Базисный ток

Для ступеней напряжения, где указаны точки короткого замыкания рассчитывается базисный ток, кА

(4/4)

Для рассматриваемого в этой главе примера рассчитаны:

— базисная мощность S_б = 400 МВА;

— средние напряжения ступеней: U_{cр 1}= 115 кВ; U_{cр 2} = 37 кВ; U_{cр 3} = 10,5 кВ;

;

.

Источник

Система относительных единиц

Для упрощения вычислений при расчетах параметров в системах передачи электроэнергии, применяют систему относительных единиц. Этот способ подразумевает выражение текущего значения системной величины через принятую за единицу базовую (базисную) величину.

Так, относительная величина выражается как множитель базового значения (тока, напряжения, сопротивления, мощности и т. д.), и не зависит, будучи выражена в относительных единицах, от уровня напряжения. В англоязычной литературе относительные единицы обозначаются pu или p.u. (от per-unit system — система относительных единиц).

Например, для однотипных трансформаторов, падение напряжения, импеданс и потери отличаются при разном подаваемом напряжении по абсолютной величине. Но по относительной величине они будут оставаться примерно одинаковыми. Когда расчет произведен, то результаты легко переводятся обратно в системные единицы (в амперы, в вольты, в омы, в ватты и т. д.), поскольку базисные величины, с которыми сравнивали текущие значения, известны изначально.

Как правило, относительные единицы удобны при расчетах передаваемой мощности, но часто бывает, что параметры генераторов моторов и трансформаторов указываются и в относительных единицах, поэтому каждому инженеру следует быть знакомым с концепцией относительных единиц. Единицы мощности, силы тока, напряжения, импеданса, адмиттанса — используются в системе относительных единиц. Мощность и напряжение являются независимыми величинами, это продиктовано свойствами реальных энергосистемам.

Все системные сетевые величины могут быть выражены как множители выбранных базисных значений. Так, если говорить о мощности, то в качестве базисной величины можно выбрать номинальную мощность трансформатора. Бывает, что мощность, полученная в конкретный момент времени в виде относительного значения сильно облегчает вычисления. Базис для напряжения — номинальное напряжение шины и т. д.

Вообще, контекст всегда позволяет понять, о какой относительной величине идет речь, и даже наличие одного и того же символа «pu» в англоязычной литературе не будет вас смущать.

Итак, все системные физические величины являются именованными. Но при переводе их в относительные единицы (по сути — в проценты), характер теоретических выкладок обобщается.

Под относительным значением какой-нибудь физической величины понимается ее отношение к некоторому базовому значению, то есть к значению, выбранному за единицу при данном измерении. Относительная величина обозначается символом звездочки снизу.

Часто при расчетах в качестве базисных величин принимают: базисное сопротивление, базисный ток, базисное напряжение и базисную мощность.

Нижний индекс «б» обозначает, что это базисная величина.

Тогда относительные единицы измерения будут называться относительными базисными:

К примеру, для измерения угловых скоростей, за единицу принимают угловую синхронную скорость, и значит угловая скорость синхронная будет равна угловой скорости базисной.

А произвольная угловая скорость тогда может быть выражена в относительных единицах:

Соответствующим образом в качестве базисных могут быть приняты для потокосцепления и для индуктивности следующие соотношения:

Здесь базисное потокосцепление — потокосцепление, индуцирующее базисное напряжение при базисной угловой скорости.

Так, если синхронная угловая скорость принята за базис, то:

в относительных единицах ЭДС равно потокосцеплению, а индуктивное сопротивление равно индуктивности. Так получается потому, что базисные единицы выбраны соответствующим образом.

Далее рассмотрим в относительных и базисных единицах фазное напряжение:

Легко видеть, что фазное напряжение в относительных базисных единицах оказывается равным линейному относительному базисному напряжению. Аналогичным образом и амплитудное значение напряжения в относительных единицах оказывается равным действующему:

Важно здесь отметить, что и для любого элемента электрической цепи, относительное сопротивление будет равно относительному падению напряжения в условиях номинальной мощности, подаваемой в цепь.

