Расчет токов короткого замыкания по методу типовых кривых. кратко

Привет, Вы узнаете о том , что такое методу типовых кривых, Разберем основные их виды и особенности использования. Еще будет много подробных примеров и описаний. Для того чтобы лучше понимать что такое методу типовых кривых, расчет токов короткого замыкания по методу типовых кривых , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Теоретические основы электротехники.

Метод типовых кривых основан на использовании графиков изменения во времени отношения действующего значения периодической составляющей тока короткого замыкания от генераторов в произвольный момент времени к начальному значению этого тока(рис. 5.6)

а)

б)

Рис.5.6. Типовые кривые изменения во времени тока КЗ синхронной машины (мощностью до 800 МВт включительно) при разных удаленностях точки КЗ

Обычно под удаленностью точки короткого замыкания от синхронной ма- шины понимают приведенное к номинальной мощности и номинальному напряжению машины внешнее сопротивление, которое оказывается подклю- ченным к машине в результате короткого замыкания. Однако такая оценка удаленности применима лишь в том случае, когда расчетная схема содержит только одну или несколько синхронных машин, находящихся в одинаковых условиях по отношению к точке короткого замыкания. Более удобной и универсальной величиной, которая в полной мере характеризует удаленность точки короткого замыкания от синхронной машины и может быть определена в любой схеме и при любом числе источников питания, является отношение

,

где – начальное значение тока КЗ генератора (компенсатора);

–номинальный ток синхронной машины, приведенный к среднему номинальному напряжению , к той ступени напряжения, где рассматривается КЗ

Этот ток определяется по соотношению , (5.2)

где – номинальная мощность синхронной машины, МВА.

Если расчеты тока КЗ проводятся в относительных единицах при произвольно выбранных условиях, то , (5.3)

где – ток синхронной машины в начальный момент короткого замыкания, выраженный в относительных единицах при произвольно выбранных базисных условиях;

–базисная мощность.

За целесообразно выбирать номинальную мощность машины, так как в этом случае .

Типовые кривые позволяют для интервала времени от 0 до 0,5 с найти периодическую составляющую тока КЗ с приближенным учетом влияния нагрузки сети. Кривые справедливы для турбогенераторов мощностью от 12,5 до 800 МВт, гидрогенераторов мощностью до 500 МВт и для всех крупных синхронных компенсаторов.

Типовые кривые построены при следующих условиях: предельное возбуждение для турбогенераторов и синхронных компенсаторов превышает номинальное в 2 раза, а для гидрогенераторов– в 1,8 раза; постоянная времени нарастания напряжения на обмотке возбуждения синхронной машины при форсировке возбужденияравна нулю. Исключение составляет кривая, соответствующая, при построении которойбыла принята равной 0,25 с.

Из вышеизложенного способа построения типовых кривых следует простая методика их использования.

1. Расчет тока короткого замыкания в схемах с одним генератором

Если расчетная схема содержит один генератор (или несколько однотипных генераторов, находящихся в одинаковых условиях по отношению к точке КЗ), то расчет тока КЗ для моментов времени до 0,5 с целесообразно проводить в последовательности:

1. Составляется расчетная схема замещения для определения начального значения периодической составляющей тока КЗ, в которой нагрузочные ветви опущены, генератор (компенсатор) учтен сверхпереходным сопротивлением и сверхпереходной ЭДС, значение которой (если оно не дано в исходных данных) может быть определено по выражению (5.1).

2. Об этом говорит сайт https://intellect.icu . Определяется суммарное сопротивление схемы замещения относительно тока короткого замыкания и начальное значение периодической составляющей тока в месте трехфазного КЗ от генератора (или группы однотипных генераторов)

,

где – базисный ток ступени, на которой находится точка КЗ.

3. В зависимости от принятого способа выполнения расчета (в именованных или относительных единицах) по формулам (5.1) или (5.3) определяется удаленность точки КЗ от синхронной машины – . При наличии нескольких однотипных синхронных генераторов (компенсаторов) в формулы (5.2) или (5.3) вместонадо подставить суммарную мощность всех генераторов.

4. По кривой , соответствующей найденному значению, для нужного момента времениt определяется отношение тока КЗ в этот момент к начальному значению тока, т.е. . Если значение токаоказывается дробным числом, то его округляют до ближайшего целого числа (если разница этих чисел невелика) или производят интерполирование кривых.

5. По найденному отношению определяется действующее значение периодической составляющей тока КЗ от генератора (или группы генераторов) в момент времениt.

Изложенный выше порядок расчета тока КЗ сохраняется и при наличии в схеме нескольких синхронных генераторов (компенсаторов), если короткое замыкание является трехфазным, и поэтому генерирующие ветви не связаны с местом короткого замыкания общим сопротивлением, т.е. оказываются независимыми друг от друга.

