Материал: Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине «Электромеханические переходные процессы в электроэнергетических системах» (90
Для синхронных генераторов и электродвигателей сверхпереходную ЭДС (фазное значение) в киловольтах следует определять по формуле:
|
|
Е¢¢ |
= |
(U |
ф |
|
0 |
|
+ I |
|
0 |
|
× x¢¢ × sinϕ |
|
0 |
|
)2 + (I |
|
0 |
|
× x¢¢ × cosϕ |
|
0 |
|
)2 |
, |
(1.1) |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
ф |
|
|
|
|
|
|
|
d |
|
|
|
|
|
d |
|
|
|
|
|
|
||||||
где U ф |
|
0 |
|
|
– |
фазное |
напряжение |
|
на выводах |
машины в |
момент, |
|||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
предшествующий КЗ, кВ;
I 0 – ток статора в момент, предшествующий КЗ, кА;
ϕ 0 – угол сдвига фаз напряжения и тока в момент, предшествующий КЗ, град.
ЭДС синхронных компенсаторов определяется по формуле:
′′ |
= U ф |
|
0 |
|
+ I |
|
0 |
|
′′ |
, |
(1.2) |
|
|
|
|
||||||||
Еф |
|
|
|
|
× xd |
Для асинхронных электродвигателей сверхпереходную ЭДС следует определять по формуле:
Е¢¢ |
= (U |
ф |
|
0 |
|
- I |
|
0 |
|
× x¢¢ × sinϕ |
|
0 |
|
)2 + (I |
|
0 |
|
× x¢¢ × cosϕ |
|
0 |
|
)2 . |
(1.3) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
ф |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Для эквивалентного источника (системы):
′′ |
= Еф = U ф 0 |
, |
(1.4) |
Еф |
для эквивалентной нагрузки:
′′ |
= 0,85 ×U ф 0 . |
(1.5) |
Eф |
Если параметры режима, предшествующего КЗ, не заданы, то принимают, что до КЗ электрические машины работали в номинальном режиме.
Схемы замещения элементов электроэнергетической системы и формулы для расчета их сопротивлений приведены в таблице 1.1.
6
7
Таблица 1.1 – Схемы замещения и расчетные выражения для определения сопротивлений.
Наименование |
Схема замещения |
Исходный |
|
|
Сопротивление элемента (Ом) |
|
|||||||||||||||||||||||||||||
элемента |
параметр |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
1 |
2 |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Генератор |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(синхронный |
E |
|
|
|
x |
= x¢¢ |
= x¢¢ |
|
|
|
|
|
|
× |
Uном |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
U ; S |
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
x d |
|
|
|
d |
|
|
|
d (ном) |
|
|
|
S |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
компенсатор) |
|
|
ном |
ном |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ном |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
x′′d (ном) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Синхронный |
|
|
|
|
Sном |
= |
|
|
|
Рном |
|
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
двигатель |
|
E |
Uном; Sном |
|
cosϕ |
ном |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
(или Рном, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
x d |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
= |
x¢¢ |
= x¢¢ |
|
|
|
|
|
|
× |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
соsjном); |
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ном |
; |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
x′′d (ном) (или |
|
|
d |
|
|
|
d (ном) |
|
|
|
|
ном |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
I пуск; М пуск) |
x |
¢¢ |
|
|
|
= |
|
1 |
|
|
|
|
× |
|
|
|
1 - (М |
пуск |
I |
пуск |
)2 |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
d (ном) |
|
|
I пуск |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Асинхронный |
|
|
|
|
x = x¢¢ = |
x¢¢ |
|
|
|
× |
U |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
двигатель |
|
E |
|
|
|
|
|
ном |
; |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
x |
Рном; соsjном; |
|
|
|
|
|
|
(ном) |
|
|
Sном |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
Uном; КП; h |
x¢¢ |
|
= |
|
1 |
|
; |
|
S |
|
|
|
|
|
|
= |
|
|
|
Pном |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ном |
|
|
|
|
η |
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
(ном) |
|
|
|
КП |
|
|
|
|
|
|
|
|
cosϕном × |
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100 |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Эквивалентная |
|
E |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
нагрузка |
x |
|
|
x = x¢¢ = 0,35 × |
U ном |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
Uном; Sном. |
Sном |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8
Продолжение таблицы 1.1
1 |
|
|
|
2 |
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Эквивалентный |
|
|
|
|
|
Uном; |
|
x = |
U |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
источник |
|
|
|
|
|
|
|
ном |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
E |
|
|
|
SКЗ |
|
S КЗ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
(система) |
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
Iотк. ном. |
|
x = |
|
|
|
U |
ном |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
× Iотк.ном |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x = x (ном) |
× |
U |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
Sном , x (ном). |
|
|
|
|
ном |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
S |
ном |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Двухобмоточный |
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
