Глава 9. Расчет токов короткого замыкания

где Z_a — полное сопротивление двигателя; к_уа — ударный коэффициент элек­тродвигателя; к_ул = 1,65 (соответственно rJx_A = 0,15) при S_mu < 1,0 МВт на па­ру полюсов и к_уа = 1,75 (г_д/х_д = 0,1) при S_mu > 1,0 МВт на пару полюсов.

Обобщенной нагрузкой принято называть смешанную нагрузку, состоя­щую из нагрузок на освещение, питание электродвигателей, печей, выпрями­телей и т. д. Средние расчетные ее параметры приведены в таблице и отнесе­ны к среднему номинальному напряжению ступени трансформации в месте подключения нагрузки неполной мощности (МВА). Сопротивление обобщен­ной нагрузки определяют аналогично (9.6).

К расчетным паспортным параметрам двухобмоточного трансформатора (рис. 9.1, а) относят: номинальную мощность S_H0U, номинальное напряжение обмоток £/_номв и £А_Н0МН, напряжение КЗ и_К (%), потери КЗ Р_к или отношение х/r. Сопротивления

х, =■

W0S„,

*б.т

1005L

(9.7)

Поясним параметр и_к (%). Между обмотками трансформатора имеется только магнитная связь. Эквивалентное электрическое сопротивление пер­вичной и вторичной обмоток трансформатора определяется по данным опы­та КЗ: вторичную обмотку трансформатора закорачивают, после чего транс­форматор нагружается номинальным током, затем на выводах первичной обмотки производят замеры падения напряжения Д£/и потерь КЗ Р_к в транс­форматоре.

«с ■<

« ■ВС

«сВН

'кН1(Н2)

Рис.. 9.1. Схемы замещения тоансбсюматсюа двухобмоточного (а), трехобмоточного (б) и двух-

9.1. Короткое замыкание в симметричной трехфазной цепи

331

По данным опыта вычисляют напряжение КЗ как относительное падение напряжения в сопротивлении трансформатора (%) при прохождении по нему номинального тока:

^Af7 100 = ^{ном Zt} 100, (9.8)

^ НОМ ^ Ни™

где z, — эквивалентное электрическое сопротивление обмоток трансформато­ра. Следовательно, и_к (%) соответствует сопротивлению трансформатора в от­носительных единицах при номинальных условиях.

Индуктивное сопротивление трансформатора х_Т (%) с учетом напряжения КЗ и_к и потерь короткого замыкания Р_к = 3/_н²_омг_т

х_т = ^-г_т². (9.9)

Поскольку активное сопротивление трансформаторов г_т (%) сравнительно невелико, обычно принимают z_T (%) ⁼ х_т (%).

Если для вычисления ударного тока КЗ возникает необходимость в опре­делении активного сопротивления трансформатора г_т, что рекомендуется для трансформаторов мощностью 630 кВА и менее, то это можно сделать на ос­новании потерь Р_кз, взятых из каталога, или по кривым х/г:

г_т = P_KU²JS^_0M; r_6T = P_KS₆ /S_H²_0M. (9.10)

Для расчета трехобмоточных трансформаторов (см. рис. 9.1, б) должны быть даны: номинальная мощность S_H0M; номинальные напряжения обмоток ^HOMtB). tf_H0«(C)> Vhohw напряжения КЗ между обмотками и_к(ВС), %, и_к(ВН), %, ^мк(сн)> %! потери КЗ Р_к или отношение х/r. Номинальной мощностью трехоб-моточного трансформатора 5_Н0М является номинальная мощность наиболее мощной его обмотки; к этой мощности приводятся относительные сопротив­ления трансформатора и потери КЗ.

Для определения напряжения КЗ опыт проводят 3 раза — между обмотка­ми В—С, В-Н и С-Н, причем каждый раз третья обмотка, не участвующая в опыте, остается разомкнутой. Из постановки опыта КЗ очевидно, что напря­жение КЗ между обмотками можно выразить в виде суммы напряжений КЗ этих обмоток, например и_{к(В С)} = и_к(В) + и_к(С).

Относительные базовые сопротивления (%) определяют для каждой ветви схемы замещения:

в

^хб(в> - _{ОЛЛ с} ! ^лб(о ~

( ^Мк(ВС) + ^Ик(ВН) ^Мк(СН) ) "б. (^Хк(ВС) ^{+ М}к(СН) ^Мк(ВН) ) ^е

ном

200 Я. „„ ¹ ' 20051

_ (^Цк(ВН) ^+Цк(СН) ^Цк(ВС))^6

*^6<Н) ~ 200S '

_г

332 Глава 9. Расчет токов короткого замыкания

Значения в именованных единицах определяют аналогично первой фор­муле (9.7).

