7. Расчет токов короткого замыкания. Периодическая составляющая тока кз

Периодическая составляющая - ток - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Периодическая составляющая - ток

Cтраница 1

Периодическая составляющая тока изменяется по гармонической кривой в соответствии с синусоидальной ЭДС генератора. Апериодическая-определяется характером затухания тока короткого замыкания, зависящего от активного сопротивления цепи и обмоток статора генератора. [1]

Периодическая составляющая тока / г в ветви Г изменяется во времени в соответствии с параметрами генераторов ( компенсаторов), характеристиками регуляторов возбуждения, удаленностью точки замыкания и др. Периодическая составляющая тока 1пС ветви С неизменна во времени. [2]

Периодическая составляющая тока изменяется по гармонической кривой в соответствии с синусоидальной ЭДС генератора. Апериодическая - определяется характером затухания тока короткого замыкания, зависящего от активного сопротивления цепи и обмоток статора генератора. [4]

Периодическая составляющая тока / п ( г в ветви Г изменяется во времени по сложному закону, определяемому параметрами генераторов и характеристиками регуляторов возбуждения. Периодическую составляющую тока / п с в ветви С принимают незатухающей. Периодическая составляющая тока в месте замыкания равна сумме этих двух токов. Двухлучевая схема используется при определении импульса квадратичного тока при к. [6]

Периодическая составляющая тока КЗ от генератора изменяется во времени по сложному закону. [7]

Периодическая составляющая тока статора в условиях нормального включения не должна превышать более чем в 3 5 раза величину номинального тока. При аварийных режимах работы допускается пятикратность периодической составляющей по отношению к номинальному току. [8]

Периодическая составляющая тока статора при нормальном включении генератора не должна превышать более чем в 3 5 раза величину номинального тока. При аварийных режимах работы допускается пятикратность периодической составляющей по отношению к номинальному току. [9]

Периодическая составляющая тока статора ( одновременно со всеми нечетными гармониками) убывает до своей установившейся величины с постоянной времени цепи ротора. Апериодическая составляющая тока ротора, возникающая при внезапном коротком замыкании, уменьшается по тому же закону до установившейся величины постоянного тока IrL. В цепи ротора все четные высшие гармонические обнаруживаются и в установившемся режиме. [10]

Периодическая составляющая тока КЗ в начальный момент времени / п то называется начальным током КЗ. Значение начального тока КЗ используют, как правило, для выбора уставок и проверки чувствительности релейной защиты. [12]

Периодическая составляющая тока статора при нормальном включении генератора не должна превышать более чем в 3 5 раза силу номинального тока. При аварийных режимах работы допускается пятикратиость периодической составляющей по отношению к номинальному току. [13]

При замыкании за реактором периодическая составляющая тока короткого замыкания не изменяется во времени ( / 7), что позволяет принять t tpac4 22 сек. [14]

Страницы: 1 2 3 4 5

www.ngpedia.ru

3.3 Определение периодической составляющей тока

Найдем ЭДС первой станции:

Так как при приближенном приведении , то ЭДС каждой системы можно определить по паспортным данным.

Токи отдельных источников в начальный момент времени

Суммарный ток трехфазного короткого замыкания

В именованных единицах

Эквивалентная ЭДС:

Суммарный ток трехфазного короткого замыкания

то есть ток совпадает с найденным током от отдельных источников.

Периодическая составляющая тока трехфазного КЗ для момента времени с ис найдём по методу типовых кривых.

Номинальные токи станций в о.е.

При электрической удаленности точки КЗ от источника отношениедля момента времени определяется по типовым кривым:

Для момента времени c:

Периодическая составляющая тока КЗ для момента времени с

Суммарный ток трехфазного короткого замыкания для с

Периодическая составляющая тока КЗ для момента времени с

Суммарный ток трехфазного короткого замыкания

3.4 Определение ударного тока кз

Активные сопротивления определяются по отношению: .

