Переходные процессы

Расчет начнем с нумерации сопротивлений с первого номера и определим значения сопротивлений схемы замещения, которые приведены к б =

=ср. К−1 = 115 кВ:

–генераторов Г1 и Г2:

Л3: Х10 = 0,4 ∙ 23 = 9,2 Ом.

Затем преобразуем схему к виду, который показан на рис. 7.6, б:

Начальное значение периодической составляющей тока в месте короткого замыкания можно найти, используя следующее выражение, кА:

Тогда суммарный ток короткого замыкания в точке К-1 будет:

п.о К−1 = 2,2 + 2,31 + 9,67 = 14,18 кА.

Видно, что результаты расчета по отдельным ветвям и в месте короткого замыкания дают такие же значения токов короткого замыкания, как и в случае расчета в относительных единицах.

33

Из всех этих расчетов можно сделать вывод, что расчет в именованных единицах более нагляден, расчет в относительных единицах более удобен при исследовании сложных схем с несколькими ступенями напряжения.

34

8. ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДАРНОГО ТОКА КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

Как отмечалось в главе 7, ударный ток обычно имеет место через 0.01 с после начала короткого замыкания. Его значение определяется по формуле (7.8):

у = 2 у п.о,

где п.о – начальное значение периодической составляющей тока короткого замыкания;

у – ударный коэффициент, зависящий от постоянной времени затухания апериодической составляющей тока короткого замыкания.

Если короткое замыкание произошло на выводах генератора, то его ветви постоянная Та может быть взята из табл. 8.1.

Таблица 8.1 Значения Та и у для турбогенераторов синхронных компенсаторов

Если короткое замыкание произошло на некотором удалении от генераторов, то для каждой ветви результирующей схемы замещения постоянная времени Та может быть найдена ориентировочно по выражению (7.7), где Хрез и рез – соответственно результирующие индуктивные активные сопротивления цепи короткого замыкания.

Для упрощения расчетов обычно можно не рассчитывать Та, а воспользоваться средними значениями Та и у, приведенными в табл. 7.2, для характерных точек электрических сетей.

Определим ударные токи трехфазного короткого замыкания для точек К-1, К-2, К-3, используя полученные данные расчетов из задания 7.1 и рис. 7.1.

Расчет ударного тока при коротком замыкании в точке К-1. Используя данные табл. 7.2, установим значения ударных коэффициентов по ветвям схемы

иопределим ударные токи:

–ветвь генераторов Г1 и Г2:

35

Суммарный ударный ток трехфазного короткого замыкания для точки К-1 будет равен:

у, К−1 = 6,04 + 6,44 + 22,08 = 34,56 кА.

Расчет ударного тока при коротком замыкании в точке К-2. Определим ударные коэффициенты для ветвей схемы замещения из табл. 7.2, 8.1:

– ветвь генератора Г2 (ТВФ-60-2) → у = 1,965;

– ветвь генератора Г1 и энергосистемы через секционный реактор с

ном > 1000 А → у = 1,956;

ветвь генератора Г1 и энергосистемы через трансформатор связи с ном <

< 80 МВА → у = 1,85.

Учитывая найденные ударные коэффициенты определим соответствующие

–ветвь генератора Г1 и системы через реактор:

у = 2 ∙ 1,956 ∙ 14,99 = 41,63 кА;

–ветвь генератора Г1 и системы через трансформатор связи:

у = 2 ∙ 1,85 ∙ 17,37 = 45,63 кА.

Суммарный ударный ток для точки К-2:

у ,К−2 = 78,69 + 41,63 + 45,63 = 165,95 кА.

Расчет ударного тока при коротком замыкании в точке К-3. Короткое замыкание на выводах генератора ТВФ-100-2. По табл. 8.1 находим для генератора ударный коэффициент у = 1,98. Затем определяем по табл. 7.2 ударный коэффициент для энергосистемы с учетом того, что ток к месту короткого замыкания поступает через блочный трансформатор 125 МВА и имеем у =1,9.

Теперь определим ударные токи по ветвям схемы замещения:

– ветвь генератора Г3:

у = 2 у п.о = 2 ∙ 1,98 ∙ 39,03 = 109,74 кА;

– ветвь системы:

у = 2 ∙ 1,9 ∙ 43,65 = 117,77 кА.

