демпферного контура, то в первом приближении их можно определить, положив, что индуктивные сопротивления рассеяния обмотки возбуждения и продольного демпферного контура одинаковы. При этом условии сопротивление взаимоиндукции между обмоткой статора и контурами ротора по продольной оси равно

. (4.1)

Найденное значение Х_ad позволяет определить Х_s и Х_f, так как эти параметры связаны с Х_ad простыми соотношениями:

(4.2)

и

. (4.3)

4.2.1.3. Если активные сопротивления обмоток статора и возбуждения синхронной машины даны при температуре, отличной от рабочей, то при расчете токов КЗ эти сопротивления предварительно следует привести к рабочей температуре (обычно эту температуру принимают равной 75 °С), используя выражение

, (4.4)

где J_р - рабочая температура обмотки;

J₀ - температура, при которой дано сопротивление обмотки (обычно J₀ = 15 °С).

4.2.1.4. В случае отсутствия данных об активном сопротивлении обмотки статора синхронной машины это сопротивление в относительных единицах при номинальных условиях следует определять по формуле

, (4.5)

где — сопротивление обратной последовательности синхронной машины в относительных единицах при номинальных условиях;

—постоянная времени затухания апериодической составляющей тока при трехфазном КЗ на выводах машины, с.

4.2.1.5. При расчете токов КЗ с учетом переходных процессов в синхронной машине активное сопротивление обмотки возбуждения следует приводить к обмотке статора. Приведенное сопротивление в относительных единицах при номинальных условиях машины рекомендуется определять по формуле

, (4.6)

где I_fx - ток возбуждения машины при ее работе в режиме холостого хода с номинальным напряжением, кА;

S_ном - номинальная мощность машины (полная), MB×А.