Приведите формулы для расчета переходных ЭДС и индуктивного сопротивления схемы замещения генератора в именованных единицах.

214,215,216.

Целью преобразования схемы замещения является ее приведение к простейшему виду.

Преобразования, применяемые в расчетах обычных линейных электрических цепей, включают в себя нахождение эквивалентной ЭДС, последовательное и параллельное сложение сопротивлений, преобразование треугольника в звезду и обратно, многолучевой звезды в полный многоугольник.

217. С какой целью в магнитосвязанных цепях параметры всех элементов приводят к одной ступени напряжения?

Для расчета параметров схемы в относительных базисных единицах необходимо выбрать базисные единицы для одной из ступеней схемы, а затем по формулам определитьбазисные напряжения для других ступеней.

Такое условное разделение трансформатора на его сопротивление и идеальный трансформатор применяется, когда совместно рассматриваются сети высшего и низшего напряжений без приведения параметров сетей к одномубазисному напряжению. Расчет напряжения НН подстанции ведется точно так же, как напряжения в конце любого сопротивления.

220. Какие напряжения трансформатора используются для расчета коэффициентов трансформации при точном приведении?

Использование действительных коэффициентов трансформации предполагает их вычисление из номинальных напряжений трансформаторов высокой, средней (если есть), низкой сторон. Эти значения выбирают из паспорта трансформатора, и они, как правило, несколько больше номинальных значений напряжений сетей, которые трансформатор связывает.

Такое приведение называют точным.

Точное приведение применяют как для вычислений в именованных единицах, так и в относительных. Все вышеприведенные формулы справедливы и применимы для подобного расчета.

222. В каких случаях при составлении схемы замещения используют шкалу средненоминальных напряжений? Приведите примеры их значений.

Приближенный учет коэффициентов часто используют в практических случаях, когда реальные коэффициенты неизвестны либо когда выполняют приближенный оценочный расчет.

При таком подходе всякое номинальное напряжение любого элемента электрической сети условно определяется отношением напряжений, выбранных из средненоминального ряда для каждого класса напряжений (Uср):

Среднее значение для сетей (кВ)

• 1150; 750; 515; 330; 230; 115; 37; 10,5; 6,3

Среднее значение для генераторов (кВ)

• 24; 20; 18; 15,75; 13,8; 11

223. На чем основаны формулы приближенного приведения параметров схем замещения? Каковы преимущества приближенного приведения?

Теперь в формулах приведения параметров величины напряжений, определяющих коэффициенты трансформации, сокращаются так, что итоговый коэффициент рассчитывается только как отношение крайних ступеней:

Приближенное приведение применяют как для вычислений в именованных единицах, так и в относительных. Все вышеприведенные формулы справедливы и применимы для подобного расчета.

Таким образом, одну и ту же задачу можно решить четырьмя способами:

1. точным приведением в относительной системе единиц,

2. приближенным приведением в относительной системе единиц,

3. точным приведением в именованных единицах,

4. приближенным приведением в именованных единицах.

Следует отметить, что приближенный расчет дает дополнительную погрешность и его применение не следует рассматривать как приоритетное.

224,225. Под относительным значением какой-либо величины следует понимать ее отношение к другой одноименной величине, принятой за базисную.

Выражение электрических величин в относительных единицах широко применяется в теории электрических машин. Это обусловлено тем, что представление любой величины не в именованных, а относительных единицах существенно упрощает теоретические выкладки и придает результатам расчета большую наглядность.

Несмотря на первоначально кажущуюся надуманность и искусственность такого подхода, система относительных единиц упрощает сложные расчеты, дает возможность быстрее ориентироваться в порядке определяемых значений.

Упрощение достигается за счет учета коэффициентов трансформации уже на стадии расчета параметров схемы замещения. В итоге дальнейшее преобразование схемы и вычисления токов и напряжений многоузловой схемы оказывается на порядок проще.

Под относительным значением какой-либо величины понимают ее отношение к другой одноименной величине, выбранной за единицу измерения. Следовательно, чтобы выразить отдельные величины в относительных единицах, нужно прежде всего выбрать те величины, которые должны служить соответствующими единицами измерения, т. е. установить базисные единицы Например, если в качестве базисных единиц принять ЭДС, напряжение,ток, мощность и сопротивление, то в соответствии с базисными условиями относительные значения соответствующих параметров выразятся как:

где «*» (звездочка) указывает, что параметр выражен в относительных единицах (долях от базисной); индекс «(б)» указывает, что параметр приведен к базисным условиям. Эти индексы часто не указывают, если смысл выражений ясен.

