Булат КонспЛекцЭМПП

Определим апериодическую составляющую тока КЗ

Для определения начального значения апериодической составляющей рассмотрим момент времени t=0, когда i(0)=0

ставляющей

71

Х2 – сопротивление обратной последовательности генератора. Rст – активное сопротивление обмотки статора.

Из выражения для i(t) следует, что при внезапном КЗ СМ без у.о. имеется две апериодические составляющие, одна из них изменяется по периодическому закону, а вто-

рая по экспоненциальному закону. Т.о., переходной процесс состоит из 2-х режимов переходного и установившегося. П.п. заканчивается тогда, когда затухнут свободные токи в обмотке возбуждения. Ток ротора для таких генераторов будет состоять из 3-х составляющих:

I p I в I п с в I с в .

31.Переходный процесс в СМ с успокоительными обмотками

При внезапном КЗ на зажимах СМ с демпферными обмотками на увеличение маг-

нитного потока продольной реакции статора Фаd ротор отвечает изменением тока в двух обмотках: увеличением тока возбуждения на величину Iв , который затухает

с постоянной времени T", и увеличением тока в продольной демпферной обмотке на величину Iвd, который затухает с постоянной времени T" . Эти токи будут наводить в обмотке статора периодически затухающие токи.

72

Рис.41

При внезапном КЗ в обмотке статора будет протекать ток, состоящий из двух составляющих: периодической и апериодической

Определим периодическую составляющую тока КЗ

73

Определим апериодическую составляющую тока КЗ

Для определения iсв рассмотрим момент времени t=0, получим

74

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 E0” 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. 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.

75

Рис.42 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)

76

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:

При расчетах обычно учитывается комбинированная нагрузка, состоящая из СД и АД. Для комбинированной нагрузки:

При расчете начального тока КЗ не желательно объединять ветви нагрузки с вет-

вями генераторов. Это объясняется тем, что значение ударного коэффициента kу для нагрузки и для генератора различны. kу для СД принимается равным как для равнове-

ликих (по мощности) генераторов.

k у 1, 7 5 1, 9

Для крупных АД:

k у 1, 4 1, 6

77

Для обобщенной мелкомоторной нагрузки

Здесь kун- ударный коэффициент ветви нагрузки ; Iн" – сверхпереходной ток ветви нагрузки.

Тогда

33.Учет системы бесконечной мощности

При КЗ в сложных схемах всегда имеют место отдельные источники, которые ни-

каким образом не реагируют на протекание п.п. Ими могут быть отдельные генераторы или сборные шины отдельных подстанций, параметры которых не изменяются в тече-

нии всего п.п. Их называют источниками бесконечной мощности. Примером такого ис-

точника могут служить сборные шины подстанций 10кВ при КЗ в сети 0,4кВ. (Рис.44)

Рис.44

Есть три способа задания системы бесконечной мощности:

78

1.Задается конечная мощность системы в (МВА) и ее индуктивное сопротивление

во.е.

S c , M B A

X * c

2. Задается мощность КЗ на шинах системы.

3.Задается мощность системы Sc=∞

Определение параметров системы в зависимости от способа задания будет следующим:

- для первого случая

* c = 1

- для второго

79

* c = 1

- для третьего

* c = 1

34.Практические методы расчета токов КЗ

В реальных схемах с несколькими генераторами точный расчет процесса КЗ чрезвычайно сложен. Следует указать, что изменения во времени свободных токов в каждом из генераторов взаимосвязаны друг с другом.

При наличии АРВ взаимная связь имеет место и в изменениях приращений вынужденных токов. Сложность точного расчета усугубляется различием параметров генера-

торов по продольной и поперечной осям ротора. Поэтому в практических расчетах неустановившегося процесса КЗ идут по пути упрощения задачи. С этой целью помимо ранее указанных допущений принимаются дополнительные:

1) Закон изменения периодической слагающей тока КЗ, установленный для цепи КЗ с одним генератором, можно либо непосредственно, либо косвенно использ о-

вать для приближенной оценки этой слагающей тока КЗ в любой схеме с произвольным числом источников питания;

2)Апериодическую слагающую тока КЗ можно учитывать приближенно;

3)Ротор каждого генератора симметричен, т.е. параметры генераторов одинаковы при любом положении ротора.

Последнее допущение позволяет оперировать с ЭДС, напряжениями и токами без разложения их на продольную и поперечную составляющие.

80