В этом случае находятся сверхпереходные ЭДС разных генераторов (компенсаторов), определяются суммарные сопротивления и начальные значения периодической составляющей токов КЗ отдельных ветвей, по форму- лам (5.1) или (5.3) определяются относительные значения токов разных генераторов (компенсаторов) , по соответствующим типовым кривым находятся отношения . Затем находятся токив именованных единицах, и определяется суммарный ток в месте КЗ.

2 Определение тока короткого замыкания в сложной электрической системе

Если в схеме имеется несколько источников конечной мощности с раз- ной электрической удаленностью от точки КЗ, а также система неизменного напряжения, то целесообразно все источники разбить на две группы. В одну из них включить все синхронные генераторы (компенсаторы), находящиеся близко к точке КЗ (связанные с точкой КЗ непосредственно через одну ступень трансформации), а в другую группу – источники, значительно удаленные от точки КЗ, включая остальную часть энергосистемы, заменив их одним источником с неизменным напряжением на его шинах (далее он назван системой), рис. 5.7, 5.8.

Рис.5.7. Первая расчетная схема Рис.5.8. Вторая расчетная схема

Если система непосредственно связана с точкой КЗ, т.е. не имеет об- щих с другими источниками ветвей (рис. 5.7), то действующее значение периодической составляющей тока КЗ от системы следует находить по выражению

,

где – суммарное сопротивление до точки КЗ в относительных единицах при выбранных базисных условиях;

–базисный ток той ступени напряжения, на которой находится точка КЗ, кА.

В тех случаях, когда генератор, подлежащий индивидуальному учету, и система связаны точкой КЗ через общее сопротивление (рис. 5.8), изменение во времени тока генератора приводит к изменению тока от системы. Степень изменения тока в месте КЗ к любому моменту времениt можно определить приближенно по специальным кривым , построенным для разных отношенийв пределах от единицы до нуля.

Пример 5.4. Определить ток трехфазного короткого замыкания в точке К электростанции, схема которой изображена на рис. 5.9, а в момент времени t = 0,2 с.

Рис. 5.9. К примеру 5.4: а – исходная схема; б – расчетная схема

На электростанции установлены два одинаковых синхронных генератора мощностью 37,5 МВА, cos = 0,8, , ; параметры транс- форматоров: МВА;

Решение:

Сопротивления элементов схемы замещения электростанции (рис. 5.9, б) в относительных единицах при МВА,кВ и

кА:

Номинальный ток каждого генератора:

.

Оба генератора находятся в одинаковых условиях относительно точки КЗ. Поэтому рассматриваем их как один эквивалентный генератор с результирующим сопротивлением

Начальный ток, создаваемый эквивалентным генератором при трехфазном КЗ: .

Отношение тока эквивалентного генератора при трехфазном КЗ к номинальному току отдельных генераторов:

.

+По кривым (рис. 5.6) для t = 0,2 с находим . Ток трехфазного КЗ в точке (К), создаваемый эквивалентным генератором в момент времениt = 0,2 с.

.

3. Расчет токов короткого замыкания в системах напряжением ниже тысячи вольт

При расчете тока КЗ в сети напряжением ниже 1000 В (рис. 5.10) можно принимать, что напряжение на шинах высокого напряжения (6-20 кВ) понижающего трансформатора неизменно (), если соблюдается условие,

где - номинальная мощность понижающего трансформатора;

- установленная генерирующая мощность.

При расчете токов КЗ в сетях напряжением ниже 1000 В составляется схема замещения, в которой учитываются как индукционные, так и активные сопротивления элементов: понижающего трансформатора, трансформаторов тока, катушек максимального тока защитных аппаратов, кабельных и воздушных линий, шинопроводов; активные сопротивления переходных контактов (рубильников, автоматических выключателей) и т.п.

Рис. 5.10. КЗ в сетях до 1000 вольт

Расчет целесообразно проводить в именованных единицах: мощность – кВА, ток – А, напряжение – В, сопротивление – МОм (1 МОм = Ом).

Схема замещения для сети (рис. 5.10) представлена на рис. 5.11.

Ток КЗ от системы определяется по выражению

,

где - линейное напряжение на шинах высокого напряжения понижающего трансформатора, приведенное к напряжению ниже 1000 В;

–суммарные индуктивные и активные сопротивления схемы замещения от шин трансформатора до точки короткого замыкания.

Рис. 5.11. Схема замещения

Влияние асинхронных двигателей, подключенных непосредственно к месту КЗ, на величины рекомендуется учитывать во всех случаях.

Ток подпитки места КЗ от асинхронных двигателей определяется по выражению ,

где – значение суммарного номинального тока двигателей.

Тогда полное значение тока КЗ определяется как сумма токов КЗ от системы и от двигателей.

где – коэффициент, определяемый по рис. 5.12. в зависимости от отношения: .

Рис. 5.12. Зависимость ударного коэффициента от отношения x/r

Исследование, описанное в статье про методу типовых кривых, подчеркивает ее значимость в современном мире. Надеюсь, что теперь ты понял что такое методу типовых кривых, расчет токов короткого замыкания по методу типовых кривых и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то не стесняйся, пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории Теоретические основы электротехники