Сопротивления генераторов:

Сопротивления трансформаторов:

Сопротивления линий:

Сопротивления автотрансформатора:

Сопротивление системы:

Схема замещения для активных сопротивлений составляется и преобразуется аналогично схеме замещения для реактивных сопротивлений (рисунки 3-8):

, где - эквивалентная постоянная времени.

Если в относительных единицах, то

Если в именованных единицах, то

Ударный ток определим по формуле

3.5 Определение действующего значения тока кз за первый период, теплового импульса и мощности кз

Действующее значение тока КЗ за первый период его изменения

Тепловой импульс тока КЗ

Мощность в момент времени с (время отключения КЗ)

3.6 Расчет остаточных напряжений при трехфазном кз

Остаточное напряжение на шинах СН автотрансформатора (в точке К4)

или

В именованных единицах

Остаточное напряжение в точке К5

В именованных единицах

5.5.1 Составление и преобразование схем отдельных последовательностей

Схема замещения обратной последовательности по структуре аналогична схеме замещения прямой последовательности, но не содержит ЭДС, а сопротивления элементов считаются постоянными для любого момента времени. Генераторы вводятся в схему своими сопротивлениями обратной последовательности ().

Составляется схема замещения обратной последовательности (рис. 5.9).

Сопротивления обратной последовательности для генераторов с приведением их значения к базисным величинам:

Схема замещения обратной последовательности сворачивается аналогично схеме замещения прямой последовательности.

Расчет (рис. 5.10):

Рис. 5.9. Схема замещения обратной последовательности

Рис. 5.10

Расчет (рис. 5.11):

Рис. 5.10

Расчет:

Рис. 5.11

Коэффициенты распределения от единичного тока.

Расчет (рис. 5.11):

Расчет (рис. 5.10):

Выполняется проверка:

Определяются взаимные сопротивления обратной последовательности для станций и системы (рис. 5.12)

Рис. 5.12. Разделение источников схемы обратной последовательности

Схема замещения нулевой последовательности определяется участвующими в схеме трансформаторами и характером соединения их обмоток. Токи нулевой последовательности протекают через трансформаторы, нейтрали которых заземлены. Генераторы не принимают участие в схеме, т.к. оказываются отдаленными от путей протекания токов нулевой последовательности. Для автотрансформатора учитывается обмотка НН.

Составляется исходная схема замещения нулевой последовательности.

В схеме (рис. 5.13) и все нейтрали заземлены.

Рис. 5.13. Схема замещения нулевой последовательности

Определяются параметры элементов схемы замещения (рис. 5.13).

Трансформаторы:

Линии:

где

Расчет (рис. 5.15):

Рис. 5.15

Расчет (рис. 5.16):

Расчет:

Коэффициенты распределения от единичного тока для нулевой последовательности

Расчет (рис. 5.18–5.16):

Выполняется проверка

Определяются взаимные сопротивления нулевой последовательности для станций и системы (рис. 5.20):

Рис. 5.20. Разделение источников для нулевой последовательности

studfiles.net

7. Расчет токов короткого замыкания

Для проверки аппаратов и токоведущих частей по термической и электродинамической стойкости, для проверки выключателей по отключающей способности необходимо определить следующие токи трехфазного короткого замыкания:

I по – действующее значение периодической составляющей тока КЗ в момент времени t = 0. Этот ток необходим для определения теплового воздействия тока КЗ;

iу– ударный ток для проверки шин и аппаратов на электродинамическую стойкость;

I пτ – действующее значение периодической составляющей тока КЗ в момент времени τ;

i аτ– мгновенное значение апериодической составляющей тока КЗ в момент времени τ.

Расчет производится в следующей последовательности:

– на основании структурной схемы электроустановки, с учетом принятых схем электрических соединений и режима работы электрооборудования выполняется расчетная схема, на которой указываются все расчетные токи короткого замыкания, среднее напряжение на шинах и параметры оборудования;

– составляется схема замещения и производится расчет индуктивных сопротивлений в относительных единицах, относительно базовой мощности;

– производятся преобразования схемы замещения относительно точек короткого замыкания к наиболее простому виду;

– определяются по закону Ома токи короткого замыкания.

