- •Министерство Образования Республики Беларусь
- •Светлой памяти моего учителя
- •1. Основные сведения и понятия
- •2. Виды коротких замыканий
- •2.1. Распределение кз по видам повреждений, по данным аварийной статистики
- •3. Причины возникновения переходных процессов
- •4. Причины возникновения кз
- •5. Последствия коротких замыканий
- •6. Необходимость расчетов токов короткого замыкания
- •7. Допущения при расчетах токов кз
- •8. Система относительных единиц
- •9. Составление схемы замещения
- •10. Приведение элементов электрической схемы к одной ступени напряжения
- •10.1 Приближённое приведение элементов схемы к базисным условиям.
- •11. Основные принципы расчета
- •12. Методы преобразования сложных схем Раскрытие замкнутых контуров
- •13. Метод эквивалентных эдс
- •14. Метод наложения или суперпозиции
- •15. Метод рассечения точки приложения эдс
- •16. Метод рассечения точки кз
- •17. Метод коэффициентов токораспределения
- •18. Преобразование схем, если схема симметрична относительно точки кз
- •19. Распределение токов кз в отдельных ветвях
- •20. Определение остаточного напряжения
- •21. Установившийся режим 3-х фазного кз
- •22. Основные характеристики синхронной машины (см) в установившемся режиме 3-х фазного кз
- •23. Аналитический расчет установившегося режима
- •23.1. Генератор без арв
- •23.2. Генератор с арв
- •23.3. Условные эпюры напряжений для 3-х характерных режимов
- •24. Расчет установившегося режима кз в сложных схемах (несколько генераторов с арв)
- •25. Влияние и учет нагрузки при установившемся режиме 3-х фазного кз
- •24. Внезапное 3-х фазное кз в простейшей электрической цепи
- •25. Действующее значение тока кз
- •26. Внезапное трехфазное кз цепи с трансформатором
- •27. Переходный процесс при включении трансформатора на холостой ход
- •28. Переходный процесс при внезапном кз в подвижных магнитосвязанных цепях
- •28.1. См без успокоительной (демпферной) обмотки (у.О.)
- •28.2. См с успокоительной обмоткой
- •29. Параметры синхронной машины
- •30. Переходной процесс в см без успокоительной обмотки
- •31. Переходный процесс в см с успокоительными обмотками
- •32. Влияние и учет нагрузки при внезапном кз
- •33. Учет системы бесконечной мощности
- •34. Практические методы расчета токов кз
- •35. Метод расчетных кривых
- •36. Расчет по общему изменению. Порядок расчета
- •37. Расчет по индивидуальному изменению
- •Порядок расчета.
- •38. Расчет токов кз по методу типовых кривых
- •39. Расчет переходных процессов при несимметричных кз
- •40. Магнитное поле генератора при несимметричном кз
- •41. Особенности несимметричных кз
- •42. Образование высших гармоник
- •43. Электрические параметры схем обратной и нулевой последовательностей
- •43.1. Сопротивления отдельных последовательностей для см
- •43.2. Обобщенная нагрузка
- •43.3. Реакторы
- •43.4. Сопротивление нулевой последовательности для воздушных лэп
- •43.5. Кабельные линии
- •43.6. Сопротивление нулевой последовательности двухобмоточных трансформаторов
- •43.7. Сопротивление нулевой последовательности трехобмоточных трансформаторов
- •44. Влияние конструкции трансформаторов на токи нулевой последовательности
- •45. Учет сопротивления заземления нейтрали в схемах нулевой последовательности
- •46. Составление схем замещения для различных последовательностей
- •47. Примеры составления схемы замещения нулевой последовательности
- •48. Однократная поперечная несимметрия. Токи и напряжения при различных видах кз
- •48.1. Двухфазное короткое замыкание
- •48.2 Однофазное короткое замыкание
- •48.3 Двухфазное кз на землю
- •49. Соотношения между токами 3-х фазного и несимметричных кз
- •50. Учет переходного сопротивления в месте повреждения при несимметричных кз
- •51. Правило эквивалентности прямой последовательности (правило Щедрина) и его применение в расчетах
- •52. Аналитический расчет несимметричных кз
- •53. Расчет несимметричных кз по расчетным кривым
- •54. Распределение и трансформация токов и напряжений различных последовательностей при несимметричном кз
- •55. Комплексные схемы замещения для исследования несимметричных кз
- •56. Расчет переходного процесса при продольной несимметрии
- •57. Разрыв в одной фазе
- •58. Обрыв в двух фазах
- •59. Порядок расчета однократной продольной несимметрии
- •60. Общий порядок расчета сложных видов повреждений
- •61. Простое замыкание в сети с изолированной нейтралью
- •62. Расчет токов кз в установках до 1кВ
- •63. Расчет переходных процессов с учетом качания синхронных машин
- •10.2. Классификация методов и средств ограничения токов кз
- •10.3. Схемные решения
- •10.4. Деление сети
28. Переходный процесс при внезапном кз в подвижных магнитосвязанных цепях
Когда известен магнитный поток, то фактически нам известна и ЭДС, наводимая этим потоком в данной обмотке. В тех случаях, когда рассматриваемый поток является функцией искомого тока, обусловленная им ЭДС обычно учитывается как равная и противоположная по знаку величина падения напряжения от протекания тока по соответствующему индуктивному сопротивлению машины.
