Практические методы расчета переходного процесса при трехфазном кз

§13 практические методы расчета переходного процесса при трехфазном кз

При решении многих практических задач (выбор оборудования, расчет уставок релейной защиты) не требуется знание точных значений токов КЗ, но необходимы простота и сокращение расчетных операции. Для этих целей разработаны приближенные методы расчета.

Существенного сокращения и упрощения расчетов достигают, принимая определенные допущения:

· не учитывается взаимное влияние синхронных генераторов

· ротор каждой синхронной машины считается симметричным
(, )

· апериодическая составляющая тока КЗ учитывается приближенно.

Указанные допущения приводят к некоторому увеличению расчетных токов КЗ. При этом характерно:

· Начальные значения токов, вычисляемые практическими методами, вполне согласуются с осциллографическими записями. Ошибка в пределах 5%.

· Если КЗ не сопровождается сильными качаниями генераторов, то практические методы позволяют с погрешностью 10-15% вычислить значение тока в месте КЗ в произвольно выбранный момент времени.

Рекомендуемые материалы

Порядок расчета при трехзфазном КЗ: /3, стр.121-154/

1. Выбор конкретного метода определяется условиями стоящей задачи.

2. По расчетной схеме сети составляется электрическая схема замещения (ЭСЗ).

Расчетная схема – упрощенная однолинейная схема электрической системы с указанием всех влияющих на ток КЗ элементов.

Электрическая схема замещения – схема, соответствующая расчетной, в которой все магнитные (трансформаторные) связи заменены электрическими.

Все параметры ЭСЗ приводят к одной основной ступени напряжения и выражают в относительных или именованных единицах.

За основную ступень удобно принимать напряжение точки КЗ. При этом за базовое напряжение принимают среднее напряжение основной ступени. (Ряд средних значений напряжений: 6,3; 10,5; 20; 24; 37; 115; 154; 230; 340; 515 кВ).

За базовую мощность принимают значения кратные  МВА (10, 100, 1000)

Параметры ЭСЗ  можно найти по выражениям, приведенным в /3/.

Каждому сопротивлению присваивается определенный номер, сохраняемый до конца расчета.

С учетом принятых допущений, характерными являются следующие моменты:

· В ЭСЗ в сети с напряжением выше 1 кВ учитываются только индуктивные сопротивления.

· Для синхронных генераторов, компенсаторов и двигателей задается сверхпереходное сопротивление по продольной оси –  и сверхпереходная ЭДС –

                      ,

где  и  – фазные напряжение и ток в предшествующем режиме,
 – угол сдвига между током и напряжением в предшествующем режиме.

Приближенно  можно взять из таблицы 3.1 в /3/.

· Нагрузка в ЭСЗ учитывается упрощенно: она не учитывается, если отделена от места КЗ ступенью трансформации.

· Когда токи КЗ определяются только в небольшой части мощной системы, то остальную ее часть можно представить в виде эквивалентной системы, подключенной к рассматриваемому участку. Эквивалентная система вводится источником неизменной ЭДС  и реактивным сопротивлением . Если расчет ведется в относительных единицах, то .

3. Преобразование схемы. Преобразование (свертывание) схемы выполняется по направления от источника питания к месту КЗ. Целью преобразования является определение результирующего сопротивления  и результирующей ЭДС .

Схема свертывается к виду (*) только в том случае, если источники находятся по отношению к месту КЗ в одинаковых условиях. Если же источники находятся в существенно разных условиях (например, эквивалентная система и генераторы), то к месту КЗ оказываются подключенными несколько результирующих ветвей.

4. Определение начального значения периодической составляющей тока КЗ.

                                              .

Если нужно знать токи в других ветвях схемы, то необходимо схему развернуть и рассчитать распределение токов в ветвях.

                                       .

5. Определение апериодических и ударных токов в месте КЗ.

Приближенно можно взять из /3/.

Ударный ток:

                 .

Значения ударного коэффициента  также можно найти в /3/.

6. Определение значения периодической составляющей тока КЗ в произвольный момент времени.

В соответствии с руководящими указаниями по расчетам к.з., рекомендуется применять метод типовых кривых.

Метод основан на использовании кривых изменения во времени коэффициента  при различной удаленности генератора от места КЗ.

                                               .

Рекомендация для Вас - 3 Технологические процессы и структура оборудования.

Удаленность генератора от места КЗ характеризуется коэффициентом :

                                              ,

где                         .

Если  оказывается меньше 1, то периодическая составляющая .

Для эквивалентной системы: .