Методические рекомендации по выполнению курсовой работы для студентов 3 курса специальности 311400 «Электрификация и автоматизация сельского хозяйства» (стр. 2 из 4)
где
— относительное сверхпереходное индуктивное сопротивление генератора; Uном — номинальное напряжение генератора, В; Sном — номинальная мощность генератора, ВА.Приведем это сопротивление к базисному напряжению:
,где Uбаз — базисное напряжение, В.
Вычислим относительное базисное сопротивление:
,где Sбаз — базисная мощность, ВА.
Двухобмоточные трансформаторы. Сопротивление трансформатора:
,где Zтр — полное сопротивление трансформатора, Ом; Хтр — индуктивное сопротивление трансформатора, Ом; Uк% — напряжение короткого замыкания, %.
Приведем это сопротивление к базисному напряжению:
.Вычислим относительное базисное сопротивление трансформатора:
.Линии электропередачи. Индуктивное сопротивление ЛЭП длиной L определяется по формуле:
,где Х0 — индуктивное сопротивление одного километра ЛЭП, Ом/км.
Приведем это сопротивление к базисному напряжению:
.Вычислим относительное базисное сопротивление ЛЭП:
.Преобразование трехлучевой звезды в двулучевую. Сложнее случай расчета тока к.з., если после преобразования схемы ток от двух источников протекает через общее сопротивление. Представим расчетную схему, по которой точка к.з. питается от двух генераторов, двух трансформаторов, но генераторы соединены реактором. Тогда после приведения сопротивлений к базисным условиям и преобразование треугольника в звезду получается как бы три луча схемы.
В процессе перехода от трехлучевой звезды к двулучевой следует вычислять:
1) суммарное сопротивление трехлучевой звезды:
Хå = Х3 +Х1 Х2 /(Х1 + Х2),
где Х1, Х2, Х3 — индуктивные сопротивления соответственно первого, второго и третьего луча;
2) коэффициенты токораспределения:
С1 = X2 /(X1 + X2); С2 = X1 /(X1 + X2);
3) сопротивления двулучевой звезды:
XI = Xå /C1; XII = Xå /C2.
Используя все методы преобразования схем [3], в конечном итоге получают схему замещения, состоящую из одного или двух лучей. Причем все сопротивления выражаются в относительных базисных величинах.
Расчет сопротивлений трехобмоточного трансформатора. В сетях широкое распространение получили трехобмоточные трансформаторы. Они предназначены для питания близких и удаленных потребителей.
У этих трансформаторов приводятся три значения напряжений к.з. по результатам заводских испытаний uк В-С, uк В-Н, uк С-Н. Для расчетов удобно представить схему замещения такого трансформатора в виде трехлучевой звезды с сопротивлениями ХВ, ХС, ХН. Чтобы получить значения этих сопротивлений, необходимо значения напряжения к.з. распределить на сопротивления обмоток высокого, среднего и низкого напряжений:
, 
, 
,где uкВ-Н — напряжение короткого замыкания между обмотками высокого и низкого напряжения, %; uкС-Н — напряжение короткого замыкания между обмотками среднего и низкого напряжения, %; uкВ-С — напряжение короткого замыкания между обмотками высокого и среднего напряжения, %.
По этим значениям напряжений к.з. вычисляются сопротивления обмоток при любом значении номинального напряжения
; 
; 
.Вычисление расчетных сопротивлений. Для определения тока к.з. по расчетным кривым необходимо найти расчетное сопротивление. Это сопротивление находят путем приведения суммарного базисного сопротивления к номинальной мощности генератора или группы генераторов:
,где
— суммарное базисное сопротивление; å Sном — номинальная мощность всех генераторов ветви, ВА.2.4. Определение установившегося значения тока к.з.
Использование расчетных кривых. Расчетные кривые используются для определения периодической составляющей тока в месте к.з. Этот метод основан на применении специальных кривых, дающих зависимость относительного значения периодической составляющей тока к.з. в произвольные моменты времени переходного процесса от расчетного сопротивления схемы. Эти кривые используются при определении токов к.з. в системах, в которых преобладают генераторы небольшой мощности до 150 МВт. Данные кривые приведены в приложении 4.
Периодическую составляющую тока к.з. обычно находят для трех моментов времени:
t =0, чтобы вычислить ударный ток;
t = 0,2 с, чтобы проверить выключатели по отключающей способности;
t = ¥, чтобы проверить работу релейной защиты.
Относительное расчетное сопротивление откладывают по оси абсцисс и для каждого момента времени получают
по отношению к номинальному току.Если в схеме учитывается активное сопротивление, то расчет ведут не по индуктивному, а по общему сопротивлению
, которое приводят к номинальной мощности всех генераторов.В случае питания точки к.з. от двух источников суммарный ток к.з. определяется их суммированием:
I åк = Iк1 + Iк2.
Ток к.з. от источника неограниченной мощности определяется отдельно по закону Ома и суммируется с токами от генераторов. Источник считается неограниченной мощности, если
.Порядок расчета тока к.з. по расчетным кривым
1. Составить расчетную схему.
2. Определить все сопротивления на расчетной схеме в относительных единицах.
3. Представить полную схему замещения.
4. Методами преобразований упростить схему замещения.
5. Вычислить
, принимая за Sном суммарную мощность генераторов электростанции.6. По расчетным кривым найти относительную периодическую составляющую тока к.з.
7. Определить ток к.з. от генератора в любой точке.
8. Для t = 0 вычислить ударный ток. Для t = 0,2 с определить ток отключения, который должен разрывать выключатель с временем действия 0,2 с.
Затем вычисляется относительный базисный ток к.з. с учетом того, что в относительных базисных единицах ЭДС источника равна единице:
.От относительного базисного значения тока переходят к значению тока в амперах. На другой ступени напряжения ток, протекающий во время к.з., будет отличаться в коэффициент трансформации раз. Чтобы вычислить величину тока к.з. на этой ступени, достаточно базисный ток этой ступени умножить на относительное базисное значение тока к.з.:
,где Iкз — ток короткого замыкания, А.
2.5. Построение графиков переходного процесса.
Вычисление ударного тока
На трех графиках для каждой из трех фаз изобразить совместно периодическую, апериодическую составляющие и полный ток к.з. При изменении начальной фазы или параметров нагрузки все графики должны измениться.
График полного тока к.з. вычисляем по формуле:
,
где
— ток трехфазного короткого замыкания, А; 
— угловая скорость поворота вектора; 
— начальная фаза к.з.; 
— угол к.з; 
— активное сопротивление цепи при к.з., Ом; 
— реактивное сопротивление цепи при к.з, Ом.