Große Enzyklopädie über Öl und Gas

Elektrische Versorgung > Kurzschlüsse in elektrischen Anlagen

Bestimmung der periodischen Komponente des Stroms Kurzschluss aus leistungsstarke Generatoren
Die Parameter von Haushaltsgeneratoren mit hoher Leistung unterscheiden sich erheblich von den Parametern von Generatoren mit niedriger und mittlerer Leistung.
Unter Verwendung der berechneten Kurven in Abb. 38-12 und 38-13 für leistungsstarke Maschinen führen zu erheblichen Fehlern.
Basierend auf den vereinfachten Park-Gorev-Gleichungen für Synchronmaschine Mithilfe eines Computers wurden Änderungskurven der periodischen Komponenten des Kurzschlussstroms erstellt. leistungsstarke Turbo- und Wasserstoffgeneratoren. Berechnungen wurden für folgende Ausgangsbedingungen durchgeführt:
1. Generator kurzgeschlossen mit Nennlast gearbeitet; Die Last wird auf der Hochspannungsseite des Blocktransformators angeschlossen (Abb. 38-17).

Abbildung 38-17. Schema zur Bestimmung von Kurzschlussströmen leistungsstarker Generatoren.

2. Ein ventilunabhängiges Erregungssystem mit einer Konstante. Es wurden auch Berechnungen für eine elektrische Maschinenerregung (Notstromerregung) mit durchgeführtMit. Für Turbogeneratoren wird Deckenerregung eingesetzt, für Hydrogeneratoren.

3. Es liegt ein Kurzschluss an den Klemmen des Generators und hinter dem Transformator des Geräts vor (Punkte 1 und 2 in Abb. 38-17).
Die in Abb. 38-18 - 38-20 dargestellten Kurven geben die Abhängigkeit wieder

Wo - periodische Komponente des Kurzschlussstroms. im Moment g;- periodischer (supertransienter) Strom im Moment T =0.
Um den Strom zu ermittelnIn Kiloampere muss zunächst der subtransiente Strom berechnet werden. Mit Kurzschluss auf den Terminals

bei Kurzschluss hinter dem Blocktransformator

wobei E" die supertransiente EMK des Generators ist, o. e; - Nennstrom Generator, kA;- gleich, jedoch reduziert auf die höchste Spannungsstufe des HV-Transformators, kA;- supertransiente induktive Reaktanz des Generators, o. e.;- induktiver Blindwiderstand des Transformators auf die Nennleistung des Generators reduziert, o. e.
Der erforderliche periodische Strom ist gleich

Hier bestimmt durch die Kurven in Abb. 38-18-38-20 für einen bestimmten Moment t.
In Abb. In Abb. 38-18 zeigt die Kurven, die für Turbogeneratoren der Typen ТВВ, ТГВ und ТВМ mit 200, 300 und 500 MW verwendet werden sollten. Mit den gleichen Kurven lassen sich Ströme für eine Einheit ermitteln, die aus einem Synchronkompensator vom Typ SWR mit einer Leistung von 50 oder 100 MBA und einem Transformator der entsprechenden Leistung besteht. Änderung des Kurzschlussstroms der leistungsstärksten Turbogeneratoren (800 und 1.200 MW) ist in Abb. dargestellt. 38-19. Die Kurven für Hydrogeneratoren sind in Abb. dargestellt. 38-20. Hier sind die Durchschnittskurven für heimische Wasserkraftgeneratoren mit einer Leistung von 115, 225 und 500 MW.
Mit der Dauer des Kurzschlusses T >2 s kann der Strom gleich seinem Wert angenommen werden t =2 s.

Reis. 38-18. Kurven des Verhältnisses des periodischen Kurzschlussstroms von 200-500 MW-Turbogeneratoren zu ihrem subtransienten Strom. 1 - Kurzschluss an den Generatorklemmen: 2-k.c. hinter dem Transformator; durchgezogene Kurven – bei Te=0; gepunktete Kurven – bei Te=0,25 s.

Reis. 38-19. Kurven des Verhältnisses des periodischen Kurzschlussstroms von Turbogeneratoren 800 c 1.200 MW zu ihrem subtransienten Strom bei Te = 0. 1 - Kurzschluss an den Generatorklemmen; 2 - Kurzschluss hinter dem Transformator.

Reis. 38-20. Kurven des Verhältnisses des periodischen Kurzschlussstroms von Hydrogeneratoren von 115-500 MW zu ihrem subtransienten Strom. 1 - Kurzschluss an den Generatorklemmen; 2-Zimmer H. hinter dem Blocktransformator: durchgezogene Kurven bei Te=0; gepunktete Kurven bei Te-0,25 s.

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Die periodische Komponente des Stroms variiert entlang einer harmonischen Kurve entsprechend der sinusförmigen EMK des Generators. Aperiodisch – bestimmt durch die Art der Dämpfung des Kurzschlussstroms, abhängig von aktiver Widerstand Statorschaltungen und Wicklungen des Generators.

Die periodische Komponente des Stroms / r im Zweig G ändert sich im Laufe der Zeit entsprechend den Parametern der Generatoren (Kompensatoren), den Eigenschaften der Erregerregler, dem Abstand des Schließpunkts usw. Die periodische Komponente des Stroms 1pC von Zweig C ist über die Zeit konstant.

