Метод расчетных кривых: сущность, область и порядок применения.

Когда задача ограничена нахождением тока в месте короткого замыкания или остаточного напряжения непосредственно за аварийной ветвью, для проведения соотвествующего расчета используется метод расчетных кривых.

Этот метод, основанный на применении специальных кривых, в основном используют при нахождении тока в месте к.з. для произвольного момента времени. Эти кривые дают при различной расчетной реактивности схемы относительные значения периодической слагающей тока в месте к.з.

Построение таких кривых произведено применительно к схеме рис. 3.41, где принято, что генератор предварительно работал с номинальной нагрузкой (при ). Соответственно этому сама нагрузка учтена относительным сопротивлением , которое считается неизменным в течение всего процесса к.з.

Ветвь с реактивностью , за которой предполагается трехфазное к.з., предварительно была не нагружена.

Рис.3.41.

Для средних значений параметров генератора и при различной удаленности к.з. в схеме рис. 3.41 б были вычислены относительные величины периодической слагающей тока в месте к.з.

По полученным результатам были построены расчетные кривые, представляющие собой изменение относительной величины периодической слагающей тока в месте к.з. для разных значений так называемой расчетной реактивности в зависимости от времени (рис.3.42) и для разных значений t в зависимости от . В первом варианте расчетные кривые нагляднее отражают характер изменения тока при разной удаленности короткого замыкания, но при пользовании ими приходится чаще прибегать к менее тчоному интерполированию. Поэтому в большинстве справочниках расчетыне кривые обычно приводят выоплненными по второму варианту

Под расчетной реактивностью понимается сумма , то есть в ней не отражено наличие нагрузки в схеме, чем в сущности и определяется методика пользования расчетными кривыми.

Приведенные в справочниках графики расчетных кривых соответствуют типовым генераторам средней мощности (до МВт), где значения тока и выражены в относительных единицах при номинальных условиях работы генератора.

По мере увеличения расчетной реактивности (или удаленности к.з.) различие между токами во времени уменьшается, что позволяет практически считать, что при периодическая слагающая тока к.з. остается неизменной и равной своему начальному значению.

Распространение метода расчетных кривых на сложные схемы с большим числом генераторов по существу соответствует допущению, что все участвующие в схеме генераторы могут быть заменены одним генератором суммарной номинальной мощности, поставленным в некоторые средние условия по отношению к точке к.з.

Покажем порядок выполнения расчета при замене всех генераторов одним генератором суммарной мощности или, как говорят, расчет по общему изменению.

1) Для заданной расчетной схемы составляют схему замещения, в которую все генераторы вводят своими ; нагрузки в ней должны отсутствовать, за исключением крупных двигателей и синхронных компенсаторов (в особенности расположенных вблизи места к.з.), которые рассматриваются как генераторы равновеликой мощности. Поскольку метод приближен, то целесообразно схему замещения составлять упрощенно. При этом никаких э.д.с. в схему замещения вводить не нужно.

2) Постепенным преобразованием схемы замещения находят ее результирующую реактивность _S относительно места к.з.

3) Для определения расчетной реактивности найденную реактивность _S выражают в относительных единицах при суммарной номинальной мощности генераторов ( _S= , ), участвующих в питании к.з., то есть, если _S выражено в Омах при , кВ, то

_{S S}/ ; (3.138)

соответственно, если _S выражено в относительных единицах при то

_{S S}/ . (3.139)

4) Выбирают соответствующие расчетные кривые (кривые составлены отдельно для турбогенераторов и гидрогенераторов), по которым, исходя из полученной величины реактивности , находят для интересующих моментов времени относительные величины тока . При эту величину тока определяют для всех моментов времени как

(3.140)

5) Находят искомую величину периодической слагающей тока к.з. для каждого момента времени:

, кА, (3.141)

где - суммарный номинальный ток генераторов приведенный к напряжению той ступени, где рассматривается к.з.

Когда система содержит генераторы разных типов, то при расчете по общему изменению могут возникнуть затруднения в выборе кривых (для турбогенераторов или для гидрогенераторов). Очевидно, следует отдавать предпочтение тем генераторам, которые больше участвует в питании к.з., то есть находятся ближе к аварийной точке.

Если в ветви к.з. имеется значительное активное сопротивление , то в первом приближении его можно учесть заменой результирующей реактивности полным сопротивлением .

Далее, определив по (3.138) или (3.139) (после замены на ) расчетное сопротивление , можно находить значение тока по соответствующим расчетным кривым для полученного , условно считая, что последнее численно равно соответствующему .

Если в системе наряду с генераторами имеется источник бесконечной мощности, то в этом случае расчет по общему изменению вообще невозможен.