Во всех дальнейших выкладках условимся считать:
- вследствие воздушного зазора между ротором и статором цепь обладает рассеянием;
- ЭДС СМ в течении п.п. изменяется по мере затухания свободных токов.
Установим, какими ЭДС и реактивностями можно характеризовать СМ в начальный момент переходного процесса.
28.1. См без успокоительной (демпферной) обмотки (у.О.)
До возникновения переходного процесса в СМ имеют место следующие потоки (Рис.37)
Рис.37
Фf – поток обмотки возбуждения;
Фsf – поток рассеяния обмотки возбуждения;
Ф – поток воздушного зазора;
Фаd – магнитный поток преодоления реакции статора на ротор;
Фd – поток, полезносцепленный с обмоткой статора;
Фfрез – поток, полезносцепленный с обмоткой возбуждения или результирующий.
Обратимся к балансу магнитных потоков в продольной оси ротора С.М.
При отсутствии насыщения каждый из потоков и их отдельные составляющие можно рассматривать независимо друг от друга.
В нормальном режиме работы СМ магнитный поток обмотки возбуждения, который был бы при холостом ходе машины, состоит из потока рассеяния ротораи полезного потока. В свою очередь полезный потокявляется геометрической разностью потока в воздушном зазореи потока продольной реакции статора. Результирующий магнитный поток, сцепленный с обмоткой возбуждения, складывается из потока в воздушном зазореи потока рассеяния.
В момент нарушения режима при внезапном КЗ увеличивается магнитный поток реакции статора на ротор на величину Δ, т.к. в обмотке статора протекает ток КЗ,а не ток нагрузки. В ответ на эту реакцию увеличивается ток возбуждения и, следовательно, увеличивается поток обмотки возбуждения на Δ. Согласно закону Ленца баланс магнитных потоков в начальный момент не изменится, т.е.c увеличением потока обмотки возбуждения происхдит увеличение потока и соответственно поток в воздушном зазореуменьшается до. Вместе с тем потокостаётся неизменным, т.е.=const. В результате сумма приращений потоков
Соответствующие значения потокосцеплений и должны также компенсировать друг друга, т.е.
- сопротивление обмотки возбуждения; с – ток статора.
-приведенное к статору приращение тока возбуждения.
Из (28.1) следует, что различие между приращением тока статора и приведенного к статору приращения тока возбуждения обусловлено лишь реактивностью рассеяния обмотки возбуждения.
В ненасыщенной машине поток рассеяния обмотки возбуждения составляет лишь некоторую постоянную долю от полного потока возбуждения, которая называется коэффициентом рассеяния обмотки возбуждения.
С увеличением потокапропорционально ему увеличивается поток, что приводит к уменьшению потокадо значения следовательно, в начальный момент короткого замыкания только поток сохраняет свое предшествующее значение. Если результирующее потокосцепление обмотки возбуждениярассматривать как потокосцепление на холостом ходу машины, то часть этого потокосцепления, связанная со статором, будет:
Зная потокосцепление,полезносвязанное с обмоткой возбуждения, и коэффициент рассеяния обмотки возбуждения f, можно определить ту часть потокосцепления, которая полезно связана с обмоткой статора. Причем, это потокосцепление обуславливает ЭДС статора, которая в начальный момент п.п. сохраняет свое предшествующее значение. Придадим выражению (28.3) более наглядный вид:
Т. к. при приведении параметров ротора к статору имеем:
Прибавим и отнимем в правой части формулы (28.5) выражение , получим:
- поперечная переходная ЭДС.
- называют продольной преходной реактивностью.
Таким образом, в начальный момент п.п. генератор без успокоительной обмотки характеризуется ЭДС , называемой поперечной переходной ЭДС и сопротивлением, называемым продольным переходным сопротивлением. Следовательно, в практических расчетах для определения начального значения тока КЗ, когда в схеме имеется генератор без у.о., его необходимо вводить в схему замещения своей переходной ЭДСи переходным сопротивлением, которое должно быть приведено к базисным условиям.
а) б)
Рис.38
величина задается в паспортных данных генератора и определяется опытным путем.