Вариант 1

Для заданной расчетной схемы необходимо:

1. Составить схему замещения в относительных единицах при приближенном приведении.

2. При трехфазном КЗ в заданном узле вычислить начальное значение

периодической составляющей тока КЗ и мощность КЗ.

3. При трехфазном КЗ в заданном узле вычислить ударный ток КЗ.

Рмс.1

Решение

В качестве базисной мощности примем Sб = 1000 МВ · А.

За базисные напряжения на соответствующих ступенях трансформации

Примем напряжения из шкалы средних номинальных напряжений:

UбI= 10,5кВ; UбII= 230 кВ; UбIII= 37 кВ; UбIV= 10,5 кВ, UбV=10,5кВ

Найдем индуктивные сопротивления.

Индуктивные сопротивления турбогенераторов G1, G2:

Индуктивные сопротивления турбогенераторов G3, G4:

Индуктивное сопротивления системы GS:

Индуктивные сопротивления нагрузок:

Индуктивные сопротивления трансформаторов:

Индуктивное сопротивления реактора:

Индуктивные сопротивления линий:

Для трехобмоточного трансформатора предварительно напряжение короткого замыкания каждой обмотки:

Индуктивные сопротивления обмоток трансформаторов Т5, Т6:

---

Составим схему замещения:

Значения ЭДС источников согласно рекомендациям, принимаются:

для турбогенераторов E1 = E2 = E3=E4= 1,08;

системы GS Е5 = 1,0;

обобщенных нагрузок Е6 = 0,85

Задание 2

При трехфазном КЗ в заданном узле вычислить начальное значение

периодической составляющей тока КЗ и мощность КЗ.

При решении этой задачи пренебрегаем влиянием нагрузок Н1 и Н2. С учетом этого в схеме замещения отсутствуют сопротивления трансформаторов Т5 и Т6. Схема замещения представлена на Рис. 3.

Выполним преобразования:

Преобразуем треугольник X₁₂, X₂₅, X₁₄ в звезду:

Продолжим преобразование:

Преобразуем треугольник X₂₂, X₆, X₇ в звезду:

Продолжим преобразование:

Продолжаем упрощать схему Рис. 4:

Рассчитаем эквивалентные ЭДС:

Получаем схему замещения Рис. 5

Определим начальное значение периодической составляющей тока короткого замыкания:

где: Еi–ЭДС эквивалентного источникаi;

хi–соответствующее сопротивление ветвиi.

---

Пересчитаем ток из относительных единиц в именованные, кА:

Значение мощности короткого замыкания:

МВА

Задание 3

При трехфазном КЗ в заданном узле вычислить ударный ток КЗ.

Так как схема замещения с активными сопротивлениями по конфигурации будет соответствовать схеме замещения из индуктивных сопротивлений, то алгоритм преобразования сопротивлений относительно точки КЗ для обеих схем будет одинаков.

Определим ударный ток трехфазного КЗ:

где – ударный коэффициент, принимается 1,935 по [3]. Тогда:

Ответы на вопросы

Раздел «Симметричные короткие замыкания»

В.1 Порядок практического расчета начального сверхпереходного и ударного токов КЗ.

При проектировании и эксплуатации электрических установок для решения целого ряда технических вопросов часто требуется предварительный расчет электромагнитных переходных процессов, вызванных внезапным коротким замыканием (КЗ). В зависимости от назначения расчетов выбирается расчетный вид КЗ. Как правило, расчетным для окончательного решения вопроса о возможности работы установки в условиях КЗ оказывается трехфазное КЗ, которое является симметричным, так как при нем не нарушается симметрия токов и напряжений электрической системы в случае допущения равенства параметров всех трех фаз.

Изучение процесса трехфазного КЗ важно как само по себе, так и в связи с тем, что применение правила эквивалентности прямой последовательности позволяет свести рассмотрение любого несимметричного КЗ к некоторому условному трехфазному. Кроме того, процесс включения электрических двигателей или невозбужденных синхронных генераторов и других трехфазных приемников можно рассматривать как трехфазное КЗ за некоторым сопротивлением.

