Булат КонспЛекцЭМПП

Рис. 16

Вначале определяют

Проверка правильности найденных коэффициентов выполняется по условию

X о б щ Х э к в Х n 1

Сопротивления лучей в преобразованной схеме с учетом коэффициентов токораспределения, будут:

В тех случаях, когда в схеме имеется ось симметрии, можно осуществить наложе-

ние одной части схемы на другую. Порядок преобразования наглядно представлен на примере.

31

Рис. 17

17.Распределение токов КЗ в отдельных ветвях.

При определении токов в отдельных ветвях идут в обратном направлении от результирующих сопротивлений к промежуточным, которые получились при преобразо-

вании схемы.

32

э к в

э к в

Рис. 18

Т.е. распределение тока в параллельных ветвях обратно пропорционально сопротивлениям или прямо пропорционально проводимостям ветвей. Зная ток КЗ в точке k и

сопротивления ветвей Xk2 и Xk3 можно легко определить токи в ветвях схемы

18. Определение остаточного напряжения

Остаточное напряжение в той или иной точке схемы в установившемся режиме определяют как падение напряжения от протекания установившегося тока КЗ на сопро-

тивлении от точки КЗ до точки, в которой определяется эта величина. Например, для схемы Рис. 19

U о с т . ш . I к ( X р Х л ) , где

Хр, Хл – соответственно индуктивные сопротивления реактора LR и кабельной линии W

33

Рис. 19

19.Установившийся режим 3-х фазного КЗ.

Он наступает после исчезновения наведенных в момент КЗ свободных токов, т.е. практически спустя нескольких сек. (3-5 сек) после возникновения КЗ. Для генераторов с АРВ (автоматическим регулированием возбуждения) этот режим дополнительно характеризуется большими токами возбуждения, по сравнению с токами возбуждения при предшествующем норм. режиме. В современных энергосистемах установившийся режим маловероятен. Тем не менее, рассмотрение этого режима обусловлено практической необходимостью выяснения пределов изменения отдельных величин.

Если генераторы не снабжены АРВ, то установившийся ток в месте КЗ является наименьшим током при данном аварийном режиме. При наличии АРВ на генераторах возможны условия, при которых установившийся ток КЗ превышает токи в предыдущие моменты процесса КЗ даже начальный ток КЗ.

20.Основные характеристики синхронной машины (СМ) в установившемся режиме 3-х фазного КЗ.

Основными характеристиками и параметрами СМ, определяющими ее поведение при симметричном установившемся режиме, являются:

1)характеристика холостого хода (х.х.) СМ.

3)синхронные ненасыщенные реактивности по продольной оси статора Хd и по поперечной оси Хq;

4)реактивность рассеяния статора - Хs;

5)Предельное значение тока возбуждения – i* в п р (или “потолок” возбуждения).

1) Характеристика х.х. – задается заводом изготовителем для каждой синхронной машины, ее координаты выражены в относительных единицах. За единицу ЭДС прини-

мают номинальное напряжение генератора при холостом ходе, а за единицу тока возбуждения его величина, при которой напряжение холостого хода СМ равно номинальному.

Рис. 20 Для ненасыщенной машины связь между ЭДС Е* и током возбуждения можно

представить прямой, проходящей через начало координат и точкой с координатами

(1,С) (прямая 2) и выразить зависимостью

E * С I * ; где С – коэффициент пропорциональности, численно равный отно-

сит. ЭДС ненасыщенного генератора при относит. токе возбуждения равным 1.

ТГ – С=1,2; и для ГГ – С=1,06

35

Таким образом, при спрямлении характеристики х.х. прямой 1, имеем:

При спрямлении характеристики х.х. прямой 2 -

2. E * c i* в ,

X

c

d

K c

2) характеристика КЗ (х.к.з.). Имеет вид (Рис. 21)

*

* в

Рис. 21 Кс –отношение короткого замыкания, величина равная относительному устано-

вившемуся току при 3-х фазном КЗ на выводах генератора при относительном токе возбуждения равным 1.

В качестве средних величин можно принимать для ТГ – Кс =0,7 ГГ – Кс =1,1

36

Поскольку х.к.з. является прямой, проходящей через начало координат, то установившийся ток генератора при 3-х фазном КЗ на его выводах при произвольном относи-

3) С другой стороны синхронная ненасыщенная реактивность по продольной оси будет

X * d X * s X * a d

где Х*s – сопротивление рассеяния обмотки статора. Эта величина зависит от кон-

струкции машины и для типовых турбогенераторов X * d = 0,1-0,15, а для гидрогенера-

торов – X * d =0,15-0,25.

4)Величина предельного тока возбуждения I*впр зависит от системы возбуждения и

еепараметров, а также от типа генератора. У современных крупных синхронных гене-

раторов относительный предельный ток возбуждения находится в пределах I*впр = 3 – 5.

37

21.Аналитический расчет установившегося режима.

21.1. Генератор без АРВ Составляется эквивалентная схема замещения, в которой каждый из генераторов

вводится величиной сопротивления Х*d и ЭДС Е*∞, определенными в зависимости от принятого спрямления характеристики х.х.

Если пользоваться характеристикой 1, то

Если пользоваться характеристикой 2, то

Величину Х*d приводят к базисным условиям. В тех случаях, когда для генератора неизвестно с каким током возбуждения он работал до КЗ, величину ЭДС можно получить из выражения:

Где U* - напряжение на выводах генератора в о.е., I*н – ток нагрузки генератора в о.е., cosφ – коэффициент мощности.

Выражение получается из упрощенной векторной диаграммы генератора.

*

* н · X * d

*

* н

38

Пассивные элементы в схеме замещения рассчитываются по известным выражениям, и далее схема преобразуется к простейшему виду (Рис.22), используя известные методы преобразования.

Рис.22 Определяют ток КЗ в относительных единицах.

*

X *

Ток в именованных единицах определится как

I ( 3 ) ( k A ) I ( 3 ) * I б

,где

I б S б

3U б

21.2. Генератор с АРВ При КЗ за счет снижения напряжения в цепи генератора вступает в работу АРВ,

который увеличивает ток возбуждения генератора, следовательно, увеличивается напряжение на выводах генератора и соответственно увеличивается ток КЗ. Степень увеличения тока возбуждения зависит от удаленности точки КЗ.

При удаленном КЗ напряжение на шинах генератора может быть восстановлено при незначительном увеличении тока возбуждения. По мере приближения точки КЗ к генератору требуется все большее значение тока возбуждения с тем, что бы напряжение на выводах генератора возросло до номинального. Но при этом, увеличение тока во з-

буждения ограничено его предельным значением i* в п р .

39

В зависимости от удаленности точки КЗ от генератора могут иметь место различные режимы, в которых может находиться генератор. Можно установить такую величину внешнего сопротивления по отношению к генератору при КЗ, при котором напряжение на выводах генератора будет равно номинальному, а ток возбуждения будет равен

его предельному значению . Величину этого сопротивления называют критиче-

ской, а режим – критическим. Таким образом, для генератора с АРВ в зависимости от удаленности точки КЗ возможны следующие режимы:

1)Критический, для которого характерны следующие соотношения:

2)Предельного возбуждения

Х * в н Х * к р ; i* в i* в п р ; U * U * н о м

3)Режим нормального напряжения

Х * в н Х * к р ; i* в i* в п р ; U * U * н о м

где Х * в н - внешнее сопротивление – сопротивление схемы от точки КЗ до выводов генератора.

Например:

Для ниже приведенной схемы замещения

*

* d

40