Принципы составления и преобразования схем замещения

Пример 1.

Данные элементов схемы:

Асинхронный двигатель (АД): 2500 кВт; 6 кВ; cosφ=0,9; h=96%; К_П=5,6; М_П*(Н)=0,9

Кабельная линия (КЛ): 1,25 км; Х=0,071 Ом/км;

Реактор (Р): 10 кВ; 400 А; Х_%= 3%

Система (С): 6,3 кВ.

Алгоритм решения задачи:

1. Выбрать систему базисных единиц;

U_б=U_н=6 кВ;

(это номинальные данные АД)

2. Составить схему замещения и её параметры в о.е.;

3. Вычислить ток в начальный момент пуска:

4. Рассчитать напряжение и момент в момент пуска:

Напряжение на шинах двигателя: U_*=I*X_АД=4,74*0,18=0,85

Пусковой момент двигателя: М_П*=U _АД ²*M_П*(Н)=0,85²*0,9=0,648

Кроме основных используются множество различных относительных единиц, например:

относительная угловая скорость -;

относительная индуктивность -;

относительное потокосцепление - и др.

Многие относительные единицы различных физических величин численно равны между собой, например при w=w_с Х_*=L_*, E_*=Y_*=F_*. Такие замены являются одним из основных достоинств системы о.е.

Перед расчетом переходного режима электрической системы на основе ее принципиальной схемы составляют расчетную схему. Она отличается от принципиальной тем, что на ней в однолинейном виде показываются только те элементы, по которым возможно протекание аварийных токов или их составляющих.

При наличии в расчетной схеме трансформаторов целесообразно имеющиеся в ней магнитно-связанные цепи представить одной эквивалентной электрически связанной цепью.

Схема замещения сложной электрической системы является соединением схем замещения отдельных ее элементов. В ней элементы соединены так же, как на расчетной схеме.

После составления схемы замещения рассчитываются ее параметры в именованных или относительных единицах, затем полученные значения приводятся к основной ступени напряжения.

Рассмотрим схему рис.1:

Рис.1 нек

При точном приведении в качестве основной ступени напряжения принимается напряжение в месте КЗ. На рис.1 этому соответствует

При приведении к одному классу напряжения необходимо правильно определить среднее напряжение. Каждому классу соответствует свое среднее напряжение.

При приближенном приведении за основную ступень напряжения принимают среднее напряжение в соответствии с табл.1., т.е.:.

Значения средних напряжений приведены в таблице 1.

Таблица1

Номинальное напряжение сети, кВ	Среднее напряжение, кВ
	-
	-
Генераторное	15,75
	10,5
	6,3
	3,15
0,66	0,69
0,38	0,4
0,22	0,23

Коэффициент трансформации – это отношение междуфазных напряжений холостого хода обмоток трансформатора по направлению от основной ступени к той ступени, элементы которой подлежат выбору.

Точное приведение величин:

Приближенное приведение имеет вид:

.

Параметры реакторов, однако, следует пересчитывать всегда от номинального напряжения.

Путем эквивалентных преобразований схема замещения СЭС приводится к простейшему виду для определения результирующего сопротивления короткозамкнутой цепи.

С этой целью используются известные методы преобразования, применяемые при расчете линейных электрических цепей: последовательное и параллельное сложения сопротивлений; замена нескольких источников с разными э. д. с. и сопротивлениями, присоединенных к общей точке сети, одним эквивалентным источником; преобразования треугольника в эквивалентную звезду, звезды в эквивалентный треугольник и многолучевой звезды в полный многоугольник с диагоналями.

Для составления эквивалентной схемы замещения в о.е. выполняется следующая последовательность действий:

ü на одной из ступеней напряжения выбираются базисные единицы U_б, I_б;

ü определяются базисные единицы для всех других ступеней напряжения по точному или приближенному способу приведения.

ü.

ü рассчитываются все величины в относительных единицах при базисных условиях той ступени трансформации, на которой находятся подлежащие приведению величины.

Рис.2.

Схема замещения СЭС рис.2 представляет собой совокупность схем замещения ее отдельных элементов, соединенных между собой в той же последовательности, что и на расчетной схеме в таблице.

При этом трансформаторные связи в расчетной схеме заменяют электрическими — элементы с магнитосвязанными цепями вводят в схему замещения в виде соответствующих эквивалентных электрических сопротивлений.

Целесообразно обозначать сопротивления в виде дроби: в числителе — арабскими цифрами порядковый номер элемента, в знаменателе — значение его сопротивления. На схеме замещения указывают все источники питания и точку КЗ.

Сопротивления элементов, э. д. с. источников питания, а также токи ветвей и напряжения в любых точках схемы замещения могут быть выражены в именованных или в относительных единицах.

Преобразования схемы выгодно вести так, чтобы аварийная ветвь по возможности была сохранена до конца преобразования, или в крайнем случае участвовала в нем только на последних этапах.

Когда металлическое трехфазное к.з. находится в узле с несколькими сходящимися в нем ветвями, этот узел можно разрезать, сохранив на конце каждой образовавшейся ветви такое же к.з.

№ п/п	Вид преобразования	Схема до преобразования	Схема после преобразования	Обозначение	Сопротивление элементов схемы после преобразования
	Замена нескольких источников эквивалентным			II
	Преобразование треугольника в звезду			Δ/Y
	Преобразование трехлучевой звезды в треугольник			Y/Δ
	Преобразование треугольника с двумя ЭДС в звезду с двумя ЭДС			Δ/Y	Сопротивление также, как в п.2

Представление элементов электрической системы в схемах замещения при расчетах токов КЗ.

Наименование элемента	Принципиальная схема	Схема замещения	Выражение сопротивлений
В и.е.	В о.е
Система
Синхронный генератор (с демпферными обмотками) или синхронный двигатель
Асинхронный двигатель
Обобщенная нагрузка
Трансформатор
Трехобмоточный трансформатор, Автотрансформатор
Реактор
Воздушная или кабельная линия

Дата добавления: 2014-01-05