Расчет тока трехфазного КЗ в простейшей трехфазной цепи, питающейся от источника неограниченной мощности,- сводится к исследованию электромагнитного переходного процесса в индуктивной цепи.

Ток КЗ в каждой из фаз состоит из периодической и апериодической составляющих и определяется для одной из них выражением

---

(1)

где Um - амплитуда напряжения источника; zk- полное сопротивление одной фазы цепи КЗ; - фаза включения; -угол сдвига тока в цепи КЗ; ia(0)- начальное значение апериодической составляющей тока КЗ; Ta- постоянная времени, зависящая от параметров цепи.

Наибольшая апериодическая составляющая зависит как от фазы включения, так и от предшествующего режима. В инженерной практике принято в качестве расчетного случая рассматривать предварительно разомкнутую цепь. При этом для цепей с преобладающей индуктивностью, когда =90 приблизительно совпадают условия возникновения наибольшей апериодической составляющей и максимума мгновенного значения полного тока, который называется ударным током короткого замыкания;

(2)

где Inm= - амплитуда периодической составляющей; куд - ударный коэффициент, изменяющийся в пределах 1 < kуд < 2.

Нетрудно видеть, что апериодические составляющие токов в фазах различны и, следовательно, рассмотрение трехфазного короткого замыкания как симметричного может быть отнесено только к периодическим составляющим фазных токов. Периодическая составляющая тока трехфазного КЗ определяется напряжением источника и сопротивлением цепи, которые предполагаются неизменными. Следовательно, .неизменным остается и действующее значение периодической составляющей.

В случае внезапного КЗ синхронного генератора при нагрузке периодическую составляющую тока можно приближенно выразить через расчетные ЭДС: сверхпереходную Eq” и переходную Eq' , вычисляемые из предшествующего режима с помощью векторных диаграмм или по формулам:

;(3)

(4)

ЭДС и - это расчетные ЭДС, которые в начальный момент изменения режима сохраняют свое предшествующее значение. Периодическая составляющая тока трехфазного КЗ на шинах генератора определяется в этом случае без особых затруднений:

---

или (5)

При расчете ударного тока учитывают затухание лишь апериодической составляющей тока, считая, что амплитуда сверхпереходного тока остается практически неизменной в течение полупериода. Ударный ток для наиболее тяжелых условий определяется по формуле:

(6)

где kyд - ударный коэффициент, зависящий от постоянной времени Та.э:

(7)

Постоянная времени Tаэ вычисляется одним из приведенных методом.

Для систем со многими генераторами и нагрузками точный расчет токов КЗ представляет собой очень сложную задачу. В инженерной практике определение начального сверхпереходного тока рекомендуется выполнять по следующей методике.

1. Составляют схему замещения, в которой:

а) генераторы, синхронные компенсаторы, синхронные двигатели, асинхронные двигатели представляются своими сверхпереходными значениями Е" и X" (рис.1). ЭДС Е" рассчитывают из предшествующего режима. Для синхронных двигателей, работающих с опережающим током (перевозбуждением), и синхронных генераторов Е" определяется по выражению (3); для синхронных двигателей, работающих с отстающим током (недовозбуждением), и асинхронных двигателей ЭДС Е" определяется по выражению

;(8)

Значения ЭДС Е" по выражениям (3, 8, 9) удобно определить сначала в относительных единицах (о.е) при номинальных условиях, а затем сделать перерасчет к базисным условиям. Следует отметить, если для двигателей вместо х" дается значение ?I пуск(н), то ?x

(10)

б) обобщенная нагрузка представляется также сверхпереходными значениями Е" и х";

Е"нагр =0.85 и х"нагр=0,35. (11)

Эти значения даны в относительных единицах при номинальной мощности нагрузки и среднем номинальном напряжении ступени, где она присоединена.

---

Смотрите также файлы

• Контрольная_потребители.docx

• Лабораторная.docx

• Практическая_.docx

• светотехника КР.docx

• Пояснительная записка_испр Хрячков.docx