- •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
31. Переходный процесс в см с успокоительными обмотками
При внезапном КЗ на зажимах СМ с демпферными обмотками на увеличение магнитного потока продольной реакции статора Фаd ротор отвечает изменением тока в
двух обмотках: увеличением тока возбуждения на величину Δ If, который затухает с постоянной времени , и увеличением тока в продольной демпферной обмотке на величину ΔIfd, который затухает с постоянной времени Td" . Эти токи будут наводить в обмотке статора периодически затухающие токи.
Рис.41
При внезапном КЗ в обмотке статора будет протекать ток, состоящий из двух составляющих: периодической и апериодической
Определим периодическую составляющую тока КЗ
;
Определим апериодическую составляющую тока КЗ
Для определения iсврассмотрим момент времени t=0.Когда i(0)=0.Тогда
или
Закон изменения полного тока будет определяться по следующему выражению
где Т" – постоянная времени затухания свободного тока в продольной демпферной обмотке
.
Таким образом, переходной процесс состоит из трех режимов – сверхпереходного , переходного и установившегося. Ток в роторе состоит из пяти составляющих
32. Влияние и учет нагрузки при внезапном кз
Поведение синхронных двигателей (СД) и синхронных компенсаторов (СК) в начальный момент КЗ принципиально не отличается от поведения СГ. Перевозбужденный СД или СК всегда является дополнительным источником питания точки КЗ, т.к. его сверхпереходная ЭДС больше подведенного напряжения, которое при возникновении КЗ в любой точке сети уменьшается. Этого нельзя сказать в отношении СД, работающих с недовозбуждением, поскольку в таком режиме его ЭДС Е0″ меньше подведенного напряжения. Следовательно при значительных снижениях напряжения при КЗ двигатель будет в роли генератора, а при малых снижениях напряжения, т.е. когда сохранится неравенство Е0″ <U, он по-прежнему будет потреблять ток из сети. Если Е0″ = U, то в момент КЗ ток в двигателе протекать не будет (см. рис. 42). Поведение асинхронных двигателей (АД) в начальный момент КЗ может быть различным в зависимости от того, какое напряжение осталось на его выводах. Сказанное можно проиллюстрировать следующей диаграммой.
Рис.42
В начальный момент времени КЗ в первую очередь подлежат учёту нагрузки или двигатели, которые подключены непосредственно к точке КЗ или расположены на небольшой электрической удаленности от нее.
Синхронные двигатели (СД) в сверхпереходном режиме учитываются точно также, как и равновеликие им по мощности СГ (и ).
Асинхронные двигатели (АД) составляют основу промышленной нагрузки. Сверхпереходное сопротивление АД может быть получено из его схемы замещения. Оно представляет собойиндивидуальное сопротивление КЗ при заторможенном двигателе, когда s=100%. Практически относительное значение этого сопротивления определяется по пусковому току .
Сверхпереходная ЭДС АД находится из его векторной диаграммы для предшествующего режима или по приближенной формуле
Максимальное увеличение тока КЗ (ТКЗ) в точке КЗ за счет подпитки от АД может составлять около 20% от ТКЗ генератора.
Рассмотрим следующую схему
Расчетом было установлено, что при X*вн=0,46 АД не участвует в дополнительном питании точки КЗ. А при больших величинах X*вн. АД продолжает потреблять ток от генератора.
Если Х*вн< 0,46, то следует учитывать влияние двигателя, что иллюстрируется (Рис.43)
Рис.43
Практический учет АД как дополнительных источников питания КЗ производится только в тех случаях, когда они присоединены в непосредственной близости от места КЗ. При этом их участие может заметно сказываться лишь на величине ударного тока КЗ.
В практических расчетах, двигатели вводятся следующими параметрами:
Вид нагрузки
|
Сверхпереходная ЭДС |
Сверхпереходное сопротивление |
Удельный коэффициент, |
АД мощностью более 0,5 МВт |
0,9 |
0,2 |
1,8 |
АД мощностью 0,2-0,5 МВт |
0,9 |
0,2 |
1,6 |
АД мощностью менее 0,2 МВт |
0,9 |
0,2 |
1,0 |
Обобщённая нагрузка |
0,8-0,85 |
0,35 |
1,0 |
Перевозбуждённый СД |
1,1 |
0,2 |
1,0…1,8 |
Недовозбуждённый СД |
0,9-1,0 |
0,2 |
-- // -- |
СК |
1,2 |
0,2 |
-- // -- |
При расчетах обычно учитывается комбинированная нагрузка, состоящая из СД и АД. Для комбинированной (обобщенной) нагрузки, как видно из таблицы:
При расчете начального тока КЗ не желательно объединять ветви нагрузки с ветвями генераторов. Это объясняется тем, что значение ударного коэффициента kу для нагрузки и для генератора различны. kу для СД принимается равным как для равновеликих (по мощности) генераторов.
Для крупных АД:
Для обобщенной мелкомоторной нагрузки
С учетом этого ударный ток в точке КЗ будет определяться как
iуг- ударный ток от генераторной ветви
Здесь kуг-ударный коэффициент ветви генератора; Iг" – сверхпереходной ток ветви
iун - ударный ток от ветви нагрузки:
Здесь kун- ударный коэффициент ветви нагрузки ; Iн" – сверхпереходной ток ветви нагрузки.
Тогда