Переходные процессы в электрических системах: Практические занятия, контрольные работы (Ударный ток и ударный коэффициент. Определение ударного тока в сложной системе. Учет затухания тока короткого замыкания)

ВВЕДЕНИЕ

Дисциплина “Электромагнитные переходные процессы” только тогда может считаться усвоенной, когда изучающие ее смогут применять теоретические знания к практическим расчетам. Приводимые в данных методических указаниях задачи с разбором решения предполагают выдержать постепенный переход от простого к более сложному, но доступному ручному расчету. За рамками данной работы остается расчет сложных схем, выполняемый с помощью ЭВМ.

Ударный ток и ударный коэффициент

Задача № 1

К шинам неизменного напряжения 110 кВ подключены два трансформатора ТМ-6300 115/6,6 кВ, U_K=10 %, Р_К=40,6 кВт. К первому трансформатору подключена линия, выполненная кабелем АСБ-3´95; . Ко второму трансформатору подключена воздушная линия, выполненная алюминиевым проводом А-95, .

Определить: ударный ток и ударный коэффициент при коротком замыкании непосредственно за трансформатором и на расстоянии 1 км на кабельной и воздушной линии.

Сопротивления трансформатора в именованных единицах на стороне низшего напряжения

Периодическая составляющая тока короткого замыкания

Начальное значение апериодической составляющей тока

Ударный коэффициент

где

Ударный ток

Для короткого замыкания на кабельной линии на расстоянии 1 км

При коротком замыкании на воздушной линии

Расчет в базисных единицах

Задача № 2

          Асинхронный двигатель через кабель и реактор присоединен к шинам, напряжение на которых поддерживается неизменным. Определить ток и момент при пуске двигателя, выразив их в долях от номинальных величин.

Рисунок 1

M	LR	W

За базисные величины примем номинальные данные двигателя

 ;

откуда

 ;

относительная реактивность двигателя при пуске

.

Относительные базисные реактивности реактора и кабеля

Относительное базисное напряжение на шинах

.

Пуcковой ток будет равен

.

Напряжение на двигателе при пуске

.

Пусковой момент составляет

.

Определение ударного тока в сложной системе

Задача № 3

При трехфазном КЗ в точке К вычислить ударный ток в месте короткого замыкания. Схема замещения при  имеет вид

Последовательным  преобразованием находим

Рисунок 2

Рисунок 3

Начальный ток со стороны    T-3

.

Остаточное напряжение в точке А

.

Из этого следует, что нагрузки S-1 и S-2 вряд ли окажут существенное влияние в подпитке места КЗ.

В суммарном активном сопротивлении схемы существенную роль могут играть только  ,  тогда   ,                                  отношение  .

Приняв для АД     находим ударный ток

Доля тока от АД составляет 

Задача № 4

Рисунок 4. Исходная схема для задачи 4

Генератор с   в нормальном режиме работал с номинальным напряжением и нагрузкой 0.75 от номинальной при cos  = 0.8 , реактивность Хк = 0.58 отнесенная к  номинальным условиям генератора. При трехфазном коротком замыкании за Хк определить ток генератора и ток в месте КЗ. Оценить влияние нагрузки, если ее величина 1,2  по отношению к номинальной мощности генератора.

ЭДС генератора составляет

.

Реактивность нагрузки, приведенная к мощности генератора

.

Результирующая реактивность

.

Результирующая ЭДС

.

Ток в месте короткого замыкания

.

Напряжение генератора

.

Ток генератора

.

Если исключить нагрузку

.

Задача № 5

Для условий задачи 4 определить те же величины, считая что на генераторе установлено АРВ с  .

Критическая реактивность

.

Внешняя  реактивность по отношению к генератору

.

Поскольку    ,  генератор работает в режиме предельного возбуждения

.

Напряжение на выводах генератора

.

Ток в месте короткого замыкания

.

При отсутствии нагрузки    ,  и генератор работает в режиме нормального возбуждения.

Примечание: в настоящее время используется метод типовых кривых согласно приложению 1 рабочей программы.

Учет затухания тока короткого замыкания

Задача № 6

При трехфазном КЗ в точке К подстанции предприятия, схема которой изображена на рисунке 5, а, определить начальное значение периодической составляющей  тока КЗ, периодическую и апериодическую составляющие тока КЗ в момент времени t = 0,1 с и ударный ток. Параметры элементов схемы указаны на рисунке 5, а.

Рисунок 5. Схема подстанции предприятия

Р е ш е н и е: В рассматриваемых условиях следует учитывать токи, генерируемые только электродвигателями левой  по схеме секции, вблизи которой произошло КЗ. Схема замещения для определения тока КЗ в системе показана на рисунке 5, б. Принимая за базисные условия S_б= 32 МВ×А и U_б = 6,3 кВ, находим базисный ток I_б = 32( = 2,93 кА.

Таблица 1 - Значения постоянных времени и ударных коэффициентов асинхронных двигателей при КЗ на их зажимах

	Двигатели серий
Параметр	А	АО	ДАЗО	АТД	АТМ	ВДД, ДВДА	ДАМСО
Т’ДВ.РАСЧ, с	0,04	0,04	0,09	0,6	0,075	0,06	0,044
Т’А.ДВ, с	0,04	0,03	0,02	0,058	0,043	0,05	0,035
k У.ДВ	1,56	1,49	1,5	-	1,67	1,66	1,55

Сопротивления  элементов схемы замещения, приведенные к базисным условиям, в относительных единицах

х

Результирующие  сопротивления в цепи КЗ

х

r

х

Периодическая составляющая тока КЗ, создаваемого системой