Система относительных единиц

Составление схем замещения и расчет их параметров

Основные допущения, принимаемые при расчетах

Расчет переходного процесса в сложной электрической системе с учетом всех влияющих факторов – сложная и трудоемкая задача. Для ее упрощения вводят ряд допущений. Однако те из них, которые справедливы при решении одной задачи, могут быть совершенно неприемлены для другой. Поэтому ниже приводятся только те допущения, которые принимаются при решении большинства практических задач.

1. Сохранение симметрии трехфазной системы (она нарушается только в месте повреждения).

2. Пренебрежение токами намагничивания трансформаторов и автотрансформаторов.

3. Отсутствие насыщения магнитных систем (т.е. линейность всех элементов схемы).

4. Пренебрежение активными сопротивлениями (кроме расчетов токов КЗ в сетях до 1000 В и при оценке постоянных времени).

5. Пренебрежение емкостными проводимостями линий (кроме расчета простых замыканий на землю).

6. Учет нагрузок постоянными сопротивлениями.

7. Скорость вращения синхронных машин постоянна (для начальной стадии переходного процесса t – 0,1…0,2 с).

8. Неучет сдвига по фазе векторов ЭДС расчетной схемы.

Применение вычислительной техники для расчетов переходных процессов позволяет отказаться от некоторых допущений и тем самым повысить точность расчетов, более полно учесть явления, характеризующие переходный процесс.

Перед расчетом переходного режима электрической системы на основе ее принципиальной схемы составляют расчетную схему, которая отличается от принципиальной тем, что на ней в однолинейном изображении показывают только те элементы, по которым возможно протекание аварийных токов или их составляющих. При наличии в расчетной схеме трансформаторов целесообразно имеющиеся в ней магнитно-связанные цепи представить одной эквивалентной электрически связанной цепью. Схема замещения сложной электрической системы является соединением схем замещения отдельных ее элементов. В ней элементы соединены так же, как на расчетной схеме.

После составления схемы замещения рассчитываются ее параметры в именованных или относительных единицах, затем полученные значения приводятся к основной ступени напряжения.

Расчет токов КЗ может производиться в абсолютных (именованных) или относительных единицах.

При расчетах в относительных единицах все величины сравниваются с основными или базисными.

Относительное выражение величин удобно для оценки влияния того или иного участка схемы или отдельного элемента на результат расчета. По способу относительных единиц просто определяется ток КЗ на выводах генератора или максимальный возможный ток КЗ за трансформатором, если известны их параметры.

Для расчета в относительных единицах сначала выбирают базисные величины или условия: мощность S_б, напряжение U_б, ток I_б и сопротивление X_б или Z_б.

Обычно задаются двумя величинами – базовыми мощностью и напряжением, остальные две – ток и сопротивление – получают из уравнения мощности и закона Ома

За базисное напряжение обычно принимается номинальное U_ном или среднее расчетное U_ср напряжение какой либо ступени трансформации.

При выборе базисной мощности руководствуются тем, чтобы порядок относительных значений, полученных при расчете был удобен. Чаще всего базисную мощность принимают равной 100 МВА или 1000 МВА, но иногда останавливаются на номинальной мощности какого-либо элемента, если она несколько раз повторяется в схеме.

Относительные величины выражаются следующим образом

(2.1)

(2.2)

, (2.3)

, (2.4)

. (2.5)

Индекс * (звездочка) указывает на то, что речь идет об относительной величине, индекс «б» говорит о том, что она приведена к базисным условиям.

Базисное сопротивление Z_б или Х_б, как правило, непосредственно в формулы пересчета (2.4), (2.5) не вводится, а выражается через напряжение и ток или мощность:

, (2.6)

. (2.7)

Относительное базисное сопротивление показывает, какая часть базисного напряжения, приложенного к цепи, падает в рассматриваемом сопротивлении при прохождении по нему базисного тока.