Обычно принимают, что базисная ЭДС равна базисному напряжению.Чтобы обеспечить тождественную запись законов электротехники как в именованных, так и в относительных единицах из четырех базисных единиц только две могут быть выбраны произвольно, а две другие должны быть получены на основании известных из электротех-ники соотношений. Например, если произвольно принять за базисные действующее значение полной трехфазной мощности и междуфазное (линейное) напряжение, то базисное действующее значение тока и базисное сопротивление должны быть определены.Для симметричной трехфазной системы известными из электротехники соотношениями связаны фазные и междуфазные базисные напряжения, а также фазные и линейные базисные токи. В связи с этим относительные фазные и междуфазные напряжения для такой системы численно одинаковы, равным образом численно одинаковы относительная фазная мощность и мощность трех фаз.

226) Какую ступень напряжения целесообразно принимать за основную (за ступень приведения) при составлении схемы замещения в относительных единицах? Ответ: Ступень, которая связанна с наибольшим количеством элементов, того же напряжения, так как при этом не нужно учитывать коэффициент трансформации.

227) Какими соображениями следует руководствоваться при выборе базисных условий при составлении схемы замещения в относительных единицах с учетом фактических коэффициентов трансформации? Ответ: При выборе базисных условий следует руководствоваться соображениями, чтобы вычислительная работа была по возможности проще и порядок числовых значений относительных базисных величин был достаточно удобен для оперирования с ними.

228) Какими соображениями следует руководствоваться при выборе базисных условий при составлении схемы замещения в относительных единицах при приближенном учете коэффициентов трансформации? Ответ: При приближённом учёте за базисные напряжения принимают средние номинальные значения напряжения.

229) Зависит ли результат расчета токов короткого замыкания в схеме от выбора базисных условий и почему? Ответ: это не имеет значения, т.к. в результате все сопротивления по отношению друг к другу будут иметь одинаковые значения, не зависимо от того какая была принята базисная мощь, и выбрана ступень.

230) Какие допущения (упрощения) могут быть приняты в расчетах режимов короткого замыкания при составлении схем замещения трансформаторов (автотрансформаторов)? Ответ: -не учитывать насыщение магнитных систем электрических машин, трансформаторов и автотрансформаторов; - пренебречь токами намагничивания трансформаторов и автотрансформаторов;

231) Какими величинами характеризуются сопротивления трансформаторов (автотрансформаторов) в расчетах режимов короткого замыкания? Ответ: и потерями короткого замыкания.

232) Какими схемами замещения представляются трансформаторы (автотрансформаторы) различных конструкций в расчетах режимов короткого замыкания с приведением схемы к одному напряжению? Ответ:

233) Приведите формулы для расчета индуктивного и активного сопротивлений двухобмоточного трансформатора в именованных единицах. Ответ:

234) Приведите формулы для расчета индуктивных и активных сопротивлений двухобмоточного трансформатора в относительных единицах с учетом точных коэффициентов трансформации. Ответ:

235) Приведите формулы для расчета индуктивных и активных сопротивлений двухобмоточного трансформатора в относительных единицах по средненоминальным значениям напряжений. Ответ:

236) Приведите формулы для расчета индуктивных сопротивлений двухобмоточного трансформатора с расщепленной обмоткой низшего напряжения, если его сопротивление при объединении расщепленных обмоток известно. Ответ:

237) Приведите формулы для расчета индуктивных сопротивлений схемы замещения трехобмоточного трансформатора в именованных единицах. Ответ:

238) Приведите формулы для расчета индуктивных сопротивлений схемы замещения автотрансформатора в именованных единицах. Ответ:

239) Приведите формулы для расчета индуктивных сопротивлений схемы замещения трехобмоточного трансформатора в относительных базисных единицах. Ответ:

240) Приведите формулы для расчета индуктивных сопротивлений схемы замещения автотрансформатора в относительных базисных единицах. Ответ:

241) Какими схемами замещения могут быть представлены трансформаторы (автотрансформаторы) в расчетах режимов короткого замыкания в случае их выполнения по действительным напряжениям сети? Ответ:

242) В каких случаях необходимо знать зависимость напряжения короткого замыкания трансформатора от его коэффициента трансформации? Ответ: -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

243) В каких случаях трансформаторы не вводят в схему замещения нулевой последовательности сети? Ответ: Если обмотки трансформатора со стороны близкой к к.з. соединены в треугольник или звезду с незаземлённой нейтралью, т.е. не существует пути для прохождения тока.

