Расчёт установившегося режима в сложных схемах

В схеме с несколькими генераторами, ток от которых протекает по общим для них ветвям, понятие внешней реактивности х_*вн для каждого генератора с АРВУ в отдельности теряет смысл. Поэтому здесь нельзя однозначно определить возможный режим работы каждого генератора относительно точки КЗ.

В этих случаях расчёт ведётся путем последовательного приближения, задаваясь для каждого генератора, в зависимости от его удаленности от точки КЗ режимом предельного возбуждения или режимом нормального напряжения. В первом случае генератор вводится в схему с замещением параметрами Е_qпр и х_d, во втором – Е = 1 и х_d = 0. Затем производится расчёт установившегося режима.

После этого делается проверка выбранных режимов, которая заключается в сопоставлении найденных для этих генераторов токов с их критическими токами. Для режима предельного возбуждения должно быть I_r>I_кр, а для режима нормального напряжения - I_r<I_кр.

Если в результате проверки оказалось, что режимы некоторых генераторов выбраны не верно, то после их корректировки нужно сделать повторный расчёт с последующей проверкой, и так до тех пор пока для каждого из генераторов, полученные в результате расчётов и принятые режимы не совпадут.

 

Расчет токов КЗ с помощью расчетных кривых.

 

Общие положения метода расчетных кривых.

 

Ток КЗ в произвольный момент после возникновения КЗ может быть найден с помощью специально построенных расчетных кривых. Эти кривые позволяют определить периодическую составляющую тока в месте КЗ. При построении кривых приближенно учтено влияние нагрузки в сети на ток КЗ.

На рис. 8.1–8.4 даны расчетные кривые Int = f(Храсч) при t = var, построенные в 1940 г. для схемы с типовыми генераторами мощностью до 100 МВт, а также производные от них кривые Int=f(t) при Храсч=var, построенные в 1970 г.

 

Рисунок 8.1 – Расчетные кривые для гидрогенераторов

 

 

 

Рисунок 8.2 – Расчетные кривые для турбогенераторов

 

Указанные кривые позволяют найти периодическую составляющую тока в месте КЗ с учетом влияния нагрузки в сети для произвольного момента времени от t=0 до t=∞. Параметры современных генераторов мощностью более 100 МВт (сопротивления, механические постоянные, быстродействие систем возбуждения и т. д.) существенно отличаются от аналогичных параметров генераторов мощностью до 100 МВт.

Это обстоятельство потребовало разработки новых расчетных кривых (рис. 8.3), которые позволяют для интервала времени от 0 до 0,5 с найти периодическую составляющую тока в месте КЗ с приближенным учетом влияния нагрузки сети.

 

а) б)

 

Рисунок 8.3 – Кривые I_пк(t) для гидрогенераторов(а) и турбогенераторов (б)

 

Кривые справедливы для турбогенераторов мощностью 12,5 – 800 МВт, гидрогенераторов мощностью до 500 МВт и для всех крупных синхронных компенсаторов. Кривые включены в «Руководящие указания по расчету коротких замыканий, выбору и проверке аппаратов и проводников по условиям КЗ» (1975 г.).

Методика нахождения тока КЗ для произвольного момента времени с помощью расчетных кривых приведена ниже.

1. Составляется схема замещения, в которую генераторы вводятся своими сверхпереходными сопротивлениями Х’’d, а нагрузочные ветви не учитываются.

2. Схема замещения упрощается относительно точки КЗ и находится результирующее сопротивление между источникам и точкой КЗ Храсч(б).

3. Результирующее сопротивление приводится к номинальным условиям источников

4. По расчетным кривым для интересующего момента времени находится периодическая составляющая тока в месте КЗ, Int(н).

5. Находится ток КЗ в именованных единицах

где I_{г, ном сум} – номинальный ток генераторов, приведенный к ступени напряжения той сети, где произошло КЗ.

6. При большой электрической удаленности точки КЗ от источников, когда Храсч(н)>3 можно принять, что

и

7. В ряде случаев нахождения тока КЗ с помощью расчетных кривых по общему изменению тока, т.е. когда все генераторы заменяются эквивалентным источником, неправомерно или невозможно. Это имеет место при наличии в исходной схеме источников, существенно различных по характеристикам (ТЭС, ГЭС), мощности (генераторы и электростанции конечной мощности и системы неизменного напряжения) и удаленности от места КЗ. В подобных случаях определение тока КЗ производят по индивидуальному изменению тока от характерных групп источников. Для этого исходная схема замещения приводится к схеме полного многоугольника, вершинами которого являются точки приложения ЭДС источников и точка КЗ.

В последней схеме находятся токи, посылаемые различными источниками в точку КЗ, а также суммарный ток в месте КЗ.

Описанный метод позволяет найти ток в месте КЗ, однако не позволяет найти распределение тока КЗ по ветвям схемы.