1.4.2. Параметры тока кз, протекающего через генераторный выключатель

Ориентируясь на коэффициенты токораспределения, заметим, что максимальное значение тока, протекающего через выключатель, будет иметь место при КЗ на клеммах ГГ4, т. е. когда через выключатель протекают токи всех источников, за исключением тока собственно от ГГ4.

Действующее значение периодической слагаемой тока КЗ, протекающего через выключатель,

кА.

Ударный ток, действующий на выключатель,

кА.

1.4.3. Периодические слагаемые токов источников питания, приведенные к ступеням напряжения этих источников

Периодическая слагаемая тока, приведенная к в любой ветви ( ) схемы, определяется по выражению

.

По результатам расчета для имеем (токи приведены к источников):

• генератор ТЭЦ (ТГ1-ТГ3) = 2.412 кА;

• генератор ГЭС-1 (ГГ1, ГГ2) = 0.947 кА;

• генератор ГЭС-2 (ГГ3) = 1.478 кА;

• генератор ГЭС-2 (ГГ4) = 9.233 кА;

• синхронный двигатель = 1.997 кА;

• система = 0.186 кА.

Пояснения. Поскольку базисные напряжения ступеней присоединения всех источников питания, за исключением системы, и базисное напряжение ступени КЗ одинаковы (10.5 кВ), то представленные выше значения токов источников (за исключением системы) справедливы и для ступени КЗ.

Поскольку ГГ4 и СД связаны с точкой КЗ непосредственно, то их ветви можно было бы не включать в и и не рассчитывать для них коэффициенты токораспределения. Посылаемые этими источниками токи можно рассчитать по выражениям:

кА;

кА.

Незначительные расхождения с ранее полученными значениями обусловлены округлениями вычислительных действий.

Следует обратить внимание на то, что, благодаря электрической близости СД к месту КЗ и его относительно большой мощности, посылаемый им ток составляет 7.7 % от общего тока КЗ ( ), что больше тока подпитки от ГГ3, составляющего 5 %, и токов от генераторов ГЭС-1, составляющих 6 % общего тока КЗ.

1.4.4. Расчет остаточных напряжений в узлах схемы (t = 0)

На высшей стороне трансформатора Т2 (узел "е") по схеме рис. 1.2

На высшей стороне трансформатора Т1 (узел "b")

кВ.

На шинах ГГ3

=

= кВ.

Результаты расчетов по пп. 4.3 и 4.4 представлены на рис. 1.7.

1.4.5. Расчет токов короткого замыкания для времени t

Для системы периодическая слагающая во времени не изменяется. Для источников конечной мощности периодическая слагающая тока с течением времени может затухать, что определяется их удаленностью от места КЗ. Для расчета периодической составляющей тока КЗ в произвольный момент времени используется метод типовых кривых, персональных для синхронных генераторов (см. рис. 1.8), синхронных двигателей (см. рис. 1.9, 1.10) и асинхронных двигателей (см. рис. 1.11).

Для каждого источника питания – СГ, СД (если он связан с местом КЗ через внешнее сопротивление) и АД – определяется отношение периодической составляющей тока КЗ источника в начальный момент времени ( ) к его номинальному току ( ):

; ; .

Эти отношения указывают на условную электрическую удаленность источника от точки КЗ. Чем больше указанное отношение, тем ближе источник к точке КЗ. Для синхронного двигателя (СД), связанного с местом КЗ непосредственно (без внешнего сопротивления), указанное отношение рассчитывать не требуется.

Рис. 1.7. Остаточные линейные напряжения узлов, ЭДС источников и периодические слагающие тока ветвей в начальный момент времени КЗ

В приведенных выражениях токи числителя и знаменателя должны быть приведены к одной и той же ступени трансформации (в принципе, произвольной), а не обязательно к ступени источника питания.

Для генерирующих источников рассматриваемой схемы имеем:

• для генератора ТЭЦ    = 0.351;

• для генератор ГЭС-1    = 0.572;

• для генератора ГГ3 (ГЭС-2)    = 0.893;

• для генератора ГГ4 (ГЭС-2)    = 5.579.

Поскольку СД связан с точкой КЗ непосредственно, для него не рассчитываем.

Определим для примера при кВ:

,

где кА.

Вполне очевидно, что при этом не изменяется.

Если значение , то затухание периодической составляющей тока КЗ с течением времени переходного процесса необходимо учитывать. Это условие выполняется только для гидрогенератора ГГ4 (ГЭС-2). По типовым кривым для СГ (см. рис. 1.8) – при с – определяем отношение при .

По типовым кривым для синхронного двигателя СД (см. рис. 1.9) – для с – определяем отношение .

Для остальных источников , т. е. периодическая слагаемая тока КЗ во времени остается неизменной.

Действующее значение периодической слагаемой для  с в месте КЗ

= 25.936·[0.567+0.356·0.7+0.077·0.63] =

= 14.706+6.463+1.258 = 22.43 кА.

Рис. 1.8. Расчетные кривые изменения во времени периодической составляющей тока КЗ в синхронных генераторах при различных удаленностях точки КЗ

Рис. 1.9. Расчетные кривые изменения во времени периодической составляющей тока КЗ в синхронных двигателях, связанных непосредственно с точкой КЗ

Ток подпитки со стороны обмотки низшего напряжения Т2 остался неизменным (14.706 кА), а от ГГ4 и СД уменьшился. Составляющие тока КЗ, протекающие через выключатель, для с:

периодическая слагающая

кА;

апериодическая составляющая и полный ток КЗ

кА,

кА.

Мощность КЗ, отключаемая выключателем, для с

МВА.

Рис. 1.10. Расчетные кривые изменения во времени периодической составляющей тока КЗ синхронных двигателей при различных удаленностях точки КЗ

Рис. 1.11. Расчетные кривые изменения во времени периодической составляющей тока КЗ асинхронных двигателей при различных удаленностях точки КЗ