2015-04-12
4317
Лекция 7
Действующие значения периодической составляющей тока КЗ можно рассчитать в зависимости от поставленной задачи одним из 4 методов:
- аналитический метод;
- метод расчетных кривых;
- метод типовых кривых;
- метод спрямленных характеристик.
7.2 Аналитический метод
При решении многих практических задач (выбор оборудования, расчет уставок релейной защиты) не требуется знание точных значений токов КЗ, но необходимы простота и сокращение расчетных операции. Для этих целей разработаны приближенные методы расчета.
Существенного сокращения и упрощения расчетов достигают, принимая определенные допущения:
- не учитывается взаимное влияние синхронных генераторов
- ротор каждой синхронной машины считается симметричным
(
, 
)
- апериодическая составляющая тока КЗ учитывается приближенно.
Указанные допущения приводят к некоторому увеличению расчетных токов КЗ. При этом характерно:
- Начальные значения токов, вычисляемые практическими методами, вполне согласуются с осциллографическими записями. Ошибка в пределах 5%.
|
|
|
- Если КЗ не сопровождается сильными качаниями генераторов, то практические методы позволяют с погрешностью 10-15% вычислить значение тока в месте КЗ в произвольно выбранный момент времени.
Порядок расчета при трехзфазном КЗ:
1. Выбор конкретного метода определяется условиями стоящей задачи.
2. По расчетной схеме сети составляется электрическая схема замещения (ЭСЗ).
Все параметры ЭСЗ приводят к одной основной ступени напряжения и выражают в относительных или именованных единицах.
За основную ступень удобно принимать напряжение точки КЗ. При этом за базовое напряжение принимают среднее напряжение основной ступени. (Ряд средних значений напряжений: 6,3; 10,5; 20; 24; 37; 115; 154; 230; 340; 515 кВ).
За базисную мощность принимают значения кратные 
МВА (10, 100, 1000)
Каждому сопротивлению присваивается определенный номер, сохраняемый до конца расчета.
С учетом принятых допущений, характерными являются следующие моменты:
- В ЭСЗ в сети с напряжением выше 1 кВ учитываются только индуктивные сопротивления.
- Для синхронных генераторов, компенсаторов и двигателей задается сверхпереходное сопротивление по продольной оси – 
и сверхпереходная ЭДС – 
,
где 
и 
– фазные напряжение и ток в предшествующем режиме;
– угол сдвига между током и напряжением в предшествующем режиме.
Приближенно можно взять:
- Нагрузка в ЭСЗ учитывается упрощенно: она не учитывается, если отделена от места КЗ ступенью трансформации.
- Когда токи КЗ определяются только в небольшой части мощной системы, то остальную ее часть можно представить в виде эквивалентной системы, подключенной к рассматриваемому участку. Эквивалентная система вводится источником неизменной ЭДС 
и реактивным сопротивлением 
. Если расчет ведется в относительных единицах, то 
.
|
|
|
3. Преобразование схемы. Преобразование (свертывание) схемы выполняется по направления от источника питания к месту КЗ. Целью преобразования является определение результирующего сопротивления 
и результирующей ЭДС 
.
|
Рисунок 7.1 – Простейшая схема замещения электрической системы
|
Рисунок 7.2 – Схема замещения системы, если источники находятся в разных условиях
При этом используют соотношения:
Схема свертывается к виду (рис.7.1) только в том случае, если источники находятся по отношению к месту КЗ в одинаковых условиях. Если же источники находятся в существенно разных условиях (рис.7.2), например, эквивалентная система и генераторы, то к месту КЗ оказываются подключенными несколько результирующих ветвей (рис.7.3).
|
Рисунок 7.3 – Многолучевая схема замещения
4. Определение начального значения периодической составляющей тока КЗ.
.
При использовании базисных величин, рассчитываем действующие значения тока КЗ в нулевой момент времени
где 
Если нужно знать токи в других ветвях схемы, то необходимо схему развернуть и рассчитать распределение токов в ветвях.
.
5. Определение апериодических и ударных токов в месте КЗ.
|
Рисунок 7.4 – Апериодический ток при трехфазном КЗ
Апериодический ток находим из соотношения:
Ударный ток:
.