244) Как влияет конструкция магнитопровода трансформатора на значение его тока намагничивания нулевой последовательности и соответственно его сопротивление в схеме замещения нулевой последовательности? Ответ: -------------------------------------------------------------------------------------------------------

245) Почему при соединении обмоток трансформаторов по схеме все элементы исходной расчетной схемы, находящиеся за трансформатором (т.е. присоединенные к обмотке, соединенной в треугольник), не входят в схему замещения нулевой последовательности? Ответ: Потенциал, равный нулю, за обмоткой, соединенной в , отражает то обстоятельство, что за этой обмоткой заканчивается путь циркуляции токов нулевой последовательности. Это обусловлено тем, что в трансформаторе токи нулевой последовательности, трансформируясь из первичной обмотки во вторичную, циркулируют по замкнутому контуру треугольника, не выходя за его пределы во внешнюю часть схемы, присоединенную за .

246)Почему трансформаторы, обмотки которых, обращенные в сторону несимметричного короткого замыкания, соединены в треугольник или в звезду с незаземленной нейтралью, не вводятся в схему замещения нулевой последовательности? Ответ: Со стороны обмоток трансформатора, соединенных в треугольник или в звезду с незаземленной нейтралью, независимо от того, как соединены другие его обмотки, реактивное сопротивление нулевой последовательности трансформатора бесконечно велико (Х = ), так как при этих условиях вообще исключена возможность циркуляции токов нулевой последовательности по его обмоткам. Это позволяет не учитывать трансформатор в схеме замещения нулевой последовательности.

247) Почему при схеме соединения обмоток трансформатора по схеме значение сопротивления элемента, включенного в нейтраль трансформатора, в схеме замещения нулевой последовательности должно быть утроено? Ответ: т. к. в нейтрали будут протекать токи нулевой равные сумме трех токов фаз.???

248) Какие допущения (упрощения) могут быть приняты в расчетах режимов короткого замыкания при составлении схем замещения линий электропередачи различных классов напряжений? Ответ: На линиях 110 кВ грозозащитные тросы заземляются практически на каждой опоре. Вследствие этого при коротких замыканиях они могут создавать контуры для прохождения токов нулевой последовательности, параллельные земле, и в значительной мере влиять на реактивности нулевой последовательности линий. На линиях 220 кВ и выше возможны режимы заземления тросов, при которых тросы разрезаются на отдельные участки, каждый из которых непосредственно заземляется лишь с одного конца, а с другого конца - заземляется через искровой промежуток, который пробивается только при перенапряжениях. В этом случае при коротких замыканиях тросы не создают заземленных контуров для прохождения токов нулевой последовательности и, следовательно, не влияют на реактивность нулевой последовательности линии.

249) Какими схемами и параметрами могут представляться линии электропередачи различных напряжений в схемах замещения для расчета режимов короткого замыкания и почему? Ответ: Реактивные сопротивления нулевой последовательности воздушных линий электропередачи в значительной мере зависят от ее конструктивных особенностей. Причиной этого является то, что при прохождении по линиям токов нулевой последовательности иначе, чем при прохождении по ним токов прямой и обратной последовательностей, сказываются взаимоиндуктивные связи между их конструктивными элементами (фазными проводами, грозозащитными тросами, соседними цепями).

250) Почему при расчетах токов короткого замыкания можно не учитывать влияние той части системы, которая связана с электроустановкой, содержащей рас­четную точку короткого замыкания, электропередачей или вставкой постоянного тока?

251. Приведите формулы для расчета индуктивных и активных сопротивлений линий электропередачи в именованных единицах.

Ответ:

252. Приведите формулы для расчета индуктивных и активных сопротивлений линий электропередачи в относительных единицах.

Ответ:

253. Как изменится относительное сопротивление линии электропередачи, если ее со ступени с расчетным напряжением 230 кВ переключить на ступень с расчетным напряжением 115 кВ?

Ответ: Реактивное сопротивление линии увеличится.

254. Почему значение сопротивления нулевой последовательности воздушной линии электропередачи значительно больше значения сопротивления прямой последовательности?

Ответ: Реактивные сопротивления нулевой последовательности воздушных линий в значительной мере зависят от ее конструктивных особенностей. При протекании по линиям токов нулевой последовательности сказываются взаимоиндуктивные связи между их конструктивными элементами. Если в симметричных системах прямой и обратной последовательностей взаимоиндуктивные связи одной из фаз линии с двумя другими фазами способствуют уменьшению ее магнитного потока и снижению реактивный сопротивлений х1 и х2 по сравнению с хL, то в системе нулевой последовательности эти взаимоиндуктивные связи приводят к увеличению магнитного потока фазы и повышению реактивного сопротивления х0.

