Лекция 3 РАСЧЕТНЫЕ УСЛОВИЯ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ. 
СХЕМЫ ЗАМЕЩЕНИЯ И ИХ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

Основные допущения, принимаемые в практических расчетах переходных процессов

В связи с тем что расчет электромагнитного переходного процесса в современной электрической системе с учетом всех имеющих место условий и факторов чрезвычайно сложен и практически невыполним, вводится ряд допущений. Они зависят от характера и постановки задачи. Причем те допущения, которые пригодны при решении одной задачи, могут быть совершенно неприемлемы для другой. Остановимся на основных допущениях, которые обычно принимают при решении большинства практических задач, связанных с определением токов и напряжений. К числу таких допущений следует отнести следующие.

• 1. Отсутствие насыщения магнитных систем электрических машин. При этом все схемы оказываются линейными; исключения составляют случаи исследования переходного процесса в трансформаторе при его включении с разомкнутой вторичной обмоткой.
• 2. Пренебрежение токами намагничивания трансформаторов и автотрансформаторов.
• 3. Неучет различного конструктивного исполнения трансформаторов, оснащения их средствами регулирования напряжения, то, что переключения устройствами РПН и ПБВ могут происходить в любой момент времени.
• 4. Сохранение симметрии трехфазной системы, за исключением места возникновения несимметрии.
• 5. Отсутствие сдвига по фазе ЭДС различных синхронных машин, если продолжительность короткого замыкания не превышает 0,5 с.
• 6. Пренебрежение емкостными проводимостями, когда в рассматриваемой схеме нет продольной компенсации индуктивности цепи, а также воздушных линий электропередачи, напряжением 110—220 кВ, если их длина не превышает 200 км, и напряжением 330—500 кВ, если их длина не превышает 150 км. При простых замыканиях на землю это допущение неприменимо, поскольку ток замыкается через емкостные проводимости.
• 7. Представление наиболее удаленной от точки короткого замыкания части электрической системы в виде одного источника энергии с неизменной по амплитуде ЭДС.
• 8. Неучет источников энергии, если они связаны с частью электроэнергетической системы, где находится расчетная точка короткого замыкания, с помощью электропередачи или вставки постоянного тока.
• 9. Экспоненциальное изменение апериодической составляющей тока короткого замыкания при любом числе независимых контуров в исходной расчетной схеме.
• 10. Приближенный учет нагрузок чисто индуктивным сопротивлением.
• 11. Учет в виде обобщенных нагрузок центров питания всех электроприемников, за исключением мощных электродвигателей, подключенных непосредственно в месте короткого замыкания или на небольшом электрическом удалении от него.
• 12. Пренебрежение различием значений сверхпереходных индуктивных сопротивлений по продольной и поперечной осям синхронных машин.
• 13. Отсутствие активных сопротивлений различных элементов исходной расчетной схемы, если активная составляющая результирующего сопротивления Я_рез расчетной схемы относительно точки короткого замыкания не превышает 30% индуктивной составляющей х_рез

Крез «1.

указанного сопротивления —— < —, т. е. учитывать активное сопротив;

-^рсз 3.

ление необходимо, когда R>^x. Исключение составляют электроустановки и сети напряжением до 1000 В.

• 14. Отсутствие переходных сопротивлений, за исключением установок и сетей напряжением до 1000 В.
• 15. Принятие сопротивления постоянному току любого элемента исходной расчетной схемы равным его активному сопротивлению.
• 16. Отсутствие качаний роторов генераторов, кроме случаев выпадения из синхронизма (для начальной стадии переходного процесса (t = 0,1 0,2 с) скорость вращения синхронных машин постоянна).
• 17. Не учитываются вероятностные характеристики токов и напряжений при коротких замыканиях.

Особо следует сказать об учете электрической дуги. Обычно в месте короткого замыкания образуется некоторое переходное сопротивление, состоящее из сопротивления возникшей электрической дуги и сопротивлений прочих элементов на пути тока от одной фазы к другой или от одной (двух) фазы (фаз) на землю. Электрическая дуга возникает или в самом начале происшедшего повреждения, например, при перекрытии или пробое изоляции, или через некоторое время после перегорания элемента, вызвавшего замыкание.

При замыканиях между фазами переходное сопротивление определяется, главным образом, сопротивлением электрической дуги R_v Когда токи достаточно велики (более 100 А), сопротивление дуги можно считать постоянным и по своему характеру — почти чисто активным:

где 1_Д — действующее значение тока в дуге, А; !_д — длина дуги, м.

С уменьшением тока и увеличением длины дуги, что имеет место в течение переходного процесса, ее сопротивление быстро возрастает (рис. 3.1).

Рис. 3.1. Кривые изменения тока и сопротивления самопогасающей открытой дуги.