Учет нагрузки в установившемся режиме короткого замыкания

 

Нагрузка, подключенная до короткого замыкания, увеличивает ЭДС и, следовательно, ток короткого замыкания и перераспределяет токи при КЗ

Как правило, в практических расчетах комплексную нагрузку заменяют на индуктивную х_н. Для определения этого сопротивления рассмотрим следующие расчетные схемы:

а) б)

Рис. 5.5. Расчетные схемы замещения

а) без учета нагрузки; б) с учетом нагрузки

 

Из схемы (рис. 5.5 б) до КЗ в номинальном режиме при :

Приравнивая токи, получаем:

. (5.6)

Для турбогенератора, у которого индуктивное сопротивление нагрузки равно .

Это сопротивление отнесено к номинальной мощности нагрузки, номинальному напряжению ступени, куда нагрузка подключена.

Сопротивление нагрузки в относительных единицах при базисных условиях:

. (5.7)

В том случае, когда сопротивление нагрузки не вводят в схему замещения, ее влияние учитывают увеличением ЭДС. В этом случае ток в месте КЗ будет равен току генератора при КЗ, что вносит погрешность в расчет.

 

5.3 Расчет установившегося режима КЗ при отсутствии и наличии АРВ

 

При отсутствии у генератора системы АРВ расчет установившегося режима трехфазного КЗ сводится к решению задачи нахождения токов и напряжений в линейной схеме, в которой известны все сопротивления и ЭДС.

Расчет при отсутствии АРВ: Ток генератора при КЗ для расчетной схемы (рис. 5.6а) определяется

. (5.8)

а) б)

Рис. 5.6. Расчетная схема замещения без АРВ

 

Для нахождения тока воспользуемся правилом эквивалентирования, согласно которому эквивалентные ЭДС, сопротивление и ток короткого замыкания определяются

(5.9)

При наличии АРВ возможны два режима (рис. 5.7а, б).

1. Режим номинального напряжения (рис. 5.7а). При этом система АРВ генератора справилась с подъемом напряжения, т.е. . Ток КЗ (рис. 5.8а) будет определяться

. (5.10)

То есть имеет место далекое короткое замыкание, .

а) б)

Рис. 5.7. Расчетная схема замещения с АРВ

 

2. Режим предельного возбуждения. Система возбуждения генератора не справилась с подъемом напряжения, т.е. . В этом случае ЭДС генератора по поперечной оси будет определяться предельным возбуждением, т.е. имеет место следующее соотношение: .

Таким образом, ток короткого замыкания, согласно схеме рисунка 5.7б, равен

. (5.11)

Здесь имеет место близкое короткое замыкание .

При справедливы обе формулы.

Приравнивая (5.10) и (5.11) при , получим выражение для критического сопротивления:

. (5.12)

Пример: . Тогда , ток .

Оба случая представлены на зависимости (рис. 5.8).

Рис. 5.8. Зависимости тока возбуждения, напряжения генератора и тока КЗ от

 

Сложные схемы расчитываются методом последовательного приближения.

1. Для каждого из генераторов произвольно задаются режимом предельного возбуждения относительно места КЗ, т.е. водят генератор в схему с своими и либо , .

2. Производят расчет схемы и сравнивают наибольшие токи генераторов с их критическими токами. Для этого используются следующие критерии:

− режим номинального напряжения ;

− режим предельного возбуждения .

При этом ток , где .

а) б)

 

Рис. 5.9. Пример сложной развитой схемы

 

Если генератор работает в режиме номинального напряжения (рис. 5.9), обведенную штриховой линией часть схемы можно отбросить и определить ток КЗ, как показано на рисунке 5.9б:

. (5.13)