Потерями КЗ трехобмоточного трансформатора называют максимальные из возможных в нем потерь Р_к(ггах). Потери F_K|max) указаны в каталоге на транс­форматор.

К расчетным параметрам (см. рис. 9.1, в) относят: номинальную мощность обмотки высшего напряжения S_H0U(B) или номинальную мощность обмотки низшего напряжения S_muHW2) (мощность 5_{Н0мН|(Н2)} = 0,5 S_H0U(B)); номинальные напряжения обмоток i/_H0M(B), U_homHHH2); напряжения КЗ между обмотками ^мквн1(Н2)> %> ^мкШ(Н2)> %' потери КЗ Р_к или отношение х/г.

Выражения для напряжений короткого замыкания каждой обмотки транс­форматора аналогичны (9.7) и (9 11)'

^Ик(В) ⁼ '■',5(И_{К(В Н1)} + Ы_{к(в н2)} - И_кВ Н1(Н2)/ ™> ]

(9.12)

^МкН1(Н2)~ ">^V^MkBH1(H2)⁺"kH1(H2) ^МкВ HI (Н2К '° • J

Определение активных сопротивлений трансформаторов с расщепленными обмотками производится аналогично определению сопротивлений для трехоб­моточных трансформаторов. В отличие от трехобмоточных трансформаторов в каталогах на расщепленные трансформаторы даются потери КЗ для обмоток В—HI (H2), отнесенные к мощности обмотки низшего напряжения S_{mu H},_(H2).

Для определения активных сопротивлений трансформатора, если потери КЗ не известны, можно воспользоваться кривыми х/г.

Расчетные параметры реактора: номинальное индуктивное сопротивление (в омах или относительных единицах) х_ти или х_ном (%); номинальное напряже­ние £/_1Юм; номинальный ток /_ном; номинальные потери АР или отношение х/г.

В случае использования сдвоенных реакторов индуктивное сопротивление задается для ветви реактора и помимо перечисленных параметров указывает­ся коэффициент связи между ветвями k_CR, обычно к_св = 0,5 (рис. 9.2).

Сопротивления реактора относительное jc_p (%) и приведенное к базовому х₆:

х U 9

„ _ ^ном ном . _ *-Ч> _/fl ■ л-.

^р" юо Si ' ^Чр~ ^ри²' ⁽⁹¹³⁾

где х_р — номинальное реактивное сопротивление реактора, Ом, U_c — напря­жение сети в точке установки реактора х_6| и реактора сдвоенного х₆₂:

x_6i=k_QBx_p^; x₆₂=x₆₃=(l + k_cs)x_p^_r. (9.14)

Известно, что сдвоенный реактор конструктивно отличается от обычного выводом средней точки обмотки, разделяющим обмотку реактора на две ветви.

Расчет активного сопротивления реакторов производится по номинальным потерям или по отношению х/г При использовании потерь на фазу реактора

* "— '■> .»^тп_Ппп ЛР=0/2 г

_I

9 2 Значения токов КЗ в электроустановках выше 1 кВ

333

(1+*»)* . . _. „ „ „ „

Рис. 9.2. Схема замещения сдвоенного реактора

Сопротивления линий электропередачи в расчетных схемах характеризуют­ся удельными сопротивлениями на 1 км длины. Индуктивное сопротивление линии зависит от расстояния между проводами и радиуса провода. Сопротив­ление линии электропередачи в именованных и относительных единицах:

*h = V; *бд= V^e/tC (9.15)

где х₀ — среднее сопротивление 1 км линии; / — длина линии.

В качестве средних расчетных значений индуктивного сопротивления на фазу следует принимать, Ом/км:

Воздушная линия напряжением, кВ

6-220 0,4

330 (два провода на фазу) 0,33

Трехжильный кабель напряжением, кВ

35 0,12

6-10 0,08

3 0,07

Одножильный маслонаполненный ПОкВ 0,18

Активное сопротивление должно учитываться в случаях, если его суммар­ное значение составляет более одной трети индуктивного сопротивления всех элементов схемы замещения до точки КЗ, т. е. когда r_v > l/3x_v или когда оно используется для определения затухания апериодического тока КЗ. Активное сопротивление линий может быть взято по справочным материалам. Для мед­ных и алюминиевых проводов его можно подсчитать по уравнению

r=l/yq, (9.16)

где / — длина линий, м; q — сечение провода, м²; у — удельная проводимость, (МСм/м), равная для меди у = 57 МСм/м (0,0175 мкОм-м), для алюминия У = 32 МСм/м.