Расчёт тока КЗ по его общему или индивидуальному изменению

Date: 2015-10-07; view: 579.

Если в расчётной схеме ЭЭС точка КЗ питается от нескольких источников, то следует оценить возможность уменьшения их количества, располагая сведениями об их типе, мощности и электрической удалённости относительно точки КЗ. Различают расчет периодической составляющей тока КЗ по его общему изменению, если количество источников удаётся сократить, и индивидуальному изменению, если необходимо вычислять составляющие тока КЗ от каждого или эквивалентных (объединённых однотипных) генераторов.

Расчет по общему изменению тока КЗ заключается в замене однотипных и одинаково электрически удаленных генераторов эквивалентными с последующим определением периодической составляющей тока КЗ для каждого из этих эквивалентных генераторов. Его выполняют в следующем порядке:

· по исходной расчётной схеме составляют схему замещения ЭЭС для определения начального значения периодической составляющей тока КЗ (т. е. схему, в которую генераторы входят сверхпереходными сопротивлениями и сверхпереходным ЭДС, найденными с учётом предшествующей нагрузки генераторов);

· находят результирующее сопротивление генерирующих ветвей относительно точки КЗ и определяют значение периодических составляющих тока генераторов в начальный момент КЗ;

· оценивают электрическую удалённость точки КЗ от каждого источника для независимых генерирующих ветвей, не связанных с точкой КЗ общим сопротивлением;

· выбирают метод определения тока КЗ: при оценке электрической удалённости ток, создаваемый эквивалентным генератором, вычисляют по формуле ; для электрически неудалённых точек КЗ в зависимости от характеристик эквивалентного генератора используются расчётные или типовые кривые.

Расчёт по индивидуальному изменению тока КЗ состоит в определении токов КЗ, создаваемых разнотипными генераторами или электростанциями с разной удалённостью их от точки КЗ. Периодические составляющие токов КЗ отдельных генераторов изменяются во времени неодинаково. Если вычислять токи КЗ, создаваемые разнотипными генераторами с разной удалённостью от точки КЗ, через общее результирующее сопротивление, то расчёт может иметь большую погрешность. Предельное отклонение результатов расчёта по общему изменению периодической составляющей тока КЗ характеризуется отношением начального сверхпереходного тока к периодической составляющей тока источника в момент времени t при КЗ на зажимах генератора. Для турбогенераторов даже при малых промежутках времени (до 2 с) расчет приводит к существенным погрешностям (отношение достигает трех). Для гидрогенераторов предельные ошибки такого расчёта гораздо меньше. При отсутствии АРВ погрешность расчёта возрастает.

Если характеристики источников таковы, для определения тока КЗ можно использовать расчётные кривые, то расчёт выполняют в следующем порядке. Предварительно приводят действительную схему замещения ЭЭС к условной радиальной, каждая ветвь которой соответствует выделяемому источнику или группе однотипных источников и связана с точкой КЗ. Преобразование схемы выполняют с использованием коэффициентов тока распределения. Источники, непосредственно связанные с точкой КЗ, а также источники бесконечной мощности следует рассматривать отдельно от остальных источников питания.

Токи, создаваемые источниками, находят отдельно для каждой ветви. В случае независимых генерирующих ветвей связи с точкой КЗ составляющие тока КЗ рассчитывают аналогично расчёту по общему изменению тока КЗ.

Если характеристики источников позволяют использовать для расчёта тока КЗ типовые кривые, то в случае независимых генерирующих ветвей можно воспользоваться также рекомендациями последовательности расчёта по общему изменению тока КЗ.

При связи генератора и электрической системы с точкой КЗ через общее сопротивление расчёт периодической составляющей тока КЗ выполняют в следующем порядке (рис. 8.8):

· по исходной расчётной схеме составляют схему замещения и находят результирующее индуктивное сопротивление и суммарную ЭДС для определения начального значения периодической составляющей тока в точке КЗ по формуле

; (8.11)

· вычисляют начальное значение периодической составляющей тока в ветви генератора, пользуясь выражением

; (8.12)

· определяют отношение ;

· по кривой на рис. 8.4 при известном значении для расчётного момента времени t находят отношение и по нему и кривой со значением устанавливают значение ;

· по найденному отношению и известному значению вычисляют периодическую составляющую тока КЗ пользуясь выражением

. (8.13)

Рис. 8.8. Схема замещения участка ЭЭС при подпитке точки КЗ
от генератора и электрической системы

Суммарный ток в точке КЗ, создаваемый несколькими источниками, рассчитывают по формуле

. (8.14)

Заметим, что выделять много генерирующих ветвей в схеме не целесообразно. Схему любой сложности достаточно свести к двум-трем генерирующим ветвям, включая в каждую из них источники питания (генераторы или станции), находящиеся приблизительно на одинаковой удалённости от места КЗ.

Пример 8.3. При трёхфазном КЗ поочерёдно в точках К₁ и К₂ СЭС, схема которой изображена на рис. 8.9 а, определить значение тока в месте повреждения через 2,3 с после начала КЗ. Турбогенератор имеет АРВ.

а б

Рис. 8.9. К примеру 8.3

Решение. На рис. 8.9 б показана схема замещения СЭС, где параметры её элементов выражены в ОЕ при S_б = 1000 МВА и U_б = 6,3 кВ.

При КЗ в точке К₁ генератор G₁ можно рассматривать вместе с питающей системой С, а генератор G₂ следует учитывать отдельно.

Сопротивление элементов схемы замещения

Результирующие сопротивления в схеме со стороны G₁ и системы до точки К₁

Расчетное сопротивление в схеме

По расчётным кривым рис. 8.2 для турбогенераторов средней мощности при относительное значение тока . Для генератора G₂ по тем же кривым при и относительное значение тока .

Номинальные значения тока при напряжении 6 кВ:

генератора G₁ и системы S

кА;

генератора G₂

кА.

Ток КЗ в точке К₁

кА.

Для определения тока КЗ в точке К₂ рассчитаем коэффициенты токораспределения. Эквивалентное сопротивление всех источников питания относительно точки К₂ схемы

Результирующее сопротивление до этой точки

.

Коэффициенты токораспределения:

для генератора G₁ и системы С

;

для генератора G₂

Учитывая, что токораспределение по ветвям должно оставаться неизменным, получаем:

Расчётные сопротивления ветвей:

генератора G₁ и системы С

;

генератора G₂

По расчётным кривым рис. 8.2 при находим относительное значение тока для генератора G₂ . Так как для генератора G₁ и системы х_*расч >3, то относительное значение тока для них определяется

Ток КЗ в точке К₂

кА.

Контрольные вопросы

1. Какова область применения метода расчётных кривых?

2. Для каких расчётных условий определения тока КЗ применяются типовые кривые?

3. Как определяется значение периодической составляющей тока КЗ в расчётный момент времени по расчётным (типовым) кривым?

4. Можно ли при расчёте токов КЗ по расчётным кривым объединить в один эквивалентный источник ветвь питания от электрической системы с ветвями питания от генераторов конечной мощности?

5. В каких случаях можно выполнять расчёт токов КЗ по общему изменению?

6. Когда возникает необходимость расчёта токов КЗ по их индивидуальному изменению?

9. Переходные процессы при различных режимах
работы нейтрали