Лекция 10: «Учёт двигателей и нагрузок в начальный момент времени».

Синхронные двигатели СД и компенсаторы СК в начальный момент КЗ ведут себя точно также как синхронные генераторы СГ. Различия в их поведении определяется, в сущности, величинами их сверхпереходных ЭДС. Если СД работал в перевозбуждённом режиме, то у него Е” будет выше подведённого напряжения. Такой двигатель будет подобно генератору отдавать реактивный ток в сеть и при КЗ величина этого тока возрастает.

Если СД работал в недовозбуждённом режиме, то у него E” меньше подведённого напряжения. Здесь в зависимости от степени снижения напряжения при КЗ в сети возможно как потребление реактивного тока из сети (при Е”₍₀₎<U₍₀₎), так и генерация реактивного тока (при Е”₍₀₎>U₍₀₎). Очевидно, при Е”₍₀₎=U₍₀₎ ток в начальный момент КЗ будет отсутствовать.

Т еперь обратимся к асинхронному двигателю АД, составляющим основную часть промышленной нагрузки. В начальный момент КЗ пренебрегают небольшим скольжением (до 5%), с которым АД работал в нормальном режиме, и рассматриваем его как недовозбуждённый генератор. Схема замещения АД аналогична схеме замещения СГ, только из-за симметрии этой машины отпадает необходимость разложения по осям d и q. Ниже представлена векторная диаграмма асинхронного двигателя АД.

И з этой диаграммы следует:

где - предшествующие напряжение,

ток и угол сдвига между их векторами.

Сопротивления АД определится как: X”=U_*Н/I_*ПУСК=1/35=0.20.35.

Таким способом определяют Е” и X” только крупных АД (это касается и СД), которые могут оказать влияние на ток КЗ. На практике все остальные двигатели вместе с другими нагрузками учитывают усреднёнными параметрами:

Е”_НАГ = 0.85 и Х”_НАГ = 0.35 ,

считая их выраженными в относительных единицах, приведёнными к номинальной мощности нагрузки и среднему напряжению ступени, где она присоединена.

Практические методы расчета токов кз в произвольный момент времени.

Расчет при удаленных КЗ.

Обычно в расчетах токов КЗ индивидуально учитываются лишь те элементы, которые находятся относительно недалеко от места КЗ. Всю остальную часть энергосистемы представляют в виде одного источника, называемого системой. ЭДС системы принимают неизменной во времени и равной среднему номинальному напряжению той ступени, к которому присоединено сопротивление системы Х_с. ЭДС и Х_с должны быть приведены к напряжению ступени КЗ. Ток для любого момента времени со стороны системы определится по формуле:

I_pt=I_p0= .

Если сопротивление системы выражено в относительных единицах при базисных условиях, то

I_pt* = I_p0*=1/Х_с* (о.е.) I_pt=I_p0= I_pt*I_б= I_б/ Х_с* (кА)

Обычно при расчетах токов КЗ Хс неизвестно. Вместо нее обычно задается либо величина начального сверхпереходного тока I’’, либо мощность короткого замыкания S_К’’ при трехфазном КЗ в какой-либо точке системы. По этим величинам нетрудно определить Хс:

Хс= Ucр/ I’’ (Ом) ; Хс=Uср²/ Sкс’’ (Ом) ; Хс*=I_б / I’’=S_б / Sкс’’ (*).

Здесь Uср – среднее напряжение той ступени, где задан ток I’’.

I_б – базисный ток той же ступени.