1 (2020-02-25 15:34:55 отредактировано Visual3000)

Тема: Токи КЗ от генератора во времени для оценки чувствительности

Ток двухфазного КЗ на выводах генератора (при t = 0) имеет несколько меньшее значение, чем при трехфазном КЗ, примерно насколько помню I (2-х фаз кз) = 0,87*I (3-х фаз кз). При этом в  установившемся режиме (около 3-5 секунд для генераторов средней мощности)  минимальным током КЗ на выводах генератора и при близких КЗ является уже 3-х фазный ток, а не 2-х фазный. Это объясняется тем, что индуктивное сопротивление прямой последовательности
генератора в установившемся режиме (х∞ ≈ хd ) значительно больше его реактивных сопротивлений обратной (х2) и нулевой последовательностей (х0), которые сохраняются неизменными в течение всего процесса КЗ.
Т.е. для оценки чувствительности МТЗ генератора с временем около 4 секунд оценивается уже по току 3-х фазного КЗ.
    Вопрос в том как оценивать чувствительность защит прилегающей сети потребителей генераторного напряжения, т.е. не удаленные КЗ в системе, а близкие КЗ фидеров отходящих от шин станции с выдержками времени примерно от 0,5 до 2 секунд. Программы для расчета позволяют произвести расчет периодической составляющей тока КЗ во времени (Как я понимаю это значение 3-х фазного КЗ), так же данные значения могут находится по типовым кривым. Но опять же это как я понимаю значение токов 3-х фазного КЗ, нужно ли уменьшать данные токи КЗ по известной формуле (умножить на 0,87) для оценки чувствительности защит прилегающей сети?

2 (2020-02-25 16:44:09 отредактировано retriever)

Re: Токи КЗ от генератора во времени для оценки чувствительности

Visual3000 писал(а):
2020-02-25 15:33:35

близкие КЗ фидеров отходящих от шин станции с выдержками времени примерно от 0,5 до 2 секунд.

Вот так примерно выглядит кривая изменения тока во времени
https://www.stamford-avk.com/sites/stam … g%2083.pdf
В уст. режиме генератор - почти как источник тока, его сопротивление Xd много больше всего того, что отходит от шин.
Думаю, что если речь идет о временах, не равных нулю, оценивать чувствительность нужно по уст. току КЗ

в случае с генераторами лучше пользовать точной формулой Ik2=корень(3)*Eф/(X1+X2),


В нач. момент X1=Xd'', E=(1+Xd'') (отстройка ТО, расчет ТКЗ)
в перех. момент X1=Xd', E=(1+Xd') (возможно, чувствительность ТО лучше проверять в этом режиме)
в уст. режиме без АРВ X1=Xd, E=(1+Xd) (это неосновной режим, он если и наступает, то ненадолго)
в уст. режиме с АРВ X1=Xd, E=(1+Xd)*Кф, Кф примерно 1.5-2. (этот режим основной)

3 (2020-02-25 17:31:09 отредактировано Visual3000)

Re: Токи КЗ от генератора во времени для оценки чувствительности

retriever писал(а):
2020-02-25 16:43:16

Вот так примерно выглядит кривая изменения тока во времени
https://www.stamford-avk.com/sites/stam … g%2083.pdf
В уст. режиме генератор - почти как источник тока, его сопротивление Xd много больше всего того, что отходит от шин.
Думаю, что если речь идет о временах, не равных нулю, оценивать чувствительность нужно по уст. току КЗ

в случае с генераторами лучше пользовать точной формулой Ik2=корень(3)*Eф/(X1+X2),


В нач. момент X1=Xd'', E=(1+Xd'') (отстройка ТО, расчет ТКЗ)
в перех. момент X1=Xd', E=(1+Xd') (возможно, чувствительность ТО лучше проверять в этом режиме)
в уст. режиме без АРВ X1=Xd, E=(1+Xd) (это неосновной режим, он если и наступает, то ненадолго)
в уст. режиме с АРВ X1=Xd, E=(1+Xd)*Кф, Кф примерно 1.5-2. (этот режим основной)