При расчетах токов короткого замыкания, пользуются четырьмя базисными параметрами: ток, напряжение, сопротивление и мощность. Базисные значения напряжения и мощности принимают независимыми, и через них потом выражают базисные сопротивление и ток. Из уравнения мощности трехфазной сети — ток, затем по закону Ома — сопротивление:

Так как базисная величина может быть выбрана произвольно, то одна и та же физическая величина может, при выражении ее в относительных единицах, иметь различные числовые значения. Относительные сопротивления генераторов, двигателей, трансформаторов, задаются поэтому в относительных единицах посредством введения относительных номинальных единиц. Sн — номинальная мощность. Uн — номинальное напряжение. А относительные номинальные величины записываются с нижним индексом «н»:

Для нахождения номинальных сопротивлений и токов применяют стандартные формулы:

Чтобы установить связь между относительными единицами и именованными величинами, сначала выразим связь между относительной базисной и базисной величинами:

Распишем базовое сопротивление через мощность, и подставим:

Так можно перевести именованную величину в относительную базисную.

И аналогичным образом можно установить связь между относительными номинальными единицами и именованными:

Для вычисления сопротивления в именованных единицах при известных относительных номинальных, используют следующую формулу:

Связь между относительными номинальными единицами и относительными базисными единицами устанавливает следующая формула:

При помощи этой формулы относительные номинальные единицы можно перевести в относительные базисные единицы.

В энергосистемах с целью ограничения токов короткого замыкания устанавливают токоограничительные реакторы, по сути — линейные индуктивности. Для них задаются номинальные напряжение и ток, но не мощность.

и преобразовав приведенные выше выражения для относительного номинального и относительного базового сопротивлений, получим:

Могут быть выражены относительные величины и в процентах:

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

Расчет токов короткого замыкания. Выбор базисных условий и определение параметров элементов схемы замещения

Страницы работы

Фрагмент текста работы

4. Расчет токов короткого замыкания

4.1. Составление схемы замещения электрической сети

Расчет токов к.з. производится для выбора и проверки электрооборудования, а также параметров электрических аппаратов релейной защиты. Точки короткого замыкания выбираем в таких местах системы, чтобы выбираемые в последующих расчетах аппараты были поставлены в наиболее тяжелые условия. Наиболее практичными точками являются сборные шины всех напряжений.

Составляем расчетную схему проектируемой подстанции. В схему замещения все элементы (система, генератор, трансформатор, линия) входят своими индуктивными сопротивлениями. Особенностью составления схемы замещения является то, что силовые трехобмоточные трансформаторы на понижающей подстанции работают на шины низкого напряжения раздельно. Это принято для снижения уровней токов короткого замыкания в электрической сети. Схема замещения представлена на рис. 4.

Рис. 4. Схема замещения электрической сети

4.2. Выбор базисных условий и определение параметров элементов схемы замещения

За базисную мощность принимаем мощность равную S_б = 1100 МВА;

Базисные токи определяются по формуле:

, кА (4.1)

кА;

кА;

кА;

кА;

Определяем сопротивления элементов схемы замещения.

Сопротивление системы определяется по выражению:

(4.2)

x_с1 = =0.152, о.е.;

x_с2 = =0.16, о.е..

Сопротивление трансформаторов определяем по выражению:

(4.3)

S_н – номинальная мощность трансформатора, МВА.

, о.е.;

Т1,Т2: Uк вн-сн =12.5%; Uк вн-нн =20%; Uк сн-нн =6.5%;

Uкн =0,5·( Uк вн-нн + Uк вн-сн + Uк вн-сн)= 0,5·( 20 + 6.5 – 12.5)=7%

, о.е.;

, о.е.;

Т6-Т10: Uк вн-сн =11%; Uк вн-нн =32%; Uк сн-нн =20%;

, о.е.;

, о.е.;

;

Сопротивление линий определяется по выражению:

, (4.4)

Х_л1 = = 1.497 о.е.;

Х_л2 = = 2.662 о.е.;

Х_л4 = = 0.416 о.е.;

4.3. Расчет токов к.з. на стороне 220 кВ.

Рассчитаем ток короткого замыкания на стороне высокого напряжения трансформатора, то есть в точке К1. Упростим схему замещения, для чего преобразуем её к следующему виду (см. рис. 4)

Рис.4.1. Упрощённая схема замещения электрической сети

Параметры схемы замещения, изображённой на рис. 4.1 следующие:

упростим схему до схемы на рис. 4.2.

Рис. 4.2. Схема замещения после преобразований и упрощений

Рассчитаем эквивалентные и результирующие сопротивления вновь образованной упрощенной схемы замещения:

Определим эквивалентные сопротивления:

Рассчитаем эквивалентные и результирующие сопротивления:

Определим эквивалентные сопротивления:

Сверхпереходной ток находим по формуле:

(4.5)

По стр. 106 [2] находим значение ЭДС системы и генератора в о.е.:

Суммарный ток замыкания в точке К1 в относительных единицах равен:

Ток короткого замыкания в точке К1 в именованных единицах равен:

кА.