Х1 – реактивное сопротивление линии прямой последовательности.

Хм– реактивное сопротивление взаимоиндукции.

255. В каких случаях при расчетах токов короткого замыкания необходимы сведения о сечениях проводов воздушных линий электропередачи и жил кабелей?

Ответ:

256. В каких случаях при расчете токов короткого замыкания необходимы сведения о количестве проводов в фазе воздушной линии электропередачи?

Ответ:

257. Почему погонное индуктивное сопротивление воздушной линии электропередачи с расщепленными фазами меньше, чем сопротивление линии, у которой каждая фаза содержит один провод?

Ответ: При использовании расщепленных фаз потери энергии в линии снижаются. При применении одного провода в фазе плотность тока будет смещена к поверхности провода, а средняя часть сечения использоваться не будет. Применяя технологию расщепленной фазы, общее сечение набирают суммированием сечений отдельных проводов, т.е. увеличится пропуская способность. Второй причиной применения технологии расщепленной фазы является необходимость снижения напряженности, которая в свою очередь приводит к дополнительным потерям на «корону», и генерации радиопомех для высокочастотной связи. Этим и обусловлена разница между погонными сопротивлениями линии с расщепленными фазами и фазами с одним проводом.

258. Как влияет заземленный с обеих сторон грозозащитный трос на сопротивление нулевой последовательности воздушной линии электропередачи?

Ответ: Применение на линиях заземленных, хорошо проводящих грозозащитных тросов уменьшает значение сопротивление линии при нулевой последовательности. Токи, наведенные в тросах, направлены противоположно токам нулевой последовательности, протекающим в фазных проводах. Это уменьшает суммарный магнитный поток нулевой последовательности и соответственно сопротивление.

259. Почему на сопротивления нулевой последовательности каждой цепи двухцепной воздушной линии электропередачи существенно влияет на­личие другой цепи, а на сопротивление прямой последовательности это влияние ничтожно мало?

Ответ: При наличии параллельных цепей и коротком замыкании за пределами линии или на ее концах реактивность нулевой последовательности каждой цепи увеличивается в результате взаимоиндуктивных связей с соседними цепями. Это увеличение будет тем больше, чем больше число параллельных цепей, ибо при одинаковом направлении токов нулевой последовательности по параллельным цепям их взаимоиндуктивные связи увеличивают магнитный поток нулевой последовательности каждой цепи. В прямой последовательности взаимоиндуктивные связи ничтожно малы.

260. Какие факторы влияют на сопротивление нулевой последовательности трехжильных кабелей, проложенных в земле?

Ответ: Сечение кабеля, условия прокладки. Если температура выше 20 градусов, то следует учитывать . Изоляция кабеля, грунт??

261. Почему индуктивная составляющая сопротивления самоиндукции нулевой последовательности проводящей оболочки кабеля и индуктив­ная составляющая сопротивления взаимоиндукции нулевой последова­тельности между оболочкой и жилами кабеля равны друг другу?

Ответ:

262. Приведите используемые в расчетах режимов короткого замыкания схемы замещения одинарных и сдвоенных реакторов.

Ответ:

263. В какой форме могут задаваться параметры реакторов для определения их схемы замещения?

Ответ: Номинальное напряжение, номинальное индуктивное сопротивление (Ом или %), коэффициент связи (для сдвоенного реактора), номинальный ток, номинальная потеря мощности или .

264. Приведите формулу для расчета индуктивного сопротивления одинарного реактора в именованных единицах при задании его исходного сопротивления в процентах.

Ответ:

265. Приведите формулу для расчета индуктивного сопротивления одинарного реактора в именованных единицах при задании его исходного сопротивления в Омах.

Ответ:

266. Приведите формулу для расчета индуктивного сопротивления одинарного реактора в относительных единицах при задании его исходного сопротивления в процентах.

Ответ:

267. Приведите формулу для расчета индуктивного сопротивления одинарного реактора в относительных единицах при задании его исходного сопротивления в Омах.

Ответ:

268. Приведите формулы для расчета индуктивных сопротивлений схемы замещения сдвоенного реактора в именованных единицах при задании его исходного сопротивления в процентах.

Ответ:

269. Приведите формулы для расчета индуктивных сопротивлений схемы замещения сдвоенного реактора в именованных единицах при задании его исходного сопротивления в Омах.

Ответ:

270. Приведите формулы для расчета индуктивных сопротивлений схемы замещения сдвоенного реактора в относительных единицах при задании его исходного сопротивления в процентах.

