Расчет выполнить в относительных единицах приближенно по средненоминальным напряжениям, за базисную мощность принять номинальную мощность генератора. Перед КЗ генератор работал в номинальном режиме.
Решение
Базисные условия: Sб = 150 МВА, Uб = Uср н.
Определение параметров схемы замещения:
X”d*(б)= X”d*(н)Sб/ SН = 0.29(150/150) = 0.29;
Rг*(б) = X”d*(б) /( XГ/RГ) = 0.29/100 = 0.0029.
Так как все величины далее рассчитываются в относительных базисных единицах, то индексы *(б) можно опустить.
XТ1 = (UК%/100%)( Sб/ SНТ1) = (10.5/100)(150/75) = 0.21;
RТ1 = XТ1 /( XТ1/RТ1) = (0.21/20) = 0.0105;
XЛ = XудLSб/ U2ср н = 0.4×100×150/1152 = 0.454;
RЛ = RудL = 0.08×100×150/1152 = 0.091;
XТ2 = (UК%/100%)( Sб/ SНТ2) = (11.6/100)(150/31) =0.561;
RТ2 = XТ2 /( XТ2/RТ2) = (0.561/17) = 0.033;
XР = (XР%/100%)(Uном Р/ Iном Р)( Iб Р/Uср н) = (6/100)(6/1.0)(13.75/6.3) = 0.786; RР = XР /( XР/RР) = 0.786/15 = 0.0524.
где Iб Р = Sб/(
×Uср н) = 150/(×6.3) = 13.75 кА.
Суммарное индуктивное сопротивление от ЭДС до точки КЗ
Xå = X”d + XТ1 + XЛ + XТ2 + XР = 0.29 + 0.21 + 0.454 + 0.561 + 0.786 = 2.301;
ЭДС генератора определяется приближенной формулой
E²= UГ*(н) + IГ*(н)X”d*(н)sinφН = 1 + 1×0.29×0.527 = 1.153.
Действующее значение сверхпереходного тока в точке К схемы
I²= (E²/ Xå)Iб Р = (1.153/2.301)13.75 = 6.89 кА.
Для расчета ударного тока КЗ следует составить схему замещения, состоящую только из активных сопротивлений (рис.2.6.в) и определить суммарное активное сопротивление схемы
Rå = RГ+ RТ1 + RЛ + RТ2 + RР = 0.0029 + 0.0105 + 0.091 + 0.033 + 0.0524 = 0.1898.
Постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ
Ta = Xå/(ωRå) = 2.301/(314×0.1898) = 0.0386 с.
Ударный коэффициент
kу = 1 + e – 0.01 / Ta = 1 + e – 0.01 /0.0386= 1.772.
Ударный ток в точке КЗ
iу = (
)I²kу = () ×6.89×1.772 = 17.266 кА.
Действующее значение ударного тока
Iу = I²
=6.89
= 10.2 кА.
2.2 Блок генератор-трансформатор-линия связан с системой С бесконечной мощности (рис.2.8), напряжение на ее шинах E2=105 кВ остается неизменным.
а б
Рис 2.8.
а – исходная схема; б – схема замещения.
Исходные данные:
Г: SН = 117.5 МВА, UН = 13.8 кВ, X”d=0.16, T(3)a = 0.535 с,cosφН = 0.85,
Т: SН = 120 МВА, UК = 10.5 %, kТ =121/13.8 кВ, XТ/RТ = 26.5,
Л: L = 80км, Xуд = 0.4 Ом/км, R уд = 0.105 Ом/км.
Определить максимально возможное мгновенное значение тока генератора при его несинхронном включении в сеть, до включения генератор работал на холостом ходу с номинальным напряжением. Полученное значение тока сравнить с ударным током генератора при трехфазном коротком замыкании на его выводах при том же предшествующем режиме.
Решение
Расчет выполнен в именованных единицах. За основную ступень выбрана ступень высшего напряжения трансформатора при Uб = Uвн = 121 кВ.
