Ток короткого замыкания в произвольный момент времени

Действующее значение периодической составляющей тока основной частоты в любой момент времени в период от начала короткого замыкания до наступления установившегося режима определяется выражением

, (4.8)

где - произвольные значения периодических составляющих по осям d и q синхронной машины.

Из [2]

,

где - соответственно периодические составляющие установившегося, переходного и сверхпереходного токов КЗ.

Постоянные времени затухания токов определяются выражениями

Постоянная времени обмотки возбуждения при замкнутой статорной и разомкнутой демпферной обмотках:

Значения параметров, входящих в выражение для определения постоянных времени, рассчитываются по формулам:

Функция ),

где – постоянная времени системы возбуждения, .

Полный ток короткого замыкания фаз в произвольный момент времени состоит из периодической составляющей, апериодической составляющей и составляющей двойной частоты, обусловленной несимметрией ротора и наличием апериодической составляющей тока статора [9].

Например, ток фазы А:

(4.8)

где – сопротивление обратной последовательности.

Выражение (4.8) показывает, что точный расчет токов короткого замыкания в произвольный момент времени в сложных СЭС, содержащих, кроме источников питания, мощные нагрузки, весьма затруднителен.

Учитывая это обстоятельство, а также отсутствие точных данных и разнообразие возможных режимов работы СЭС, для вычисления токов КЗ в произвольный момент времени, практически используют приближенные методы расчета.

ПРАКТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ РАСЧЕТА ТОКОВ

КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

Полученные в разделе 2 общие выражения тока при коротком замыкании позволяют с высокой точностью определить его величину в произвольный момент переходного процесса в цепи, питаемой одним генератором. Структура этих выражений показывает, что даже при столь простых условиях их применение требует большой вычислительной работы.

При переходе к схемам с несколькими генераторами задача точного расчета переходного процесса резко усложняется. Даже не принимая во внимание вопросы качаний генераторов и поведение присоединенных нагрузок, достаточно вспомнить, что изменения свободных токов в каждом генераторе взаимно связаны между собой. При автоматическом регулировании возбуждения аналогичная связь имеет место и в приращениях вынужденных токов.

Использование приемов операционного исчисления для расчетов переходных процессов в сложных схемах сопряжено с преодолением весьма громоздких и трудоемких выкладок. Порядок характеристического уравнения быстро возрастает с увеличением числа машин в рассматриваемой схеме. Поэтому, несмотря даже на широкие возможности современных компьютеров, этот метод, а также и методы численного интегрирования можно рассматривать как эталон для оценки других приближенных методов расчета.

Основное требование, которому должен удовлетворять практический метод, заключается в простоте его выполнения, что, прежде всего, предотвращает возможность появления ошибок. Однако, чем проще метод, тем на большем числе допущений он основан и тем, очевидно, меньше его точность.

Помимо указанных ранее допущений в практических расчетах КЗ дополнительно принимают, что:

закон изменения периодической составляющей тока КЗ, установленный для схемы с одним генератором, можно использовать для приближенной оценки этой составляющей в схеме с произвольным числом генераторов;

учет апериодической составляющей тока КЗ во всех случаях можно производить приближенно;

ротор каждой машины симметричен, т.е. параметры машины одинаковы при любом положении ротора.

Последнее допущение позволяет оперировать с ЭДС, напряжениями и токами без разложения их на продольные и поперечные составляющие. Одновременно оно исключает учет второй гармоники тока, образующейся от апериодической составляющей тока КЗ при несимметричном роторе.

Различие между практическими методами расчета переходного процесса короткого замыкания преимущественно состоит в различном подходе к вычислению периодической составляющей тока КЗ. Этот подход устанавливается требованиями и целевым назначением данного расчета. Те предпосылки и допущения, которые могут быть использованы в расчете, когда его задача ограничена определением тока в месте КЗ и в особенности большей удаленности последнего, оказываются уже непригодными, если требуется найти распределение тока по отдельным ветвям схемы, как это обычно необходимо при решении вопросов релейной защиты.

Не меньшие требования предъявляются к расчетам, проводимым при анализе аварий.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: