Файл: В.В. Курехин Переходные процессы в системах электроснабжения (Расчет токов короткого замыкания).pdf

7

При расчете сопротивлений х*ВН , х*СН , х* ВС для группы трех одно-

фазных трансформаторов Т6 (прил. 1, рис.1) необходимо учесть, что мощность их дана (прил. 3, табл.1) в расчете на одну фазу. Поэтому в выражениях (4.13)…(4.15) номинальная мощность трансформатора (при расчете трансформатора Т6) должна быть утроена.

На основе произведенных вычислений (для всех элементов расчетной схемы по представленным выше выражениям) составляют исходную схему замещения (прил. 1, рис.2). В ней каждый элемент обозначают дробью: в числителе – порядковый номер сопротивления, в знаменателе – его относительное базисное значение.

4.2.1. Следующим этапом расчета является упрощение, т.е. «свертывание» исходной схемы замещения относительно конкретной (заданной кодом варианта) точки короткого замыкания.

4.2.2.При «свертывании» схемы используют известные методы преобразования (прил. 2, табл. 1), применяемые при расчете линейных электрических цепей. К ним относятся: последовательное и параллельное соединения сопротивлений, замена нескольких генерирующих ветвей одной эквивалентной, преобразования треугольника в эквивалентную звезду и другие.

4.2.3.При симметрии схемы замещения относительно точки КЗ (или симметрии участка схемы относительно какой-либо промежуточной точки) в ходе преобразования можно соединить точки, имеющие одинаковые потенциалы, и исключить из схемы сопротивления, по которым токи КЗ не протекают.

4.2.4.В ряде случаев преобразование схемы замещения упрощается, если трехлучевую звезду заменить эквивалентным треугольником,

затем разрезать его по вершине, к которой приложена ЭДС. Образо-

вавшиеся параллельные ветви при этом следует заменить эквивалентными ветвями с такой же ЭДС.

4.2.5. В конечном итоге в результате последовательных преобразований необходимо получить простейшую эквивалентную (результирующую) генерирующую ветвь с одним эквивалентным (результирующим) источником питания (ЭДС) и эквивалентным (результирующим) сопротивлением (прил. 1, рис. 3). На основе этой конечной схемы замещения производится расчет начального сверхпереходного тока, т.е. на-

8

чального значения периодической составляющей полного тока КЗ (в момент возникновения КЗ) в относительных единицах:

схемы замещения - электрическая удаленность точки КЗ (в относительных базисных единицах).

4.2.6 Начальное значение периодической составляющей тока короткого замыкания в именованных единицах определяют по следующему выражению:

4.2.7. Ударный ток короткого замыкания от одного эквивалентного источника энергии вычисляют следующим образом:

где КУ =1,8 - ударный коэффициент [1] .

Зависимость ударного коэффициента от постоянной времени электрической цепи (соотношения между реактивным и активным сопротивлениями цепи) приведена в работе [1].

4.3. Рекомендации по составлению и преобразованию схемы замещения при расчете параметров тока КЗ методом расчетных кривых (к подразд. 3.6)

Расчетные кривые (прил. 4) позволяют определить действующее значение периодической составляющей полного тока КЗ в заданной точке КЗ не только для начального, но и для произвольного момента времени переходного процесса (в относительных единицах).

Использование метода расчетных кривых при вычислении тока короткого замыкания позволяет определить долевое участие разнотипных источников энергии в подпитке точки короткого замыкания.

4.3.1. При использовании метода расчетных кривых по сравнению с аналитическим методом имеются некоторые особенности:

9

-источник неограниченной мощности (если таковой имеется) всегда выделяют в самостоятельную ветвь;

-остальные источники группируют в самостоятельные генерирующие ветви (по принципу примерного равенства мощности и электрической удаленности) по типам (турбогенераторы и гидрогенераторы)

всоответствующие подгруппы;

-мощные электродвигатели, электрически близкорасположенные от точки КЗ или подключенные непосредственно к ней, выделяют в отдельную генерирующую ветвь;

-типовые нагрузки генераторов исключают из расчетной схемы, так как они автоматически учтены при составлении расчетных кривых.

4.3.2.В рассматриваемом случае исходная схема замещения (прил.1, рис. 4) несколько упрощается по сравнению с аналогичной схемой замещения, полученной для расчета аналитическим методом (прил. 1, рис. 2) за счет отказа от учета нагрузок.

4.3.3.Применение тех или иных методов преобразования исходной схемы замещения зависит от конфигурации расчетной схемы и степени индивидуальности (разнотипности) источников питания (диапазона мощностей) и электрической удаленности источников питания от точки КЗ.

4.3.4.В ходе преобразования разнотипные источники энергии различных типов (гидрогенераторы G1, G2, G3, G4, турбогенераторы G5, G6 и система) не должны эквивалентироваться.

