Электромагнитные переходные процессы в электрических системах: Сборник задач для студентов электроэнергетических специальностей, страница 3

2)  При расчете установившегося режима  трехфазного к.з. генератора с учетом  АРВ принимаются  _гХ  = Х_d и определяется режим работы генератора по Х_кр.

                                                                    (1.8)

где:   -предельная величина ЭДС генератора,

а) при  Х_вн < Х_кр будет существовать режим предельного возбуждения

             _г = _{q пр = fпр} ;    _{кз ∞} = ;        _d∑ = _d + _вн                     (1.9)

б) при  Х_вн > Х_кр напряжений будет существовать режим  номинального напряжения U_г =  U_нг

                                          _{кз ∞} =                                                 (1.10)

где  _fпр - предельный ток  возбуждения генератора в относительных единицах по отношению к номинальному;

Х_вн - сопротивление сети  от выводов генератора до места к.з.

3)  Для  начального момента нарушения  режима  следует _гХ  = , тогда  Е_г =  Е" Е".

4)  Для  начального момента нарушения  режима   при  отсутствии демпферных обмоток на роторе генератора или при не учете их  следует принимать _гХ = , тогда Е_г = Е'  Е'.

При решении задач величины  ЭДС проще рассчитывать приведенные к номинальному напряжению генератора, а затем при необходимости пересчитывать к заданным условиям  из таблицы 1.1.

По разделу имеются задачи №1.1 (с решением), 1.2, 1.3,1.4 (с решением), 1.5 и 1.6 (с решением).

Трансформаторы и  автотрансформаторы

Двухобмоточный трансформатор.

Полная  Г-образная схема замещения  двухобмоточного трансформатора приведена на рис. 1.2.

Рис. 1.2.

Однако, учитывая вышеизложенные допущения получаем схему Рис. 1.3.

Рис. 1.3.

Параметры этой схемы  на напряжении, где подключен трансформатор, определяем по  формулам в  именованных единицах

                                        Х_т =                                               (1.11)

                                             R_т =                                               (1.12)

Оценить влияние активного сопротивления трансформатора (R_т ) по отношению  Х_т/R_т можно используя формулы (1.11). и  (1.12).

                                                                                (1.13)

Для трансформатора  ТМН-2500/110  с U_к = 10,5% и  МВт по формуле (1.13)

У трансформаторов более мощных это отношение еще выше.

Например, для трансформатора ТРДМС-25000/35 с U_к = 9,5% и  МВт по формуле (1.13)

Исходя из  приведенных примеров активное сопротивление трансформаторов (R_т) обычно учитывать не требуется, поэтому у всех трансформаторов и автотрансформаторов учитываются только индуктивные сопротивления (Х_т) обмоток, величины которых определяются по формулам из таблицы 1.1.

Трехобмоточные трансформаторы и автотрансформаторы.

Схема замещения - 3-х лучевая звезда рис.1.4.

Рис.1.4.

  У трехобмоточного трансформатора задаются 3 величины напряжения короткого замыкания  U_кВС, U_кВН,  U_кСН, а (U_к) для каждой из обмоток рассчитывают по  формулам:

U_кВ = 0,5·(U_кВС + U_кВН - U_кСН)

                                        U_кС = 0,5·(U_кВС + U_кСН - U_кВН)                  (1.14)

U_кН = 0,5·(U_кВН + U_кСН - U_кВС)

Величины сопротивлений обмоток высокой (Х_в), средней (Х_е) и низкой (Х_н) определяют по формуле (1.11) как и для  двухобмоточного трансформатора, подставляя в нее  соответствующую величину  U_к.

Схема замещения трехобмоточного автотрансформатора такая же как  и трехобмоточного трансформатора, поэтому определение сопротивлений  

    для него производится по тем же формулам.

Трансформаторы с расщепленной обмоткой      применяются для уменьшения токов к.з. при замыкании на низком напряжении. Схема соединения обмоток трансформатора приведена на рис. 1.5.

                                                Рис. 1.5.

Номинальные напряжения обмоток низкого напряжения   равны или близки между собой. Например: U_н1 = 10,5 кВ, а U_н2 = 6,3 кВ. При U_н1 = U_н2 и параллельном соединении обмоток сопротивление Х_Т трансформатора определяется как  для двухобмоточного, т.к.   S_н1  = S_н2 = 0,5·S_т.

При раздельном режиме работы обмоток низкого напряжения для трехфазных трехстержневых трансформаторов схема   замещения будет как у трехобмоточных трансформаторов рис 1.6., а их сопротивления равны:                    

 Х_н1 = Х_н2 = 1,8·Х_т, Х_В = 0,1·Х_т (1.15)

где    Х_т – рассчитывается   как   для    

                       двухобмоточного трансформатора  по

                 формуле (1.11). К этому разделу относятся задачи №1.7 (с решением), 1.8; 1.9; 1.10 и 1.11 (с решением)             

               Рис. 1.6                 

Нагрузка:

а) Начальный момент  времени электромагнитного переходного процесса .     Обобщенный узел нагрузки моделируется схемой рис. 1.7, где Е_н" и Х_н" - сверхпереходные ЭДС и  индуктивное

     рис. 1.7   сопротивление обобщенного узла нагрузки в относительных номинальных единицах (S_б = S_нн  и U_б = U_нн) принимаются равными:

                                        Е"_н(н) = 0,85,  Х"_н(н) = 0,35                                    (1.16)

S_нн и U_нн - номинальные мощность и напряжение  узла нагрузки.

          Если узел нагрузки состоит только из асинхронных двигателей (АД), то ЭДС можно определить по упрощенной  формуле

                                          φ_А                                     (1.17)

где U_н, I, φ – предшествующее  переходному процессу напряжение в узле нагрузки, ток АД и угол сдвига между ними.

                                                                                                      (1.18)

 - кратность пускового тока АД по отношению к номинальному.

Синхронные компенсаторы и синхронные двигатели учитываются как синхронные генераторы.

б) Установившийся режим для узла нагрузки. ЭДС принимаются равной нулю, а  узел нагрузки представляется комплексным сопротивлением

                         (Cos φ_н  +jSin φ_н).                                                (1.19)

Обычно принимают Х_н » |Z_Н| или совсем ориентировочно