Правильно я Вас понимаю, что чувствительность защит с выдержками времени от 0,5 до 2 секунд вы рекомендуете оценивать по токам 3-х фазного КЗ в установившемся режиме с учётом работы АРВ?
Поскольку ток двухфазного КЗ по предложенной вами формуле - Ik2=корень(3)*Eф/(X1+X2) больше тока 3-х фазного КЗ, который находится по формуле Ik3=Eф/X1

4

Re: Токи КЗ от генератора во времени для оценки чувствительности

Visual3000 писал(а):
2020-02-25 17:06:56

Правильно я Вас понимаю, что чувствительность защит с выдержками времени от 0,5 до 2 секунд вы рекомендуете оценивать по токам 3-х фазного КЗ в установившемся режиме с учётом работы АРВ?

да.
если это не КЗ за трансформаторами, т.е. не удаленное. при удаленных КЗ как обычно.

5

Re: Токи КЗ от генератора во времени для оценки чувствительности

retriever писал(а):
2020-02-25 17:10:05

да.
если это не КЗ за трансформаторами, т.е. не удаленное. при удаленных КЗ как обычно.

Спасибо, про удаленные КЗ в принципе всё понятно. Вот только Кф данный коэффициент от 1,5 до 2 конечно даёт сильно большой разброс.

Присоединяйтесь!!! Мы в социальных сетях и на Ютуб.

6 (2020-02-25 17:56:43 отредактировано retriever)

Re: Токи КЗ от генератора во времени для оценки чувствительности

Вот только Кф данный коэффициент от 1,5 до 2 конечно даёт сильно большой разброс.

Для оценки чувствительности, чем меньше в расчетах берем - тем вроде как запас больше (если защита чувствительна при малых токах, почувствует КЗ и при больших)
А так -надо справочные данные искать. У того генератора, который приводил выше, по моим прикидкам Кф=2.5 (Хd=2.5, Ik=Кф*(1+1/Xd)=3.5 номинала)

7

Re: Токи КЗ от генератора во времени для оценки чувствительности

Спасибо за развернутый и быстрый ответ!

8

Re: Токи КЗ от генератора во времени для оценки чувствительности

Visual3000 писал(а):
2020-02-25 17:06:56

Правильно я Вас понимаю, что чувствительность защит с выдержками времени от 0,5 до 2 секунд вы рекомендуете оценивать по токам 3-х фазного КЗ в установившемся режиме с учётом работы АРВ?

Вы не оговариваете какой генератор, поэтому один нюанс: время так же ещё зависит от мощности генератора, точнее от постоянной времени инерции агрегата, например для мелких до 15...20 МВА, можно считать что всё "застабилизировалось" уже к 0,3...04 с. Такая проверка справедлива для мощных более 100 МВА, с постоянной времени более 4...5 с.

9 (2020-02-26 09:20:14 отредактировано retriever)

Re: Токи КЗ от генератора во времени для оценки чувствительности

ПАУтина, а кстати, хотелось бы уточнить: за какое время в среднем вылетает из синхронизма (если считать выходом 1 проворот ротора) генератор при трехфазных КЗ на его выводах в режиме полной загрузки?
сильно ли зависит это от мощности?
считал какой-то генератор 0.4 кВ в симулинке, он держит что-то в районе 0.35 с (с форсировкой АРВ).
почему-то такое впечатление, что больше мощность - больше масса но и вращающий момент на валу тоже больше, т.е. разница должна быть не очень большой...

10 (2020-02-26 13:55:44 отредактировано ПАУтина)

Re: Токи КЗ от генератора во времени для оценки чувствительности

retriever писал(а):
2020-02-26 09:17:55

а кстати, хотелось бы уточнить: за какое время в среднем вылетает из синхронизма (если считать выходом 1 проворот ротора) генератор при трехфазных КЗ на его выводах в режиме полной загрузки?
сильно ли зависит это от мощности?