Определение параметров схемы замещения:
X1 = X”d = X”d*(н)U2нг/ SН = 0.16 (1212/117.5) =19.94 Ом
где в данном случае Uнг –номинальное напряжение генератора, приведенное к основной ступени: Uнг = 13.8(121/13.8) = 121 кВ. Активное сопротивление генератора:
R1 = X1/(ωT(3)a) = 19.94/(314×0.535) = 0.119 Ом.
X2 = XТ = (UК%/100%)(U2н/ SНТ1) = (10.5/100)(1212/120) = 12.81 Ом;
R2 = RТ = XТ /( XТ/RТ) = 12.81/(26.5) = 0.483 Ом;
X3 = XЛ = XудL= 0.4×80 =32 Ом; R3 = RЛ = RудL = 0.105 ×80 =8.4 Ом;
ЭДС генератора в режиме холостого хода, приведенная к основной ступени
E1 = E² = 121 кВ.
Наибольший ток несинхронного включения, приведенный к ступени генераторного напряжения, будет при сдвиге ЭДС генератора относительно напряжения системы на 1800.
I²НС = {(E1 + E2)/[ X1 + X2+ X3]}[( Uб/ Uн)] =
{(121 + 105)/[√3(19.94+12.81+32)]}(121/13.8) = 17.67 кА.
Постоянная времени затухания апериодической составляющей тока
Ta = Xå/(ωRå) = (19.94+12.81+32)/[314 (0.119+0.483+8.4)] = 0.023 с.
Ударный коэффициент
kу = 1 + e – 0.01 / Ta = 1 + e – 0.01 /0.023= 1.647.
Максимальное мгновенное значение тока несинхронного включения на ступени генераторного напряжения
iу = I²НС kу = ×17.67×1.647 = 41.16 кА.
Наибольшее действующее значение тока
Iу = I²НС =17.6
=
23.95 кА.
Определение ударного тока генератора и его действующего значения.
при трехфазном КЗ на шинах генератора
Ударный коэффициент kуг = 1 + e – 0.01 / Taг = 1 + e – 0.01 /0.534 = 1.981.
где Taг = X1/(ωR1) = 19.94/[314 × 0.119] = 0.534 с.
Действующее значение сверхпереходного тока генератора, приведенное к ступени генераторного напряжения
I²= E²/(X1) [1/( UН/Uб)] = 121/(×19.94) [(121/13.8)] = 30.72 кА.
Ударный ток
iу = (
)I²kу= () 30.72×1.981 = 86.06 кА.
Действующее значение ударного тока
Iу = I² =30.72
= 52.54 кА.
Итак, максимальный ток несинхронного включения в 86.06/41.16 = 2.09 меньше ударного тока при трехфазном коротком замыкании на выводах генератора.
2.3 При трехфазном коротком замыкании (рис.2.9) найти выражение для полного тока. Решение выполнить операторным методом.
Рис. 2.9.
Исходные данные:
С: S²КЗ = ∞, UС = 115 кВ,
Т: SН = 120 МВА, UК = 12 %, kТ =230/115 кВ, XТ/RТ = 30,
Л: L = 100км, Xуд = 0.4 Ом/км, R уд = 0.21 Ом/км.
2.4 При трехфазном коротком замыкании (рис.2.10) найти сверхпереходный ток в точке К и остаточное напряжение на неповрежденной секции.
Рис. 2.10
Исходные данные:
С: S²КЗ =2000 МВА, UС = 230 кВ,
Т: тип ТРДЦН 63, SН = 63 МВА, UК ВН = 12 %, kТ =230/11/11 кВ
2.5 По условиям задачи 2.4 определить ударный ток в точке КЗ и его действующее значение в именованных единицах при включенном выключателе В.
Решение
При включенном выключателе В ток в месте КЗ определяется суммой токов от отдельных источников. Необходимо выполнить эквивалентирование отдельно для схем с индуктивными и активными сопротивлениями с целью определения сверхпереходного и ударного токов.
Эквивалентирование в схеме с индуктивными сопротивлениями:
Xå = X1//( X2 + X3) = 19.94//(12.81 +32) =
19.94×(12.81 +32)/(19.94+12.81 +32) = 10.28 Ом.
Eå = (å EiYi)/ åYi =
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.