Под расчетной схемой электроустановки понимают упрощенную однолинейную схему установки с указанием всех элементов и их параметров, которые влияют на ток КЗ и поэтому должны быть учтены при выполнении расчетов.

На расчетной схеме намечаются точки КЗ, в которых необходимо провести расчет токов КЗ. Точка КЗ намечается на сборных шинах того напряжения, к которым подключено присоединение (линия, трансформатор, генератор), в цепи которого следует произвести выбор электрических аппаратов и токоведущих частей.

На сборных шинах расчетной схемы электроустановки указывают величины средних напряжений U ср, кВ, согласно шкале: 770; 515; 340; 230; 154; 115; 37; 24; 20; 18; 15,75; 13,8; 10,5; 6,3; 3,15.

Номинальные параметры берутся из каталожных данных электрооборудования, средние значения удельных сопротивлений линий электропередачи xудможно взять из табл. 3.1 [2], с. 98.

Схемой замещения называют электрическую схему, соответствующую по исходным данным расчетной схеме, но в которой все магнитные (трансформаторные) связи заменены электрическими. Схемы замещения элементов электрической схемы и формулы для расчета индуктивных сопротивлений приведены в табл. 3.4 [2] с. 104. Каждому сопротивлению схемы замещения присваивается свой номер, который сохраняется за ним до конца расчета. За базовую мощность можно принять любую величину. Для удобства расчета сопротивлений, чаще всего принимают S б = 1000 МВА.

Преобразование схемы замещения осуществляется для получения простейшего вида схемы. Преобразование идет от источников питания к месту короткого замыкания так, чтобы между источником и точкой КЗ осталось одно сопротивление. При этом используются известные правила последовательного и параллельного сложения сопротивлений, преобразования треугольника сопротивлений в звезду и обратно и т.п.

Расчет токов КЗ – процесс трудоемкий, требующий внимания при произведении расчетов и анализа получаемых результатов, поэтому расчет этот удобно производить в табличной форме (табл. 4).

Значения сверхпереходной ЭДС Е″ приведены в табл. 3.2 [2] с. 99, ударного коэффициента Ку и постоянной времени затухания Та в табл. 3.6, 3.7 [2], с.110-111.

Таблица 4

Таблица расчета токов трехфазного короткого замыкания

Точка КЗ	К-1	К-2	К-3
Базовая мощность S, МВА
Среднее напряжение Uср, кВ
Источник
Номинальная мощность, S ном, МВА
Результирующее сопротивление Х рез
Базовый ток I б = S б/√ 3 Uср, кА
Е″
Начальное действующее значение периодической составляющей тока КЗ I по = E″ ∙ I б / х рез , кА
Ударный коэффициент K уд
Ударный ток I уд = √ 2Iп0K уд, кА
Периодическая составляющая тока КЗ I пτ , кА
Время размыкания цепи КЗ дугогасительными контактами выключателя τ = (0,01 + t с.в. отк), с
Постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ Т а, с
е –τ/Та
Апериодическая составляющая тока КЗ i аτ= √2 I по е -τ /Та, кА

Результаты расчета токов короткого замыкания необходимо привести в табличной форме (табл. 5).

Таблица 5

Сводная таблица результатов расчета токов трехфазного КЗ

Точка КЗ	U ср, кВ	Источники	I по	I пτ	I аτ	I уд	√2Iпτ +I аτ

studfiles.net

§1. Расчет начального значения тока КЗ.

Начальное (сверхпереходное) значение периодической составляющей тока трехфазного КЗ определяется по результирующему сопротивлению короткозамкнутой цепи в относительных Х*рез.б. или в именованных Хрез.б. единицах и сверхпереходной ЭДС ЕII СМ или АМ в исходном режиме.

«+» - для СГ, СК и СД, работающих с перевозбуждением;

«-» - для СМ, работающих с недовозбуждением и АД.