Ответ:

271. Приведите формулы для расчета индуктивных сопротивлений схемы замещения сдвоенного реактора в относительных единицах при задании его исходного сопротивления в Омах.

Ответ:

272. Что понимается под коэффициентом связи сдвоенного реактора? Назовите его приближенное значение.

Ответ: коэффициент связи - Величина, определяемая отношением взаимной индуктивности ветвей сдвоенного реактора к собственной индуктивности одной из ветвей.

273. Почему индуктивное сопротивление каждого плеча сдвоенного реактора при нагрузке меньше номинального сопротивления, а при коротком замыкании за реактором может быть больше номинального сопротивления?

Ответ: Если принять коэффициент связи 0,5, то в нагрузочном режиме сопротивление каждой ветви реактора уменьшится: Он позволяет уменьшить падение напряжения (снизить потери мощности) в каждой ветви реактора в нагрузочном режиме и сократить габаритные размеры распределительного устройства.

В режиме кз индуктивное сопротивление будет равно: В режиме кз сдвоенный реактор ограничивает то кз так же, как и одинарный реактор с теми же номинальными параметрами.

274. Как объяснить наличие в схеме замещения сдвоенного реактора отрицательного сопротивления?

Ответ:

275. Может ли являться расчетной точкой короткого замыкания точка, в которой соединены все три ветви схемы замещения сдвоенного реактора?

Ответ: нет, т.к. это точка внутри реактора, там кз не может возникнуть

276. Какие допущения (упрощения) могут быть приняты в расчетах режимов короткого замыкания при составлении схем замещения генераторов, синхронных компенсаторов, электродвигателей?

- не учитывать сдвиг по фазе ЭДС различных синхронных машин и изменение их частоты вращения, если продолжительность КЗ не превышает 0,5 с;

- не учитывать насыщение магнитных систем электрических машин;

- не учитывать влияние активных сопротивлений различных элементов исходной расчетной схемы на амплитуду периодической составляющей тока КЗ, если активная составляющая результирующего эквивалентного сопротивления расчетной схемы относительно точки КЗ не превышает 30 % от индуктивной составляющей результирующего эквивалентного сопротивления;

277. Какие параметры генераторов, синхронных компенсаторов используются для составления их схем замещения в расчетах режимов короткого замыкания в момент t=0?

- полная номинальная мощность S _ном или номинальная активная мощность Р _ном и номинальный коэффициент мощности cos φ_ном;

- номинальное напряжение U _ном;

- сверхпереходное индуктивное сопротивление по продольной оси ;

- напряжение на выводах машины, ток статора и коэффициент мощности в момент, предшествующий КЗ: U _|0|, I _|0|,cos φ _|0|.

278. Какие параметры генераторов, синхронных компенсаторов используются для составления их схем замещения в расчетах установившихся режимов короткого замыкания (t=∞)?

- полная номинальная мощность S _ном или номинальная активная мощность Р _ном и номинальный коэффициент мощности cos φ_ном;

- номинальное напряжение U _ном;

- переходное индуктивное сопротивление по продольной оси ;

- напряжение на выводах машины, ток статора и коэффициент мощности в момент, предшествующий КЗ: U _|0|, I _|0|,cos φ _|0|.

279. В каком случае при расчетах режимов коротких замыканий используют переходные ЭДС и индуктивные сопротивления синхронных машин?

В случае расчета установившихся режимов короткого замыкания (t= ∞)

280. В каком случае при расчетах режимов коротких замыканий используют сверхпереходные ЭДС и индуктивные сопротивления синхронных машин?

В случае расчета режимов короткого замыкания в момент t=0

281. Почему при расчете начального действующего значения периодической составляющей тока короткого замыкания синхронные и асинхронные машины в схемах замещения учитываются переходными или сверхпереходными индуктивными сопротивлениями и ЭДС, определенными из предшествующего режима?

Потому что исходные значения сверхпереходных ЭДС следует принимать численно равными их значениям в момент, предшествующий КЗ.

282. Почему нельзя определять начальное действующее значение периодической составляющей тока короткого замыкания от синхронной машины с использованием синхронных ЭДС и индуктивного сопротивления?

Потому что ЭДС и индуктивное сопротивление синхронной машины в момент короткого замыкания отличается от синхронных ЭДС и индуктивного сопротивления.

283. Чем руководствуются при при выборе сверхпереходных ЭДС генераторов, электродвигателей и комплексной нагрузки при отсутствии сведений о предшествующем режиме?

Приведите формулы для расчета переходных ЭДС и индуктивного сопротивления схемы замещения генератора в именованных единицах.