4.3.5.При свертывании исходной схемы замещения применяют те же эквивалентные преобразования, которые использовались при расчете аналитическим методом (прил. 2, табл. 1).

4.3.6.Обычно в конечном итоге исходная схема замещения приводится к сложнорадиальному виду, в которой отсутствуют замкнутые контуры относительно точки КЗ. Общее число ветвей конечной схемы замещения обычно не превышает трех - четырех.

4.3.7.Примерный вид конечной схемы замещения показан в

прил. 1, рис.5, где ЕГ, ХРЕЗ.Г – результирующая ЭДС гидрогенераторов и результирующее сопротивление между точкой короткого замыкания и эквивалентным гидрогенератором; ЕТ , ХРЕЗ.Т – результирующая ЭДС турбогенераторов и результирующее сопротивление между точкой короткого замыкания и эквивалентным турбогенератором; ЕС, ХРЕЗ.С -

10

ЭДС системы и результирующее сопротивление между точкой короткого замыкания и системой.

4.3.8.Если точка КЗ находится в узле с несколькими сходящимися

внем ветвями, то этот узел можно расчленить, сохранив на конце каждой образовавшейся ветви точку КЗ. В дальнейшем полученную схему преобразуют относительно любой точки КЗ, учитывая при этом другие ветви КЗ как нагрузочные с ЭДС, равными нулю. Этот прием особенно эффективен, когда необходимо найти ток в одной из ветвей, присоединенных к узлу с КЗ.

4.3.9.Замена двух и более однотипных источников питания одним эквивалентным возможна, если источники питания находятся в практически одинаковых условиях по отношению к точке КЗ, что проверяется по условию

S1номх рез1/( S2номх рез2)= 0,4 2,5,

где S1ном, S2ном - номинальные мощности источников питания; х рез1, х рез2 - результирующие сопротивления между соответствующим источником питания и точкой КЗ.

Для СЭС промышленных предприятий характерно совместное питание от энергетической системы и электростанции предприятия. Объединение этих источников питания при определении токов КЗ существенно упрощает расчеты. Однако при этом не учитывается индивидуальное изменение токов КЗ.

Если расчетное сопротивление каждой ветви между источником питания и точкой КЗ х расч> 3, то объединение источников питания допустимо. При наличии в схеме ветвей, содержащих источник неизменной ЭДС и источник с сопротивлением ветви х расч≤ 3, объединять их в один эквивалентный источник не рекомендуется, так как при этом ухудшается точность определения тока КЗ. При упрощении схемы замещения СЭС можно пренебречь источником меньшей мощности, если

х рез2/ х рез1≥ 20 и S2ном/ S1ном ≤ 0,05,

где S2ном - мощность источника питания, меньшего по мощности; х рез2 - сопротивление цепи между этим источником и точкой КЗ.

4.3.10. Преобразование схемы замещения выполняют с использованием коэффициентов токораспределения Сi = хэкв/хi, которые опреде-

11

ляют долевое участие i-й ветви с сопротивлением хi в эквивалентном сопротивлении хэкв. Последнее представляет собой параллельное соединение всех сопротивлений х1,..., хi, ...хn, которые подключены к рассмат-

риваемому узлу хэкв= х1// х2// хi// хn .

Использование коэффициентов токораспределения позволяет преобразовать сложную схему замещения с несколькими источниками в многолучевую схему замещения (звезду) с генерирующими лучами и точкой КЗ в узле лучей. Это позволяет выявить роль (долю) каждого источника в питании точки КЗ.

4.3.11. Для ветви, соединяющей всю схему с точкой КЗ, коэффициент распределения принимают равным единице, т.е. С0 = 1. Тогда сумма коэффициентов распределения ветвей в этом узле радиальной схемы должна быть равна единице.

4.3.12. Для ветвей, относящихся к одному и тому же источнику питания, выделенному в конечной схеме замещения в самостоятельную ветвь, определяют суммарный коэффициент распределения тока Сri.

4.3.13. Результирующее сопротивление всей схемы хΣ относительно точки КЗ и суммарные коэффициенты токораспределения выделенных источников питания Сri в конечной схеме замещения позволяют рассчитывать взаимные сопротивления связи хiк как относительные электрические удаленности выделенных источников питания от точки КЗ:

4.3.14. Для каждой индивидуальной ветви (гидрогенераторов и турбогенераторов) конечной схемы замещения (прил. 1, рис.5) определяют относительную расчетную реактивность (с учетом суммарного коэффициента токораспределения), приведенную к номинальным условиям

где хРЕЗ.Г , хРЕЗ.Т - результирующие сопротивления ветвей гидрогенераторов и турбогенераторов конечной схемы замещения соответственно (в