Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Электромагнитные переходные процессы в электрических системах

..pdf
Скачиваний:
3
Добавлен:
20.11.2023
Размер:
20.54 Mб
Скачать

Проведение аналогичных расчетов при несимметрич­ ных коротких замыканиях рассмотрено в § 14-11.

П рим ер 10-2. В схеме рис. 10-5,а определить расчетные величи­ ны для проверки выключателей В-1 и В -2 по их отключающей спо­ собности, считая, что собственное время отключения выключателей составляет 0,05 сек.

Генераторы Г -1Г -4 одинаковые:

117,5 М ва; 13,8 кв; х"а=0,14.

Трансформаторы Т-1 и Т-2 одинаковые: 250 Afea; 280/13,8 кв,

«„=12% ; Yo/Д-П.

 

 

230/10,5

 

и к — 12%;

Yo/Д-П.

 

Трансформатор Т-3 80

М ва;

кв;

г=

Линии: Л -1 75

км, 2

цепи;

Л -2

25

км;

х = 0,407

ом!км;

= 0,108 ом)км

одной

цепи.

короткого

замыкания, поступающая

от

Система

С — мощность

системы при трехфазном коротком замыкании в точке ее присоеди­

нения, составляет

15 000

М ва.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Проведем решение в относительных единицах при 5 о = 4 - 117,5=

= 470 М ва, U 6 = 11ср, соответственно

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/ б =

470

= 1,18 к а .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

yiT-230

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

все

В силу

симметрии

схемы станции относительно шин 230 кв

генераторы

рассматриваем

как

один

генератор

мощностью

470

М ва

и

*1=0,14. Равным образом трансформаторы Т-1 и Т-2

заменяем

одним

трансформатором

2-250=500

М ва,

реактивность

которого

при базисной мощности

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

470

 

(см. рис. 10-5,б ).

 

 

 

 

 

 

 

дса= 0 , 12-gQQ = 0,11

 

 

 

 

 

Относительные базисные реактивности:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

системы

 

 

 

470

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

х * — 15 000 — ° - 03

 

 

 

 

 

 

 

 

линий

 

 

 

 

 

 

470

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,407*0,5*75

^

0,135

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

* 4

2302

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

470

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

0,09.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,407*25 -230Г =

 

 

 

 

 

тов

Относительные базисные активные сопротивления

тех

же элемен­

будут:

г, =

0,14/100= 1,4* 10-’ (по

данным

табл.

6-2);г» =

=

0 ,11/36 =

3,06* 10- * (по данным

приложения

II-6);

г, = 0 ,03/14=

=

2 ,1*10” *

(исходя из

условия,

что для

системы

А, =

1,8);

rt =

=

° ’ 135 O

W

=

35,6' 10

*’ '•5 =

0. 09^

Q 7 =

23, 6*10- ' .

 

 

 

 

Суммарные реактивности до шин 230 кв станции:

 

 

 

 

 

со стороны

генераторов хт=0,14+0,11=0,25;

 

 

 

 

 

 

 

со стороны

системы х8=0,03+0,135=0,165;

 

 

сек и х =

 

 

 

По кривым рис. 10-3,а для т

= 0 ,0 5 + 0 ,0 1 = 0 ,0 5

0,25

находим у^ =

0,89.

Следовательно,

значение

периодической слагаю­

1 6 - 2 4 9 8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

841

щей тока при

трехфазном коротком замыкании в точке К -1 будет

при т =

0,06

сек:

 

 

 

 

 

 

 

 

/„•,= ( 0>89,'о725 "^О.Юб)'1,18" 11,4 ка-

 

Значения

отношений

xjr:

 

 

 

 

 

 

со

стороны

станции

х /г = 0 ,25/(3,06+ 1,4) 10-3=56;

 

со

стороны

системы

х /г = 0 ,165/(2,1 +35,6) 10—3= 4,4.

 

Обращаясь

к кривым

рис. 10-4,

для этих значений x jr

при т =

= 0,06

сек соответственно находим

Х^ — 0,72 и Х^ = 0,05.

 

Значение

апериодической

слагающей

тока в

месте

короткого

замыкания в рассматриваемый

момент будет:

 

 

 

1т =

К2тГо,72 -о7 ^ - +

0,°5 оТТбб) 1,18 =

5,31 ка .

Следовательно, расчетное относительное содержание апериоди

ческой

слагающей тока будет:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5,31

 

0,33.

 

 

 

 

 

 

У~2-11,4]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При

коротком замыкании в точке К -2

результирующая

реактив­

ность составляет х г = (0 ,2 5 //0 ,165) + 0,09=0,19 .

Выделим станцию

и систему в отдельные ветви. Реактивности этих ветвей найдем как

стороны эквивалентного треугольника (см.

пунктир на рис. 10-5,6):

 

0,25-0,09

х , = 0,25 + 0,09 +

0,165

0,48,

аналогично

хю=0,32.

По кривым рис. 10-3 при х = 0 ,4 8 и т = 0,06 сек находим ут =

= 0,92. Значение периодической слагающей тока в месте короткого замыкания для т = 0,06 сек:

/ пг= ^ 0 ,9 2 --0 4g-+ ~ Q

-1 ,1 8 = 6,03 к а .