uк |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
трансформатор |
|
|
|
|
Uном; Sном; uк. |
x = |
|
× |
U ном |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100 |
|
|
Sном |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
Трехобмоточный |
|
|
|
|
|
|
|
|
xB = |
0,5(uкВС + uкВН - uкСН ) |
|
|
× |
U |
2 |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
трансформатор |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ном |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Sном |
||||||||||||||||||||||||||||||||
(автотрансформат |
xВ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,5(u |
|
|
|
|
|
|
|
100 |
|
|
|
|
|
|
|
) |
|
|
|||||||||||||||||||||
xС |
|
Uном; Sном; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ u |
|
|
|
- u |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|||||||||||||||||||||
ор) |
|
|
|
|
xС = |
кВС |
|
кСН |
кВН |
|
× |
U |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
u |
|
;u |
|
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ном |
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
кВС |
кВН |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Sном |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
x Н |
|
|
uкСН . |
|
|
|
|
|
0,5(u |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
) |
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
xН = |
|
кВН |
+ u |
кСН |
- u |
кВС |
× |
U 2 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ном |
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Sном |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Двухобмоточный |
|
|
|
|
|
|
|
|
xВ = |
0,125 × uкВН |
× |
U |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
трансформатор |
с |
x В |
|
|
|
|
|
|
|
ном |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
Uном; SномВН; |
|
|
SномВН |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
обмоткой |
НН, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
x Н1 |
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
расщепленной |
|
на |
|
|
u . |
|
xН1 = xН 2 = 1,75 × uкВН × |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
Н2 |
|
|
кВН |
|
|
|
|
Uном |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
две части |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100 |
|
|
|
SномВН |
|
|
|
|
|||||||||||||||||
9
Продолжение таблицы 1.1
1 |
|
|
|
|
2 |
|
3 |
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Двухобмоточный |
|
|
|
|
|
uкВН |
|
2 |
|
|||
трансформатор |
с |
|
|
|
|
x = |
× |
Uном |
|
|||
|
|
|
|
|
SномВН |
|||||||
обмоткой |
|
НН, |
|
|
|
|
100 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
расщепленной |
на |
|
x |
|
Uном; SномВН; |
|
|
|
|
|
||
две части, |
при |
|
|
|
uкВН. |
|
|
|
|
|
||
параллельной |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
работе |
обмоток |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
НН |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Реактор |
|
|
|
|
x |
|
xном |
x = xном |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сдвоенный |
|
|
|
|
|
|
x1 = -kсв × xном |
|||||
реактор |
|
|
|
|
x 1 |
|
|
x2 = x3 = (1 + kсв )× xном |
||||
|
|
|
|
|
|
xном, kсв |
||||||
|
|
|
|
x 2 |
|
x 3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Воздушная |
линия |
|
x |
|
x1 ; l |
x = x1 × l |
|
|
||||
электропередачи |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Кабельная |
|
линия |
R |
x |
|
x1 ; R1; l |
x = x1 × l |
|
|
|||
электропередачи |
|
|
|
R = R1 × l |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
При выражении параметров элементов эквивалентной схемы замещения в именованных единицах с приведением параметров различных элементов исходной расчетной схемы к выбранной основной (базисной) ступени напряжения сети и с учетом фактических коэффициентов трансформации силовых трансформаторов и автотрансформаторов приведенные значения ЭДС источников энергии и сопротивления различных элементов схемы следует определять по формулам:
|
|
O |
|
|
|
E = E n1n2 ...nm ; |
(1.6) |
|
|
O |
|
|
|
Z = Z n12 n22 ...nm2 , |
(1.7) |
где Е и Z — |
истинные значения ЭДС источника энергии и сопротивления |
||
|
|
какого-либо элемента исходной расчетной схемы; |
|
O |
O |
их приведенные значения; |
|
E и Z — |
|
||
n1, n2,...nm — коэффициенты трансформации трансформаторов или автотрансформаторов, включенных каскадно между ступенью напряжения сети, где находятся элементы с подлежащими приведению ЭДС Е и сопротивлением Z , и основной ступенью напряжения.
При определении параметров элементов схемы замещения в относительных единицах с приведением значений параметров расчетной схемы к выбранной основной ступени напряжения сети и с учетом фактических коэффициентов трансформации силовых трансформаторов и автотрансформаторов необходимо:
1) задаться базисной мощностью (в МВА) и для одной из ступеней напряжения сети, принимаемой за основную, выбрать базисное напряжение
U б,осн (кВ);
2) найти базисные напряжения (кВ) других ступеней напряжения сети, используя формулу:
U бN |
= |
|
1 |
U б,осн |
, |
(1.8) |
|
|
|||||
|
|
n1n2 Knm |
|
|
||
где n1 ,n2 ,Knm – коэффициенты |
трансформации |
трансформаторов |
||||
(автотрансформаторов), включенных каскадно между основной и N-й ступенями напряжения;
10