Начальное значение периодической составляющей Iкз в именованных единицах:

где Iб – базисный ток, соответствующий напряжению той ступени трансформации, на которой произошло КЗ.

Для приближенных расчетов можно пользоваться средними относительными значениями X"*d и E*".(Табл.4)

Таблица 4.

Влияние нагрузки в начальный момент трехфазного КЗ зависит от значения остаточного напряжения в точке ее приложения. Чем дальше находится источник питания (электростанция, подстанция, ЭЭС) от точки КЗ и чем ближе расположена нагрузка к этой точке, тем сильнее сказывается ее относительная роль в увеличении тока КЗ.

Пример.

Находим X*рвз и E*рвз

Начальный сверхпереходный ток с учётом нагрузок:

Оценим влияние нагрузок как источников питания: определим значения остаточного напряжения в точке А:

при таком значении влияние нагрузок как источников питания КЗ незначительно.

Если пренебречь нагрузками Н-1 и Н-2 и считать E*рвз≈1:

определим погрешность:

- т.е ток на 8,26% меньше, чем с учётом нагрузок и E*"

Если - на 6,75% меньше.

Правило учета нагрузок.

При определении начального тока КЗ обычно учитывают только те нагрузки и отдельные электрические двигатели, которые непосредственно связаны с точкой КЗ или находятся на небольшой электрической удалённости от неё.

Под электрической удалённостью точки КЗ от источника питания (или подпитки) понимают приведённое к номинальной мощности и номинальному напряжению источника суммарное сопротивление короткозамкнутой цепи в относительных единицах X*Σ (при его значении большем 3 – КЗ считается удалённым; при X*Σ ≤ 3 - малоудалённым). Удалённость точки КЗ можно оценить отношением тока источника в начальный момент времени КЗ к его номинальному току. Короткое замыкание малоудалённое, если это отношение ≥1, иначе – удалённое.

При большой удалённости точки КЗ от источника питания (за маломощными трансформаторами, реакторами и т.д.) можно считать, что ветвь схемы замещения с точкой КЗ питается от источника неограниченной мощности а периодическая составляющая тока КЗ является незатухающей (I" = Iп,t ).

В этом случае на результирующее сопротивление цепи короткого замыкания влияет в основном сопротивление элементов этой ветви. Периодическая составляющая тока при трёхфазном коротком замыкании определяется (в А):

или в о.е.:

мощность КЗ:

Полученные Ik,t(3) и Sk,t(3) будут несколько завышены, т.к. реально X"c?0.

Пример.

При трехфазном КЗ в точке К2 СЭС, схема которой изображена на рисунке а, определить периодическую составляющую аварийного тока, мощность и ударный ток в месте повреждения при раздельной и параллельной работе трансформаторов. При КЗ в точке К1 мощность Sk1 = 400 МВ?А.

Решение:

Примем Sб = 100 МВ·А, Uб1 = 6,3 кВ.

Тогда

Все величины, которые войдут в схему замещения, выразим в относительных единицах с учетом выбранных базисных условий.

Сопротивление СЭС:

ЭДС:

Сопротивление ЛЭП:

Сопротивления трансформаторов:

При раздельной работе трансформаторов (выключатель QF отключен) схема замещения СЭС показана на рисунке б.

Результирующее сопротивление до точки К2:

Периодическая составляющая аварийного тока в точке К2:

Мощность КЗ:

Ударный ток найдем, исходя из условия, что наибольшее значение тока наступает через полпериода (0,01 с) с момента возникновения КЗ, а постоянная времени Та = 0,05 с. При этом

При параллельной работе трансформаторов (выключатель QF включен) схема замещения СЭС изображена на рисунке в.

Результирующее сопротивление до точки К2:

Периодическая составляющая аварийного тока в точке К2:

Мощность КЗ:

Ударный ток КЗ:

Следующая >§2. Использование принципа наложения.

xn----8sbnaarbiedfksmiphlmncm1d9b0i.xn--p1ai