Схема замещения и особенности преобразования
Схемой замещения называют электрическую схему, соответствующую по исходным данным расчетной схеме, но в которой все магнитные (трансформаторные) связи заменены электрическими.
При расчетах в именованных единицах все сопротивления схемы должны быть выражены в омах и приведены к одному базовому напряжению (к среднему напряжению одной электрической ступени). Если расчет выполняется в относительных единицах, то необходимо предварительно привести все сопротивления элементов схемы замещения к одним и тем же базовым условиям. За базовую мощность обычно принимают 100, 1000 или 10000 МВА. За базовое напряжение - соответствующее среднее напряжение.
Каждому сопротивлению в схеме замещения присваивается определенный номер, который сохраняется за ним до конца расчета. После того как схема замещения составлена и определены сопротивления всех элементов, она преобразуется к наиболее простому виду. При этом используются правила параллельного и последовательного сложения сопротивлений и преобразование звезды в треугольник и обратно.
|
|
В процессе преобразования схемы замещения часто возникает задача разделения, так называемых, связанных цепей, когда токи от нескольких источников проходят через общее сопротивление х4. Для того чтобы определить ток, поступающий к точке КЗ от каждого источника, необходимо преобразовать схему к лучевому виду, показанному на рисунке 7.1 г.
Рисунок 7.1 - Разделение связанных цепей
Определяют результирующее сопротивление схемы
, | (7.1) |
где хэк – эквивалентное сопротивление всех источников питания относительно точки 1 схемы
(7.2) |
Относительное значение периодической составляющей тока в месте повреждения принимают за единицу () и находят коэффициенты распределения, т.е. долю участия в токе КЗ каждого источника.
На основании закона Кирхгофа можно записать
Iп*I+Iп*II+Iп*III=Iп=1, а также и т.д.
Отсюда коэффициенты распределения по ветвям
и т.д.
Правильность вычисления коэффициентов можно проверить по выполнению условия
и т.д.
Параметры схем замещения для установок ниже 1 кВ удобно представлять в именованных единицах и определяются они с учетом активного сопротивления.
Примером сложных схем замещения могут служить случаи КЗ, приведенные на рисунках 7.2-7.3. Преобразование таких схем осуществляется либо совмещением, как это показано на рисунке 7.2 а, б, либо последовательным преобразованием треугольника в звезду и наоборот, как это показано на рисунке 7.3. Дальнейшие преобразования схемы производятся по обычным правилам.
Рисунок 7.2 - Короткое замыкание в симметричной сложной схеме
|
|
Рисунок 7.3 - Преобразование сложной схемы по методу треугольник – звезда
Выключатели выбирают по номинальному напряжению Uн, длительному номинальному току Iдл.н, отключающей способности и проверяют на термическую и динамическую устойчивость. Проверка на электродинамическую устойчивость производится путем определения I'' и iy и сравнением этих значений с величиной сквозного симметричного тока Iпр.c и предельного ассиметричного тока, равного ∙ по условиям .
Условия проверки на термическую устойчивость
(7.3) |
где— номинальный ток термической устойчивости, в течение номинального времени термической устойчивости .
Кроме того, выключатели проверяются по отключающей способности, которую характеризуют номинальный симметричный ток отключения (дается в каталогах) и номинальное относительное содержание апериодической составляющей.
Разъединители выбираются по длительному номинальному току и номинальному напряжению и проверяются на термическую и динамическую устойчивость по условиям, путем сравнения каталожных и расчетных данных. Расчетные величины те же, что и для выключателей.