ЕРС q і E d можуть бути визначені за даними усталеного
режиму роботи машини, що передує короткого замикання. З цією метою з векторної діаграми машини, побудованій для цього режиму, знаходять поздовжні і поперечні складові струму і напруги і, використовуючи, знаходять шукані ЕРС (рис.2.4, а).
При короткому замиканні в зовнішньому ланцюзі, індуктивний опір якої до місця пошкодження становить Хвш, поздовжня і поперечна слагающие періодичної складової струму в початковий момент короткого замикання рівні відповідно:
тому шукане початкове значення періодичної складової струму короткого замикання
Векторна діаграма машини в початковий момент короткого замикання наведена на рис. 2.4, б. Оскільки X q gt; X d, то, як видно з, кут між векторами результуючої ЕРС Е і результуючого струму Iп0 менше/2, незважаючи на те, що активний опір обмотки якоря не враховується.
Розрахунок початкового значення періодичної складової струму короткого замикання істотно спрощується, якщо взяти припущення, що надперехідного опору синхронної машини по поздовжній і поперечній осях однакові і рівні Xd. При цьому надперехідного ЕРС синхронної машини визначається з простого співвідношення:
Рис. 2.1. Векторні діаграми синхронного генератора з демпферними контурами:
а) до короткого замикання; б) в початковий момент короткого замикання.
а її модуль до моменту короткого замикання
Рис. 2.5. Схеми заміщення синхронної машини з демпферними контурами: а) по поздовжній осі; б) по поперечної осі.
У наближених розрахунках можна використовувати наступну формулу:
надперехідного ЕРС синхронного компенсатора визначається як
де знак «плюс» приймається в тому випадку, якщо до короткого замикання компенсатор працював з перезбудженням, а «мінус» - з недовозбужденіем.
Вирази дозволяють скласти схеми заміщення синхронної машини з демпферними контурами відповідно по поздовжній і поперечній осях ротора. Такі схеми наведено на рис. 2.5, а і б.
. Розрахунок струмів трифазного короткого замикання в електроустановках змінного струму
. 1 Загальні положення
У початковий момент короткого замикання значення струму в будь ланцюга, що володіє індуктивністю, залишається незмінним і рівним його значенню в кінці попереднього режиму. Однак при дослідженні перехідних процесів струм в довільний момент часу зазвичай представляють як суму періодичної і аперіодичної складових і визначення кожної з них являє собою важливу задачу.
При розрахунку початкового значення періодичної складової струму трифазного короткого замикання в електроустановках напругою понад 1 кВ повинні бути враховані всі синхронні генератори і компенсатори, а також синхронні і асинхронні електродвигуни потужністю 100 кВт і більше, якщо ці електродвигуни не відокремлені від точки короткого замикання струмообмежуючими реакторами або силовими трансформаторами.
Початкове значення періодичної складової струму короткого замикання від синхронного генератора або компенсатора можна отримати, вирішивши диференціальні рівняння перехідного процесу в синхронній машині (рівняння Парка-Горева) і підставивши в отримані вирази /=0. Але простіше процес в початковий момент короткого замикання можна досліджувати, виходячи з принципу збереження потокозчеплень контурів ротора синхронної машини в момент будь-якого порушення її режиму. Крім того, такий підхід дозволяє більш наочно виявити, якими ЕРС і опорами слід характеризувати синхронну машину в початковий момент короткого замикання.
3.2 Розрахунок діючого значення періодичної складової струму короткого замикання при віддалених коротких замиканнях (від електроенергетичної системи)
При розрахунках струмів короткого замикання найвіддаленішу частину електроенергетичної системи часто представляють у вигляді одного еквівалентного джерела енергії (зазвичай його називають системою) з індуктивним опором XGS (в індексі G - генератор, S - система), рівним сумарному індуктивному опору відповідної частини електроенергетичної системи щодо найближчого до місця короткого замикання вузла мережі, і з незмінною по амплітуді ЕРС, що дорівнює середньому номінальній напрузі U тієї ступені напруги мережі, до якої наведено опір XGS. При короткому замиканні за опором XGS діюче значення періодичної складової струму короткого замикання від системи не змінюється в часі і визначається за формулою:
