 |
Расчетные схемы замещения и их преобразование.
|
|
|
|
Расчет токов к.з. в электрических сетях напряжением выше 1000 В ведётся в системе относительных единиц (о.е.). Реальную электрическую схему с трансформаторными связями замещают эквивалентной, электрически связанной схемой, на которой указывают номера ступеней напряжения. Выбирают единую базисную мощность Sб (МВА), близкую к установленной мощности генераторов в расчетной схеме и округленную до целого числа. Принимают базисное напряжение Uб (кВ) на одной из ступеней, базисные напряжения на других ступенях пересчитывают по действительным (точное приведение) коэффициентам трансформации. Приближенные коэффициенты трансформации определяются по шкале средних номинальных напряжений: 770; 515; 340; 230; 154; 115; 37; 24; 18; 15,75; 13,8; 10,5; 6,3; 3,15 кВ.
Индуктивные и активные сопротивления элементов схемы замещения определяют в системе относительных единиц при приближенном приведении.
Индуктивное и активное сопротивления генератора
,
где SН – номинальная мощность генератора, МВА;
хd(Н) – синхронное сопротивление генератора по продольной оси при номинальных условиях, о.е.;
x”d(H) – сверхпереходное сопротивление при номинальных условиях, о.е.;
Та – постоянная времени апериодичес5кой составляющей тока генератора, с;
- угловая синхронная скорость, рад/с.
Индуктивное и активное сопротивления двухобмоточного трансформатора
где uK – напряжение короткого замыкания, %;
SН – номинальная мощность трансформатора, МВА;
потери короткого замыкания, кВт.
При известном соотношении х/R = к активные сопротивления элементов системы определяются как R = хк. Значения отношения х/R для элементов системы приведены в таблице 1.
Индуктивные и активные сопротивления обмоток высшего (ВН) и низшего напряжений (НН) двухобмоточного трансформатора с расщеплённой на две цепи обмотки НН
|
|
|
где uK – напряжение короткого замыкания обмоток ВН и НН, %;
SН – номинальная мощность трансформатора, МВА;
потери короткого замыкания, кВт;
КР – коэффициент связи. Для двухфазных трансформаторов, у которых обмотка расщеплена на две цепи К=3,5.
Индуктивные и активные сопротивления обмоток высшего (ВН), среднего (СН) и низшего напряжений (НН) трёхобмоточного трансформатора (автотрансформатора)
где UB, UC, UH – напряжения короткого замыкания обмоток ВН, СН и НН, %;
SН – номинальная мощность трансформатора или автотрансформатора, МВА;
потери короткого замыкания обмоток ВН, СН и НН, кВт.
Напряжения короткого замыкания обмоток ВН, СН и НН и потери короткого замыкания обмоток ВН, СН и НН соответственно:
где uВС, uBH, uCH – напряжения короткого замыкания по обмоткам высокого и среднего, высокого и низкого, среднего и низкого напряжений, %;
потери короткого замыкания по обмоткам высокого и среднего, высокого и низкого, среднего и низкого напряжений, кВт.
Индуктивное и активное сопротивления одинарного реактора
,
где UCPH – среднее номинальное напряжение ступени, где установлен реактор, кВ; 
IH – номинальный ток реактора, кА;
Iб – базисный ток на расчетной ступени, кА;
номинальные потери на фазу реактора, МВА.
Индуктивное и активное сопротивления воздушной, кабельной линии
где х0, R0 – удельное сопротивление линии, Ом/км;
UCPH – среднее номинальное напряжение линии, кВ;
длина линии, км.
Индуктивное и активное сопротивления асинхронного двигателя
,
где хДВН – сопротивление двигателя при номинальных условиях, о.е.;
IП – величина кратности пускового тока двигателя, о.е.;
МП – величина кратности пускового момента двигателя, о.е.;
РН – номинальная активная мощность двигателя, МВт;
|
|
|
номинальный коэффициент мощности.
Сопротивление комплексной нагрузки
,
где zH(H) – сопротивление комплексной нагрузки в о.е. при номинальных условиях;
SН – номинальная мощность нагрузки, МВА.
Сопротивление обобщенной нагрузки
,
где хH(H) – сопротивление комплексной нагрузки в о.е. при номинальных условиях; 
.
SН – номинальная мощность нагрузки, МВА.
Базисные величины напряжения, тока, полного сопротивления и мощности в о.е. соответственно рассчитываются по выражениям
где UH – напряжение на расчетной ступени, кВ;
IH- ток, кА;
SC – мощность системы, МВА;
Uб – базисное напряжение на расчётной ступени, кВ;
Iб – базисный ток на расчётной ступени, кА;
Sб – базисная мощность, МВА;
Zб – базисное сопротивление на расчётной ступени, Ом.
При расчётах токов к.з. исходные схемы замещения, в которых представлены конкретные элементы исходных реальных схем, путём последовательных преобразований приводятся к простейшим эквивалентным схемам замещения источник – сопротивление – точка к.з. При этом широко используются известные из курса теоретических основ электротехники способы эквивалентного преобразования схем.
При последовательном соединении n элементов эквивалентное сопротивление равно:
При параллельном соединении n элементов
Звезда сопротивлений может быть преобразована в эквивалентный треугольник сопротивлений со сторонами:
При преобразовании треугольника сопротивлений в эквивалентную звезду сопротивлений используют выражения:
Формулы преобразования нескольких параллельно включенных источников:
При числе источников и ветвей равном 2, т.е. n = 2:
Рекомендации по преобразованию схем замещения:
- преобразование выгодно вести так, чтобы аварийная ветвь до конца преобразования была сохранена;
- при металлическом трёхфазном к.з. в узле с несколькими сходящимися в нём ветвями этот узел можно разрезать, сохранив на конце каждой образовавшейся ветви такое же к.з.
|
|
|