Оценим теперь значение апериодической слагающей тока. Ре­ зультирующее активное сопротивление относительно точки К -2 со­

ставляет:

 

 

 

 

 

 

rz = [(3 ,0 6 + 1,4)//(2,1 + 3 5 ,6 )+ 23,6] 1 0 '* =

27,6-10'* .

Находим отношение

x ir

— 0,19/27,6 -10'* = 6,9,

для

которого

по кривой рис. 10-4 при

т =

0,06 сек имеем Хт= 0 , 11.

Значение апе­

риодической слагающей

/ат=

К 2 - 0 ,11-jp jg -1,18 =

0,97 к а

и рас-

_

0,97

 

 

 

 

четная величина р.т

J/T.6,03 = 0,114..

 

 

 

242

10-4. Метод расчетных кривых

Когда задача ограничена нахождением тока в месте короткого замыкания или остаточного напряжения не­ посредственно за аварийной ветвью, для проведения соответствующего расчета в течение многих лет широко

используется

 

так называемый

ме т о д р а с ч е т н ы х

кривых .

Причиной

этого является его относительная

простота

и

в

большинстве

 

 

случаев

достаточная

точ­

 

 

ность

рамках

указанной

0

-

задачи).

 

 

 

 

 

 

Данный метод основан на

 

2тёО,йчО,6*Ш

применении

 

специальных

 

т

кривых,

которые

дают

для

 

*-расч

произвольного

момента

про­

 

 

цесса

короткого

замыкания

 

 

при

различной

расчетной

 

 

реактивности

 

схемы

относи­

 

 

тельные

значения периодиче­

 

 

ской слагающей тока в ме­

 

 

сте

короткого

замыкания.

 

 

Построение

таких

кривых

 

 

произведено

применительно

Рис.

10-6. Схема, принятая при

кпростейшей схеме рис. построении расчетных кривых,

10-6,а,

где

принято, что гене­ а —исходная

схема; б —схема

за­

ратор

предварительно

рабо­

мещения.

 

тал

с номинальной нагруз­

этому сама

на­

кой

(при cos<p=0,8).

Соответственно

грузка

учтена

относительным сопротивлением1 zH=

= 0,8+ /0,6,

которое

считалось неизменным втечение

всего процесса короткого замыкания. Ветвь с реактив­ ностью хк, за которой предполагается трехфазное корот­ кое замыкание, предварительно была не нагружена.

Для средних значений параметров генератора и при различной удаленности короткого замыкания в схеме рис. 10-6 по соответствующим выражениям § 9-2—9-4 вычислены относительные величины периодической сла­ гающей тока в месте короткого замыкания. По получен­ ным результатам построены расчетные кривые, пред­ ставляющие изменение относительной величины периоди­ ческой слагающей тока в месте короткого замыкания

1 Отметим, что учет нагрузки реактивностью дг„= 1,2 дает прак­ тически тот же результат.

10»

2 4 3

Рис. 10-7. Расчетные кривые для турбогенератора средней вые — при

а — з а а р г у м е н т п р и н я т о в р е м я t\ б — з а а р г у м е н т

2 4 4

мощности (сплошные кривые — при наличии АРВ, пунктирные криотсутствии АРВ).

ллинята расчетная реактивность хрлсч.

245

Рис. 10-8. Расчетные кривые для гидрогенератора средней вые — при

 

а з а а р г у м е н т п р и н я т о в р е м я t; б з а

П р и м е ч а н и е .

Д л я г е н е р а т о р о в

с

д е м п ф е р н ы м и

о б м о т к а м и

 

 

 

 

п о л ь з о в а т ь с я

246

9)

мощности (сплошные кривые— при наличии АРВ, пунктирные криотсутствии АРВ).

аргумент принята расчетная реактивность Храоч-

0.1 сек следует

*раоч Должно быть

увеличено на 0,07; при этом для

датрих-пунктирными

кривыми.

 

247

для разных значений

так

называемой

р а с ч е т н о й

р е а к т и в н о с т и Xpac4 в

зависимости

от времени

t (рис. 10-7,а и 10-8,а)

или для разных значений t в за­

висимости от Храсч (рис. 10-7,6 и 10-8,6). В первом варианте расчетные кривые нагляднее отражают харак­ тер изменения тока при разной удаленности короткого замыкания, но при пользовании ими приходится чаще прибегать к менее точному интерполированию. Поэтому

Таблица 10-1

Параметры типовых союзных генераторов средней мощности

 

 

Гидрогенератор

Наименование параметров

Турбогене­

с демп­

без демп-}

ратор

 

 

ферными

ферных

 

 

обмотками

обмоток

Реактивность х " а , отн.ед.......................

 

0.125

0,20

0,27

То

же

х " д , отн.ед....................

 

0,175

0,30

0,65

.

х ' л , отн.ед.....................

 

0,21

0,30

0,30

,

x d,

о тн .ед .....................

 

1,72

1,00

1,00

,

,

Хц,

отн.ед

......................

 

1,72

0,65

0,65

,

х „ ,

отн.ед

.......................