Kurven der Stromänderungen während eines Kurzschlusses.

Die periodische Komponente des Stroms variiert entlang einer harmonischen Kurve entsprechend der sinusförmigen EMK des Generators. Aperiodisch – bestimmt durch die Art der Dämpfung des Kurzschlussstroms, die vom aktiven Widerstand des Stromkreises und der Statorwicklungen des Generators abhängt.

Die periodische Komponente des Stroms / n (r im Zweig G ändert sich zeitlich nach einem komplexen Gesetz, das durch die Parameter der Generatoren und die Eigenschaften der Erregerregler bestimmt wird. Es wird davon ausgegangen, dass die periodische Komponente des Stroms / n s im Zweig C gilt ungedämpft sein. Der periodische Anteil des Stroms an der Fehlerstelle ist gleich der Summe dieser beiden Ströme. Die Zweistrahlschaltung dient zur Bestimmung des quadratischen Stromimpulses bei k.

Der periodische Anteil des Kurzschlussstroms vom Generator ändert sich im Laufe der Zeit nach einem komplexen Gesetz.

Der periodische Anteil des Statorstroms sollte unter normalen Schaltbedingungen das 3- bis 5-fache des Nennstroms nicht überschreiten. Im Notbetrieb darf der periodische Anteil fünfmal größer sein als der Nennstrom.

Der periodische Anteil des Statorstroms beim normalen Einschalten des Generators sollte das 3- bis 5-fache des Nennstroms nicht überschreiten. Im Notbetrieb darf der periodische Anteil fünfmal größer sein als der Nennstrom.

Der periodische Anteil des Statorstroms (gleichzeitig mit allen ungeraden Harmonischen) nimmt mit der Zeitkonstante des Rotorkreises auf seinen stationären Wert ab. Der aperiodische Anteil des Rotorstroms, der bei einem plötzlichen Kurzschluss auftritt, sinkt nach dem gleichen Gesetz auf einen stabilen Wert Gleichstrom IrL. Im Rotorkreis werden alle noch höheren Harmonischen im stationären Zustand erfasst.

Der Stoßstrom ist der höchstmögliche Momentanwert des Kurzschlussstroms. Ein Stoßstrom tritt auf, wenn die folgenden Bedingungen gleichzeitig erfüllt sind:

vor dem Kurzschluss war kein Strom im Stromkreis (Leerlauf);

Im Moment des Kurzschlusses geht die Spannung durch Null.

Der Kurzschlussstoßstrom wird nach folgender Formel berechnet:

wobei k y der Stoßkoeffizient ist:

, (4.8)

wobei T a die Zeitkonstante des Kurzschlusses ist, berechnet nach der Formel:

, (4.9)

Dabei ist f die Frequenz des Stroms im Stromnetz, x eq der äquivalente Blindwiderstand und r eq der äquivalente Wirkwiderstand relativ zum Kurzschlusspunkt.

Die äquivalente Reaktanz bezogen auf Punkt K1 wird im Unterabschnitt 4.1 berechnet. Die Berechnung des äquivalenten Wirkwiderstands erfolgt analog gemäß dem Diagramm in Abbildung 1.1, jedoch Reaktanz Elemente sollten durch aktive ersetzt werden.

Aktiver Widerstand des Generators:

, (4.10)

für Generatoren G1, G2, G3:

Wirkwiderstand von Transformatoren und Spartransformatoren mit zwei Wicklungen:

. (4.11)

Für Transformator T1:

;

Für Spartransformator AT1:

Die Wirkwiderstände der Wicklungen eines Spartransformators mit drei Wicklungen sind gleich und werden nach folgender Formel berechnet:

. (4.12)

Der aktive Widerstand des Systems ist fünfzigmal geringer als der reaktive:

Der Wirkwiderstand von Stromleitungen wird ähnlich wie der Blindwiderstand berechnet:

Abbildung 4.7 zeigt ein Zwischen-Ersatzschaltbild:

Abbildung 4.7 – Berechnung des äquivalenten aktiven Widerstands für Punkt K1

Äquivalenter aktiver Widerstand:

Mit der Formel (4.4) wird die Zeitkonstante der Schaltung bestimmt:

Gemäß Formel (4.2) ist der Stoßstrom gleich:

Der äquivalente Wirkwiderstand relativ zum Punkt K2 wird auf ähnliche Weise berechnet (Abbildung 4.8).

Abbildung 4.8 – Berechnung des äquivalenten aktiven Widerstands für Punkt K2

Äquivalenter Widerstand:

Schaltungszeitkonstante:

Der Stoßkoeffizient wird nach Formel (4.3) berechnet:

Stoßstrom:

Effektiver Wert des Stoßstroms:

4.4. Bestimmung der Dämpfung der periodischen Stromkomponente

Abschwächung der periodischen Komponente des Kurzschlussstroms für Zeitpunkte von 0,1 s; 0,2 s; 0,3 s wird aus Standardkurven ermittelt.

Zur Berechnung der Dämpfung werden die Anfangswerte der periodischen Komponenten von Strömen aus Energiequellen – dem System und den Generatoren – verwendet. Diese Ströme werden in Abschnitt 4.1 berechnet und sind auf die Spannung zu reduzieren, bei der der Kurzschluss aufgetreten ist.

Anfangswerte der periodischen Komponenten für Punkt K1 auf 220-kV-Bussen:

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