Расчет реактивных сопротивлений схемы замещения прямой последовательности

Методические указания

1..1. Составление схемы замещения прямой последовательности

При составлении схемы замещения прямой последовательности все источники (генераторы, системы бесконечной мощности, двигатели, обобщенная нагрузка) вводятся своими сверхпереходными ЭДС и реактивными сопротивлениями. Трансформаторы, автотрансформаторы, реакторы и линии вводятся в схему замещения своими реактивными сопротивлениями. Ветви намагничивания в схему замещения не включаются.

Элементы, по которым не протекает ток, из схемы замещения исключаются. При составлении схемы замещения могут быть соединены точки, имеющие одинаковый потенциал.

Обобщенные нагрузки и двигатели, отделенные от точки КЗ токоограничивающими реакторами или силовыми трансформаторами, могут не учитываться.

1.2. Расчет параметров схемы замещения прямой последовательности

Расчет рекомендуется вести с использованием приближенного приведения в относительных единицах. При этом для выбора базисных напряжений следует использовать шкалу средних номинальных напряжений сетей [3]: 3,15; 6,3; 10,5; 13,8; 15,75; 18; 20; 24; 37; 115; 154; 230; 340; 515 кВ. Базисная мощность выбирается произвольным образом.

Расчет ЭДС

При использовании приближенного приведения в относительных единицах для системы бесконечной мощности и обобщенной нагрузки значения сверхпереходных ЭДС принимают равными 1 и 0,85 соответственно.

Сверхпереходные ЭДС генераторов и двигателей определяются следующим образом:

, (1)

где ¾ напряжение на выводах машины в момент, предшествующий КЗ;

¾ ток статора в момент, предшествующий КЗ;

¾ угол сдвига фаз напряжения и тока в момент, предшествующий КЗ;

¾ сверхпереходное сопротивление, принимаемое равным для синхронных машин.

В выражении (1) значения напряжения , тока и сопротивления приведены к номинальным условиям источника (генератора или двигателя). Знак «+» соответствует случаю синхронного генератора или двигателя, работавшего до момента КЗ с перевозбуждением, а знак «-» ¾ случаю синхронного генератора или двигателя, работавшего с недовозбуждением или асинхронного двигателя.

Для асинхронных двигателей сверхпереходное индуктивное сопротивление определяется как

, (2)

где ¾ кратность пускового тока по отношению к номинальному току асинхронного двигателя.

Поскольку при выполнении данной работы параметры доаварийного режима неизвестны, в выражение (1) вместо значений напряжения , тока и угла следует подставлять соответствующие номинальные параметры , , .

Расчет реактивных сопротивлений схемы замещения прямой последовательности

Индуктивное сопротивление асинхронного двигателя

, (3)

где ¾ базисная мощность, МВА;

¾ номинальная мощность асинхронного двигателя, МВА.

Для синхронных и асинхронных двигателей эта мощность может быть определена как

. (4)

Индуктивное сопротивление синхронной машины может быть определено как

. (5)

Индуктивное сопротивление системы бесконечной мощности

, (6)

где - мощность трехфазного короткого замыкания в узле подключения системы, МВА.

Индуктивное сопротивление обобщенной нагрузки

, (7)

где ¾ реактивное сопротивление обобщенной нагрузки в относительных единицах, приведенное к ее номинальной мощности и среднему номинальному напряжению той ступени, на которой эта нагрузка подключена.

Если состав обобщенной нагрузки задан, то величина может быть получена из таблицы В.3. Для нагрузки, состав которой неизвестен, обычно принимают .

Индуктивное сопротивление двухобмоточного трансформатора

. (8)

Индуктивные сопротивления трехобмоточных трансформаторов и автотрансформаторов

(9)

Если мощности обмоток трансформатора или автотрансформатора не равны между собой, то в каталогах и справочниках значения напряжения КЗ могут быть отнесены к мощности менее мощной обмотки. В этом случае необходимо предварительно осуществить приведение этих параметров к номинальной мощности трансформатора или автотрансформатора.

Индуктивное сопротивление одинарного токоограничивающего реактора

, (10)

где ¾ базисное напряжение ступени трансформации, на которой установлен реактор, кВ.

Индуктивное сопротивление линии электропередачи

, (11)

где ¾ базисное напряжение ступени трансформации, на которой находится линия, кВ.

Емкостные проводимости линий электропередачи в расчете обычно не учитывают.