Суммарный ударный ток:

у, К−3 = 109,74 + 117,77 = 227,512 кА.

36

9. СООТНОШЕНИЯ МЕЖДУ ТОКАМИ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ВИДАХ НЕСИММЕТРИЧНЫХ К.З.

Соотношения между начальными значениями периодических составляющих токов трех- и двухфазных коротких замыканий можно получить, используя выражения:

– при выражении результирующего сопротивления в омах

где n – индекс вида короткого замыкания;

– коэффициент пропорциональности, значения которого составляют:

–при трехфазном коротком замыкании 3 = 1;

– при двухфазном коротком замыкании 2 = 3;

–при однофазном коротком замыкании 1 = 3;

–при выражении результирующего сопротивления в относительных единицах:

где Х1, рез – результирующее сопротивление прямой последовательности цепи короткого замыкания;

Х2, рез – результирующее сопротивление обратной последовательности цепи

Значения установившихся токов при двух- и трехфазных коротких замыканиях различны. В случаях небольшой удаленности места повреждения от генераторов отличие установившихся токов двух- и трехфазных коротких замыканий в основном определяется разными значениями реакции статора при этих двух видах повреждений.

В этом случае соотношение между установившимися токами при коротком

Если точка короткого замыкания значительно удалена, то в этой точке ∞ = = п.о, поэтому здесь соотношение между установившимися токами при двух- и трехфазных коротких замыканиях будет равно:

37

Таким образом, при коротком замыкании на выводах генератора и в малоудаленных точках сети ∞2 > ∞3 , а при коротком замыкании в удаленных

точках ∞2 < ∞3 .

Это объясняется тем, что по мере увеличения удаленности точки короткого замыкания, на ток все меньше сказывается изменение реакции статора и все больше индуктивное сопротивление внешней цепи. При коротком замыкании в удаленной точке можно считать, что напряжение на выводах генераторов остается постоянным и ток короткого замыкания определяется только сопротивлением цепи до места повреждения.

Однофазные токи короткого замыкания, которые имеют место только в сетях напряжением 110 кВ и выше, а также в сетях напряжением до 1000 В, питающихся через трансформаторы, в большинстве случаев имеют достаточно большую удаленность от генераторов электростанций. Анализ возможных коротких замыканий в сетях с глухозаземленной нейтралью показывает, что в зависимости от отношения Х0, рез Х1, рез возможны следующие соотношения

токов в фазах при однофазных и трехфазных коротких замыканиях:

к1 / к3 ≤ 1,5.

Х0, рез – результирующее сопротивление нулевой последовательности цепи короткого замыкания.

Поэтому для ограничения тока однофазного короткого замыкания применяют разземление части нейтралей трансформаторов, а если возможно заземление части нейтралей через специальные токоограничивающие сопротивления.

38

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.Беляева, Е.Н. Как рассчитать то короткого замыкания / Е.Н. Беляева. – М.: Энергоатомиздат, 1983.

2.Овчаренко, А.С. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий: Проектирование и расчет / А.С. Овчаренко, М.Л. Рабинович, В.И. Мозырский, Д.И. Розинский. – Киев: Техника, 1985.

39

40

Министерство образования и науки Российской Федерации Южно-Уральский государственный университет

Филиал в г. Озерске Кафедра «Информатика»

621.311(07)

Р179

ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ В СИСТЕМАХ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

Методические указания

по выполнению курсовой работы

Челябинск Издательский Центр ЮУрГУ

2014

УДК 621.311.1(075.8) Р179

Одобрено учебно-методической комиссией филиала в г. Озёрске

Рецензент А.Ю. Янов

Переходные процессы в системах электроснабжения:

методические указания по выполнению курсовой работы / сост.: Р179 С.Н. Разыграев, Д.П. Химичева; под ред. А.В. Прохорова. – Челябинск:

Издательский центр ЮУрГУ, 2014. – 40 с.

В методических указаниях отражены наиболее актуальные вопросы теории и практики, которые позволяют студенту систематизировать и закрепить знания, обеспечить взаимосвязь между отдельными областями знаний при решении задач в процессе выполнения курсовой работы по дисциплине «Переходные процессы в системах электроснабжения».

УДК 621.311.1(075.8)

© Издательский центр ЮУрГУ, 2014