Определение тока короткого замыкания в произвольный момент времени по расчетным кривым

Если источники питания находятся в резко отличающихся условиях по отношению к точке КЗ, то рекомендуется определять периодическую составляющую тока КЗ с учетом индивидуального затухания отдельных источников или групп источников. Это происходит:

- при разной электрической удаленности генераторов до точки КЗ;

- при разнотипности генераторов;

- при наличии в схеме источника бесконечной мощности.

Периодическая составляющая токаКЗ в любой момент времени после появления КЗ может быть рассчитана с использованием специально построенных кривых. Последние являются графическим отображением функциональных зависимостей между периодической составляющей тока КЗ, временем переходного процесса и электрической удаленностью точки КЗ от источника питания.

Кривые обеспечивают быстрое и простое выполнение практических расчетов тока КЗ, охватывают широкий диапазон мощностей источников питания, генераторы различаются только по типу и наличию средств АРВ. Эти особенности кривых получены за счет усреднения параметров реальных генераторов и приближенного учета влияния нагрузки в СЭС на ток КЗ, что сопряжено с определенной неточностью расчетов. Недостатком их является узкая область применения - вычисление тока лишь в точке КЗ и невозможность определения тока КЗ в ветвях схемы.

Построенные кривые делятся на расчетные и типовые.

Расчетные кривые - это графическое отображение зависимостей

I⁽³⁾_*П_t = f(Х_*РАСЧ) при t = var.

Данный метод основан на применении специальных кривых, которые дают для произвольного момента времени действующее значение периодической составляющей тока КЗ в относительных единицах в месте короткого замыкания I⁽³⁾_*П_t. Эта величина находится по расчетной реактивности ветви Х_*РАСЧ, связывающей источник питания с местом КЗ. Построение таких кривых произведено применительно к простейшей схеме рис. 2.27 при следующих расчетных условиях:

- все однотипные источники питания имеют одинаковую электрическую удаленность относительно точки КЗ и СЭС заменяются расчетной схемой с типовым генератором (рис. 2.27, а);

- типовой генератор до и в течение КЗ работает с номинальной нагрузкой z_*Н= 0,8 + j0,6, которая условно относится к его зажимам;

- номинальная нагрузка генератора позволяет исключить обобщенную нагрузку из схемы замещения цепи КЗ и не вводить ее в Х_РАСЧ (рис. 2.27, б), считая, что Х_*РАСЧ= Х"_*d+Х_*к;

- параметры типового генератора и результирующее сопротивление цепи КЗ представляются в относительных единицах, т. е.

I⁽³⁾_*П_t = ; (2.58)

Х_*РАСЧ = Х_*РЕЗ.Б, (2.59)

где Х_*.РЕЗ.Б - результирующее сопротивление, приведенное к базисным условиям;

- сопротивление типового генератора по продольной и поперечной осям одинаковое, т. е. Х_d = Х_q.

а) б)

Рис. 2.27. Исходная схема (а) и схема замещения (б) рассматриваемой СЭС

Расчетные кривые для типовых турбо- и гидрогенераторов с АРВ показаны соответственно на рис. 2.28 и 2.29.

Особенности этих кривых заключаются в следующем:

- используются они для вычисления периодической составляющей тока КЗ при электрической удаленности точки КЗ Х _*РАСЧ ≤ 3, а при Х _*РАСЧ > 3 ее можно считать неизменной в течение КЗ и рассчитывать по формуле ;

- при Х _*РАСЧ > 1 расчетные кривые для турбо- и гидрогенераторов практически совпадают;

- для гидрогенераторов с успокоительными обмотками Х _*РАСЧ должно быть увеличено на 0,07, при этом для t ≤0,1 с следует пользоваться штрихпунктирными кривыми, а для t >0,1 с – сплошными.

Метод расчетных кривых прост и широко используется в практических расчетах при Х _*РАСЧ ≤ 3

При расчете параметров переходного процесса на основе расчетных кривых (рис. 2.28, 2.29) применяют следующую последовательность:

1) составляют схему замещения, в которую генераторы вводятся сверхпереходными реактивностями, нагрузки отсутствуют за исключением крупных двигателей и синхронных компенсаторов, расположенных вблизи места короткого замыкания, которые учитываются как генераторы равновеликой мощности;

2) для принятых S_б и U_б определяют параметры элементов эквивалентной электрической схемы замещения;

3) путём последовательных преобразований (таблица 2.2) приводят схему замещения к виду многолучевой звезды относительно точки КЗ (рис. 2.30). Число выделяемых ветвей равно числу источников питания в исходной схеме, влияние которых на результирующий ток в месте КЗ должно быть учтено индивидуально. Основными факторами, определяющими индивидуальность источника питания, являются: тип генератора, наличие системы АРВ, мощность генераторови их электрическая удаленность от точки КЗ. Источник неограниченной мощности (система) обязательно выделяется в самостоятельную ветвь. Это обусловлено тем, что ток от источников конечной мощности (генераторов) определяется одним методом - методом расчетных кривых, а от системы - другим, то есть аналитическим методом. Чтобы для разных источников одной и той же схемы иметь возможность применять различные расчетные методы, необходимо привести схему к независимому (лучевому) виду относительно указанных источников;

4) для каждой из выделенных ветвей определяют величины расчетных сопротивлений по (2.55)

; ; , которые представляют сопротивления ветвей, выраженных в относительных единицах, приведенных к суммарной номинальной мощность гидрогенератора S_НОМ.Г, турбогенератора S_НОМ.Т и системы S_С;

5) по соответствующим расчетным кривым (рис. 2.28, 2.29) для заданных моментов времени t по Х _*РАСЧ определяют относительные значения токов в ветвях I_*Пt.

Если Х _*РАСЧ > 3, то величину I_*Пt для любого момента можно считать постоянной и определять аналитическим методом:

; (2.60)