 

0,11

0,17

0,17

Отношение к. з. К с .................................

 

 

0,70

1,06

1,06

Постоянная

времени Т ^ , . . . .

сек

 

7,00

5,00

5,00

То же

 

Т0 ,

сек .

. . .

0,57

0,57

0,57

Ток возбуждения

при

номинальной

 

 

 

нагрузке

/ i a ,

о т н .е д .............................

 

 

2,26

1,80

1,80

Предельный ток

возбуждения,

/ / ор,

 

 

 

отн.ед

.......................................................

 

 

 

 

3,96

3,15

3,15

Характеристика холостого хода

 

Стандартная по данным заво­

 

 

 

 

 

 

да «Электросила*

 

в большинстве литературных источников и в справочни­ ках расчетные кривые обычно приводят выполненными по второму варианту.

Под расчетной реактивностью принята сумма реак­ тивностей xvac4= x"d+ xK (рис. 10-6,6), т. е. в ней не отражено наличие нагрузки в схеме, чем в сущности и определяется методика пользования расчетными кривы­ ми.

248

Приведенные на рис. 10-7 и 10-8 расчетные кривые1 соответствуют типовым союзным генераторам средней мощности (до 50—100 Мет). Значения тока и лтрасч вы­ ражены в относительных единицах при номинальных условиях генератора. Разделение кривых по типу гене­ раторов (турбо- и гидро-) вызвано тем, что их парамет­ ры существенно отличаются между собой (табл. 10-1). По мере увеличения расчетной реактивности (или уда­ ленности короткого замыкания) различие между тока­ ми во времени, как видно, становится все меньше. Это позволяет практически считать, что при Х расч>3 перио­ дическая слагающая тока короткого замыкания остается неизменной и равной своему начальному значению. На рис. 10-7,а и 10-8,а проведены пунктирные линии, которые для сравнения дают те же закономерности при отсутствии АРВ у генераторов. Следует также отметить,

что с увеличением Храсч различие

в типах генерато­

ров сказывается все меньше и уже

при Храсч^ 1 рас­

четные кривые для генераторов разных типов почти совпадают.

Принятый способ построения расчетных кривых устанавливает простую методику их применения. В самом деле, для нахождения по ним значения тока короткого замыкания в произвольный момент времени достаточно определить храСч относительно рассматривае­ мой точки короткого замыкания, используя схему для начального момента, причем нагрузки в последнюю не должны входить; это значительно упрощает решение. При этом, как следует из самого построения расчетных кривых, найденное по ним значение тока получается с учетом влияния нагрузки. Такой косвенный учетнагруз­ ки, конечно, не может претендовать на большую точ­ ность, но все же он приводит к более правильным ре­ зультатам, чем если бы нагрузкой совсем пренебречь. Что касается той нагрузки, которая в действительности может быть подключена непосредственно к точке корот­ кого замыкания, то ее учет можно произвести отдельно, как указывалось в § 6-5 и 6-6.

1 Эти кривые разработаны в 1940 г. А. Б. Черниным и В. Я. Швагером. Авторами они даны в выполнении по второму ва­ рианту.

Аналогичные кривые для современных крупных турбогенерато­ ров построены в УПИ (Труды УПИ, сб. 54, изд. УПИ, Свердловск, 1966).

2 4 9

Распространение метода расчетных кривых на слож­ ные схемы с большим числом генераторов по существу соответствует допущению, что все участвующие в схеме генераторы могут быть заменены одним генератором суммарной номинальной мощности, поставленным в не­ которые средние условия по отношению к точке корот­ кого замыкания. Ошибка от такой замены зависит от того, в какой мере реальные условия отдельных генера­ торов отличаются от указанных средних. На этом вопро­ се ниже остановимся более подробно, а сейчас проследим порядок выполнения расчета при замене всех генерато­

ров одним генератором

суммарной мощности

или, как

говорят, по о б ще м у

и з м е н е н и ю Этот

порядок

состоит в следующем 1) Для заданной системы составляют схему замеще­

ния, в которую генераторы вводят своими х"а\ нагрузки в ней должны отсутствовать, за исключением крупных двигателей и синхронных компенсаторов (в особенности расположенных вблизи места короткого замыкания), которые рассматриваются как генераторы равновеликой мощности. Поскольку метод достаточно приближен, схе­ му замещения целесообразно составлять упрощенно (см. § 2-4). Никаких э. д. с. в схему замещения вводить не нужно

2)Постепенным преобразованием схемы замещения (или замером на расчетной модели) находят ее результирующую реактивность ху относительно места короткого замыкания.

3)Для определения расчетной реактивности дграсч най­ денную реактивность x z выражают в относительных едини­

цах при суммарной номинальной мощности

генераторов

SHj,= :SH1 +

Se2

+ S am, Мва, участвующих

в питании

короткого

замыкания, т. е. если x s выражено в омах при

г/СР, кв, то

 

 

 

 

 

*раеч=-*2 -5т-;

(Ю-6)

 

 

^ср

 

соответственно, если х^ выражено в относительных едини, цах при 5б, то

■*-расч

*

(10-7)

250