4.4. Расчет токов к.з. на стороне 10 кВ

Рассчитаем ток короткого замыкания на стороне низкого напряжения трансформатора, то есть в точке К2. Упростим схему замещения, для чего преобразуем её к следующему виду (см. рис. 4)

Рис.4.3. Упрощённая схема замещения электрической сети.

Так как параметры элементов схемы замещения были определены в пункте 4.3 то заново вести их пересчет не имеет смысла тогда с учетом преобразований определим :

Рассчитаем эквивалентные и результирующие сопротивления:

Определим эквивалентные сопротивления:

Рис. 4.4. Схема замещения после преобразований и упрощений

По стр. 106 [2] находим значение ЭДС системы и генератора в о.е.:

Суммарный ток замыкания в точке К1 в относительных единицах равен:

Ток короткого замыкания в точке К1 в именованных единицах равен:

кА.

4.5. Расчет токов к.з. на стороне 35 кВ

Рассчитаем ток короткого замыкания на стороне низкого напряжения трансформатора, то есть в точке К2. Упростим схему замещения, для чего преобразуем её к следующему виду (см. рис. 4)

Рис. 4.5. Упрощённая схема замещения электрической сети.

Так как параметры элементов схемы замещения были определены в пункте 4.3 то заново вести их пересчет не имеет смысла тогда с учетом преобразований определим :

Рассчитаем эквивалентные и результирующие сопротивления:

Источник

Объявления

Если вы интересуетесь релейной защитой и реле, то подписывайтесь на мой канал

Относительные единицы.

Чтобы отправить ответ, вы должны войти или зарегистрироваться

Сообщений 9

1 Тема от ЭлектрикВаня 2020-11-16 12:39:31

Тема: Относительные единицы.

Добрый день, дорогие релейщики, нужна ваша помощь в подсказке или можно рассказать, как перевести из относительных единицы в Амперы(напряжение).
Буду благодарен.

2 Ответ от nkulesh 2020-11-16 12:50:53

Re: Относительные единицы.

Так на базисный ток и умножить, нет? Вот книжку приложил, там как раз расчёты в относительных единицах.

Как рассчитать ток короткого замыкания.pdf 4.3 Мб, 20 скачиваний с 2020-11-16

You don’t have the permssions to download the attachments of this post.

3 Ответ от ПАУтина 2020-11-16 13:17:38

Re: Относительные единицы.

как перевести из относительных единицы в Амперы(напряжение)

4 Ответ от ЭлектрикВаня 2020-11-16 13:43:50

Re: Относительные единицы.

Так на базисный ток и умножить, нет? Вот книжку приложил, там как раз расчёты в относительных единицах.

Хочешь сказать, что ток срабатывания ДЗТ, будет равняться 500А. при 0,5 о.е.

5 Ответ от nkulesh 2020-11-16 14:37:33

Re: Относительные единицы.

sirius_t3-do-2009.pdf 1016.4 Кб, 7 скачиваний с 2020-11-16

РЭ ШЭ2607 041 от 29_07_2016.pdf 3.63 Мб, 11 скачиваний с 2020-11-16

You don’t have the permssions to download the attachments of this post.

6 Ответ от ЭлектрикВаня 2020-11-16 14:42:59

Re: Относительные единицы.

Хочу извиниться, да микропроцессорная, как раз же ЭКРА базисный ток в уставках 1000А, трансформатор двухобмоточный.

7 Ответ от nkulesh 2020-11-16 15:05:45

Re: Относительные единицы.

Хочу извиниться, да микропроцессорная, как раз же ЭКРА базисный ток в уставках 1000А, трансформатор двухобмоточный.

8 Ответ от ЭлектрикВаня 2020-11-17 06:45:14

Re: Относительные единицы.

ну у него нет дроби просто выставлен базисный ток 1000А без всякой дроби даже при скачанных уставках все равно 1000А и не поймешь Вн или НН

9 Ответ от nkulesh 2020-11-17 08:19:53 (2020-11-17 08:12:10 отредактировано nkulesh)

Re: Относительные единицы.

ну у него нет дроби просто выставлен базисный ток 1000А без всякой дроби даже при скачанных уставках все равно 1000А и не поймешь Вн или НН

Добавлено: 2020-11-17 18:19:53

Приложение. Уставки 041.docx 40.36 Кб, 10 скачиваний с 2020-11-17

Протокол наладки ШЭ2607 041 ДЗТ.doc 938 Кб, 7 скачиваний с 2020-11-17

You don’t have the permssions to download the attachments of this post.

Источник