Порядок расчёта несимметричных КЗ с помощью типовых кривых.

Ответ:Метод типовых кривых позволяет с приемлемой точностью (ошибка не превышает 10 %) вычислить значение тока в аварийной ветви в произвольный момент переходного процесса. При применении метода типовых кривых с целью уменьшения вычислительной работы приходится идти по пути упрощения задачи. С этой целью дополнительно принимаются допущения: - закон изменения периодической составляющей тока КЗ, установленный для схемы с одним генератором, считается таким же и при произвольном числе генераторов; - ротор каждого генератора симметричен, т. е. параметры машины одинаковы при любом положении ротора (xd = xq), что позволяет оперировать с ЭДС, напряжениями и токами без разложения их на продольные и поперечные составляющие. Расчет токов КЗ методом типовых кривых производится с учетом влияния нагрузки. Для приближенного расчета периодической составляющей тока КЗ в любой момент времени в течение многих лет широко применялся метод расчетных кривых. Этот метод был разработан применительно к существующим в то время условиям: мощность самого крупного генератора составляла 100 МВт, все генераторы имели воздушное охлаждение; однотипные генераторы независимо от их мощности имели практически одинаковые (в относительных единицах) параметры (например, сверхпереходное сопротивление турбогенераторов составляло 0,12–0,13, гидрогенераторов с демпферными обмотками – 0,19–0,22), что позволяло говорить о «типовом» турбо- или гидрогенераторе; все генераторы имели электромашинную систему возбуждения; большая часть энергии, вырабатываемой генераторами, распределялась на генераторном напряжении; коэффициент мощности всех синхронных генераторов составлял 0,8. Кроме того, при построении расчетных кривых было принято, что до КЗ генератор работал с номинальной нагрузкой и вся энергия потреблялась на генераторном напряжении.

В последнее время развитие энергетики происходит в основном за счет установки на электростанциях генераторов мощностью 300–1200 МВт с параметрами, существенно отличающимися от параметров тех генераторов, для которых были построены расчетные кривые. В частности, современные турбогенераторы имеют значительно большее сверхпереходное сопротивление. Большая часть энергии, вырабатываемой генераторами, передается потребителям при повышенных напряжениях (на генераторном напряжении потребляется лишь небольшая часть энергии, расходуемая в системе собственных нужд электростанции). Поэтому для расчета КЗ в современных ЭЭС расчетные кривые не применимы. Типовыми кривыми называют графические зависимости, отражающие при заданной электрической удаленности точки КЗ, изменение во времени относительного значения периодической составляющей тока КЗ источника

При приближенных расчетах токов КЗ для определения действующего значения периодической составляющей тока КЗ от синхронных генераторов в произвольный момент времени при радиальной расчетной схеме следует применять метод типовых кривых. Он основан на использовании кривых изменения во времени отношения действующих значений периодической составляющей тока КЗ от генератора в произвольный и начальный моменты времени, т.е. построенных для разных удаленностей точки КЗ. При этом электрическая удаленность точки КЗ от синхронной машины характеризуется отношением действующего значения периодической составляющей тока генератора в начальный момент КЗ к его номинальному току, т. е.

где Iп0 – начальное значение периодической составляющей тока КЗ от генератора в относительных единицах при выбранных базисных условиях. На рис. 4.19–4.22 приведены типовые кривые для различных групп турбогенераторов с учетом современной тенденции оснащения генераторов разных типов определенными системами возбуждения.

На рис. 4.19, а представлены типовые кривые для турбогенераторов с тиристорной независимой системой возбуждения (СТН). При построении кривых приняты кратность предельного напряжения возбуждения Kuf = 2,0 и постоянная времени нарастания напряжения

возбуждения при форсировке возбуждения Т = 0,02 с. На рис. 4.19, б представлены типовые кривые для турбогенераторов с тиристорной системой параллельного самовозбуждения (СТС). При построении этих кривых приняты Kuf = 2,5 и Т = 0,02 с. На рис. 4.20, а представлены типовые кривые для турбогенераторов с диодной независимой (высокочастотной) системой возбуждения (СДН). При построении кривых приняты Kuf = 2,0 и Т = 0,2 с. На рис. 4.20, б представлены типовые кривые для турбогенераторов с диодной бесщеточной системой возбуждения (СДБ). При построении кривых приняты Kuf = 2,0 и Т = 0,15 с. Все кривые получены с учетом насыщения стали статора, насыщения путей рассеяния статора, вызванного апериодической составляющей тока статора, эффекта вытеснения токов в контурах ротора и регулирования частоты вращения ротора турбины. При этом предполагалось, что до КЗ генератор работал в номинальном режиме.

Типовые кривые учитывают изменение действующего значения периодической составляющей тока КЗ, если отношение действующего значения периодической составляющей тока генератора в начальный момент КЗ к его номинальному току равно или больше двух. При меньших значениях этого отношения следует считать, что действующее значение периодической составляющей тока КЗ не изменяется во времени, т. е. Iпt = Iп0 = const. Расчет действующего значения периодической составляюще йтока КЗ от синхронного генератора в произвольный (фиксированный)момент времени с использованием метода типовых кривых рекомендуется вести в следующем порядке:

1. По исходной расчетной схеме составляется эквивалентная схема замещения для определения начального значения периодической составляющей тока КЗ, в которой синхронную машину следуетучесть предварительно приведенными к базисной ступени напряжения или выраженными в относительных единицах при выбранных базисных условиях сверхпереходным сопротивлением и сверхпереходной ЭДС. С помощью преобразований привести схему к простейшему

виду и определить действующее значение периодической составляющей тока в начальный момент КЗ. 2. Используя формулу (4.44), определяем значение величины I*п0(ном), характеризующей электрическую удаленность расчетной точки КЗ от синхронной машины. 3. Исходя из типа генератора и его системы возбуждения, выбираем соответствующие типовые кривые и по найденному значению I*п0(ном) выбираем необходимую кривую (при этом допустима линейная экстраполяция в области смежных кривых). 4. По выбранной кривой для заданного момента времени определяем коэффициент 5. Определяем искомое значение периодической составляющей тока КЗ от синхронной машины в заданный момент времени: где Iб – базисный ток той ступени напряжения сети, на которой находится расчетная точка КЗ. Если исходная расчетная схема содержит несколько однотипных синхронных генераторов, находящихся в одинаковых условиях по отношению к расчетной точке КЗ, то порядок расчета периодической составляющей тока КЗ в произвольный момент времени аналогичен изложенному ранее, только при определении значения Iп0(ном) по формуле (4.44) в нее вместо Sном следует подставлять сумму номинальных мощностей всех этих генераторов. В тех случаях, когда расчетная продолжительность КЗ превышает 0,5 с, для расчета периодической составляющей тока в произвольный момент времени при КЗ на выводах турбогенераторов допустимо использовать кривые приведенные на рис. 4.21, а, при КЗ на стороне высшего напряжения блочных трансформаторов –

кривые, приведенные на рис. 4.21, б.

Для приближенного определения действующего значения периодической составляющей тока КЗ в произвольный момент времени от синхронных генераторов напряжением 6–10 кВ в автономных системах электроснабжения следует использовать типовые кривые, представленные на рис. 4.22.