Расчет токов КЗ с помощью расчетных кривых.

Общие положения метода расчетных кривых.

Ток КЗ в произвольный момент после возникновения КЗ может быть найден с помощью специально построенных расчетных кривых. Эти кривые позволяют определить периодическую составляющую тока в месте КЗ. При построении кривых приближенно учтено влияние нагрузки в сети на ток КЗ.

На рис. 8.1–8.4 даны расчетные кривые Int = f(Храсч) при t = var, построенные в 1940 г. для схемы с типовыми генераторами мощностью до 100 МВт, а также производные от них кривые Int=f(t) при Храсч=var, построенные в 1970 г.

Рисунок 8.1 – Расчетные кривые для гидрогенераторов

Рисунок 8.2 – Расчетные кривые для турбогенераторов

Указанные кривые позволяют найти периодическую составляющую тока в месте КЗ с учетом влияния нагрузки в сети для произвольного момента времени от t=0 до t=∞. Параметры современных генераторов мощностью более 100 МВт (сопротивления, механические постоянные, быстродействие систем возбуждения и т. д.) существенно отличаются от аналогичных параметров генераторов мощностью до 100 МВт.

Это обстоятельство потребовало разработки новых расчетных кривых (рис. 8.3), которые позволяют для интервала времени от 0 до 0,5 с найти периодическую составляющую тока в месте КЗ с приближенным учетом влияния нагрузки сети.

а) б)

Рисунок 8.3 – Кривые I_пк(t) для гидрогенераторов(а) и турбогенераторов (б)

Кривые справедливы для турбогенераторов мощностью 12,5 – 800 МВт, гидрогенераторов мощностью до 500 МВт и для всех крупных синхронных компенсаторов. Кривые включены в «Руководящие указания по расчету коротких замыканий, выбору и проверке аппаратов и проводников по условиям КЗ» (1975 г.).

Методика нахождения тока КЗ для произвольного момента времени с помощью расчетных кривых приведена ниже.

1. Составляется схема замещения, в которую генераторы вводятся своими сверхпереходными сопротивлениями Х’’d, а нагрузочные ветви не учитываются.

2. Схема замещения упрощается относительно точки КЗ и находится результирующее сопротивление между источникам и точкой КЗ Храсч(б).

3. Результирующее сопротивление приводится к номинальным условиям источников

4. По расчетным кривым для интересующего момента времени находится периодическая составляющая тока в месте КЗ, Int(н).

5. Находится ток КЗ в именованных единицах

где I_{г, ном сум} – номинальный ток генераторов, приведенный к ступени напряжения той сети, где произошло КЗ.

6. При большой электрической удаленности точки КЗ от источников, когда Храсч(н)>3 можно принять, что

и

7. В ряде случаев нахождения тока КЗ с помощью расчетных кривых по общему изменению тока, т.е. когда все генераторы заменяются эквивалентным источником, неправомерно или невозможно. Это имеет место при наличии в исходной схеме источников, существенно различных по характеристикам (ТЭС, ГЭС), мощности (генераторы и электростанции конечной мощности и системы неизменного напряжения) и удаленности от места КЗ. В подобных случаях определение тока КЗ производят по индивидуальному изменению тока от характерных групп источников. Для этого исходная схема замещения приводится к схеме полного многоугольника, вершинами которого являются точки приложения ЭДС источников и точка КЗ.

В последней схеме находятся токи, посылаемые различными источниками в точку КЗ, а также суммарный ток в месте КЗ.

Описанный метод позволяет найти ток в месте КЗ, однако не позволяет найти распределение тока КЗ по ветвям схемы.

9 Расчёт тока трёхфазного КЗ с помощью типовых кривых

Типовые кривые представляют собой семейство основных кривых (рис.9.1)

при

и семейство дополнительных кривых

при ,

Рис.9.1. Типовые кривые изменения во времени тока КЗ синхронной машины

где – периодическая составляющая тока генератора (источника) в произвольный момент времени t после возникновения КЗ (t = 0 ¸ 0,5 с);

– периодическая составляющая тока генератора (источника) в начальный момент КЗ;

– номинальный ток генератора (источника);

– ток в месте КЗ в произвольный момент времени t;

– ток в месте КЗ в начальный момент КЗ.

Для нахождения тока КЗ в схеме с несколькими генераторами, находящимися в примерно одинаковых условиях относительно точки КЗ и, следовательно, могущими быть представленными одним эквивалентным источником, необходимо:

1. Составить схему замещения в которой генераторы учтены их сверхпереходным ЭДС и сопротивлениями , а нагрузочные ветви сети опущены.

2.Преобразовать схему относительно точки КЗ и найти начальное значение в месте КЗ и тока генераторов .

3.Найти отношение токов:

4.По основным расчётным кривым найти для интересующего момента времени t отношение токов:

5.Найти искомый ток в месте КЗ для интересующего момента времени t:

Если в схеме имеется несколько источников конечной мощности с разной электрической удалённостью от точки КЗ, а также система неизменного напряжения, то целесообразно все источники разбить на две группы. В одну из них следует включить все источники, электрически близко расположенные к точке КЗ (связанные с точкой КЗ непосредственно или через одну ступень трансформации), а в другую группу – все прочие источники, приняв их в качестве системы неизменного напряжения.

Для нахождения тока КЗ в этом случае необходимо:

1. Составить схему замещения, в которой источники учитываются их сверхпереходными ЭДС и сопротивлениями, а нагрузочные ветви сети опускаются.

2. Преобразовать схему относительно точки КЗ с выделением двух групп источников (схема трёхлучевой звезды).

3. Найти токи Iго и Iко и их отношение Iго/Iко.

4. Для интересующего момента времени t по основным кривым найти Iгt/Iго при известном отношении Iго/Iг.ном, а далее пользуясь вспомогательными кривыми, при известном отношении Iго/Iко найти Iкt/Iко.

5. Определить искомый ток в месте КЗ:

Если система непосредственно связана с точкой КЗ, т.е. не имеет общих с другими источниками ветвей, по которым одновременно проходят как ток системы, так и ток этих источников, то систему следует выделять в расчетной схеме и ток КЗ от нее находить по простейшему выражению:

где I_б – базисный ток той ступени напряжения сети, на которой возникло КЗ.

По типовым кривым можно найти ток в месте КЗ, но не его распределение по ветвям схемы.

Дата добавления: 2015-07-08