Определение токов трехфазного короткого замыкания аналитическим методом

Периодическая слагающая начального тока КЗ генерирующей ветви

 

,

 

где  - результирующая сверхпереходная ЭДС генерирующей ветви.

 

  ЭДС генератора зависит от параметров предшествующего режима, то есть от напряжения , тока угла сдвига фаз между ними .

При расчетах начального сверхпереходного тока КЗ учитывают также крупные двигатели, расположенные вблизи точки короткого замыкания.

ЭДС синхронных и асинхронных двигателей определяют по выражению

 

.

 

Остальную нагрузку учитывают как обобщенную с параметрами и , считая их выраженными в относительных номинальных единицах при полной рабочей мощности в мегавольтамперах нагрузки и среднем номинальном напряжении в киловольтах той ступени, где она подключена.

Сверхпереходная реактивность асинхронных двигателей

 

.

 

Ударный ток короткого замыкания

 

,

 

где ударный коэффициент;

 - постоянная времени короткозамкнутой цепи, с.

 

При расчетах токов КЗ в сложных разветвленных схемах ударный коэффициент оценивают по значению эквивалентной постоянной времени

 

,

 

где  - суммарные индуктивное и активное сопротивления схемы относительно точки КЗ соответственно в чисто реактивной (r=0) и в чисто активной (x=0) схемах замещения.

Зависимость ) приведена в /2/.

По значению ударного тока проверяют работоспособность аппаратуры станций и подстанций при коротких замыканиях (проверка на динамическую стойкость). Для этой же цели используют наибольшее действующее значение полного тока КЗ.

 

9. 2 Задачи для самостоятельного решения

 

1) Для схемы электроснабжения, питаемой от системы,  (рисунок 9.2, а)  вычислить токи при коротких замыканиях в точках и . Исходные данные для расчета:

- воздушная линия Л1 длиной l=50 км выполнена проводом АС95/15 ( =0,4 Ом/км, =0.34 Ом/км);

- воздушная линия Л2 длиной l=30 км выполнена проводом АС70/11 ( =0,4 Ом/км, =0,4б Ом/км);

- воздушная линия ЛЗ состоит из двух участков, выполненных доводом АС50 (l=2 км, =0.4 Ом/км, =0,64 Ом/км) и проводом АС35 (l=8 км,, =0,4 Ом/км, =0,92 Ом/км); трансформаторы Т1 и Т2 ( =6,3 МВ*А, 110/11 кВ, =10,5 %);

- система С1 с неизменным напряжением на шинах 115 кВ, =800 мВ·А;

- система С2. Ток КЗ на шипах системы  кА.

Схема замещения показана на рисунке 9.2, б.

Рисунок 9.2 Схема электроснабжения, питаемой от системы

 

2) В схеме электроснабжения (рисунок 9.3) в точке К произошло трехфазное КЗ. Вычислить начальный сверхпереходный и ударный токи в месте короткого замыкания. Исходные данные элементов расчетной схемы: система С неограниченной мощности, неизменное напряжение которой приложено за эквивалентным индуктивным сопротивлением 13 Ом; трансформатор Т (  мВ·А; 110/6,3 кВ; =10,5%); воздушная линия Л длиной 50 км. =0,4 Ом/км; обобщенная нагрузка Н (комплексная) ( =10 мВ·А, =0,35, =0,85). Асинхронный двигатель АД в предшествующем режиме работает с загрузкой 90 %, 2000 кВт;  =6 кВ; =0,83; =92%; 5,2.

Рисунок 9.3 Схема электроснабжения, питаемой от системы неограниченной мощности

а - расчетная схема; б - схема замещения; а, г- варианты преобразования схемы.

 

Вопросы для самоконтроля знаний

9.3.1 Для чего необходимо значение тока трехфазного КЗ аппаратуры?

9.3.2 Что такое ударный ток? Чем он опасен для электроустановок?

9.3.3 Приведите формулы для нахождения активного и индуктивного сопротивления трансформатора и линии. 

9.3. 4  Какие виды КЗ относятся к симметричным коротким замыканиям?

9.3.5 Что представляет собой КЗ в системах с заземленной нейтралью?

9.3.6 Что представляет собой КЗ в системах с изолированной нейтралью?

9.3.7 Как выбирают значение базисной мощности при расчете токов КЗ?

9.3.8 Как определяют периодическую составляющую тока КЗ?

9.3.9 По каким параметрам осуществляют проверку электрических аппаратов на  динамическую и термическую устойчивость?

9.3.10 Как учитывается при расчете токов КЗ наличие асинхронного двигателя?