режим полной загрузки самый худший, так как дело не в самом генераторе, а в том, что он выходит на КЗ без акт. мощн. и вся дурь турбины разгоняет его практически мгновенно и наоборот если генератор на хх, то момента у турбины тоже нет и тогда он не разгоняется и вообще может не выпасть из синхронизма после отключения КЗ
Расчёты делались, конечно, например для самой манёвренной станции генератор 5,6 МВт на газомоторном двигателе (у этого двигателя ни как у газовой турбины, управление на много быстрей), но при полной загрузке значение критического времени КЗ составляло 0,045...0,065 с, поэтому судите сами когда там теряется синхронизм, даже как-то не интересно...

Может когда-нибудь сделаю такие оценочные расчёты зависимости Ткр от загрузки генераторов станции для различных мощностей генераторов, пока не досуг.
Но если интересует, то могу выложить некоторые графики для 3-х станций.

11

Re: Токи КЗ от генератора во времени для оценки чувствительности

ПАУтина писал(а):
2020-02-26 01:16:37

Вы не оговариваете какой генератор, поэтому один нюанс: время так же ещё зависит от мощности генератора, точнее от постоянной времени инерции агрегата, например для мелких до 15...20 МВА, можно считать что всё "застабилизировалось" уже к 0,3...04 с. Такая проверка справедлива для мощных более 100 МВА, с постоянной времени более 4...5 с.

   В данном случае речь идёт именно о генераторах от 10 до 40 МВА, в разной литературе, (например Шабад М.А. Защита генераторов малой и средней мощности) есть указание о том что для генераторов подобной мощности наступление установившегося режима происходит примерно чере 3-5 секунд, вы же говорите что значительно быстрее. Собственно отсюда и возник вопрос.
   Но интересно все же тогда как дела обстоят с мощными генераторами от 100 МВА, каким образом проверяется чувствительность защит прилегающей сети при близких КЗ данных генераторов? Так же по токам 3-х фазного КЗ, но в определенный момент времени с помощью спец. ПО типа Рустаба или же прикидывать по типовым кривым?

12

Re: Токи КЗ от генератора во времени для оценки чувствительности

Пвоверка чувствительности при Хвш < Хкр для генераторов проверяется:
Для (фазных) МТЗ - по трехфазному к.з.
При двухфазных к.з. - для ТЗОП.

13 (2020-02-27 01:02:01 отредактировано ПАУтина)

Re: Токи КЗ от генератора во времени для оценки чувствительности

Visual3000 писал(а):
2020-02-26 15:49:46

Но интересно все же тогда как дела обстоят с мощными генераторами от 100 МВА, каким образом проверяется чувствительность защит прилегающей сети при близких КЗ данных генераторов? Так же по токам 3-х фазного КЗ, но в определенный момент времени с помощью спец. ПО типа Рустаба или же прикидывать по типовым кривым?

Дело в том, что в основном снимаю напряжения, мощности и сопротивления, а в токах обычно необходимости нет, поэтому может быть не совсем корректно тут вмешался в обсуждение. Хотя не знаю, что считать за установившийся режим?!
Делаю расчёты ДУ, так вот, рассчитываю критическое время при котором ещё сохраняется устойчивость, а дальше только и только АР. Причем момент наступления АР, как правило, уже при 150 гр., какой там ток?, ну меньше ударного, но в 3..4 раза больше чем максимальный.... Нужно смотреть отдельно, где-то были расчёты ГТУ/ПТУ 48 МВт, нужно найти, поставить режимы и попытать...
Но тем не менее, действительно, если нарушения дин.уст., но время до нарушения 1 с ну макс 1,5 с, есть такие режимы когда нет нарушения ДУ вообще,  можно этот процесс исследовать но меня как ПА-ка такие режимы как правило не интересовали. По наблюдениям: например при КЗ на шинах за Тр, а измерение напряжения на шинах генератора всё равно садится быстро и меньше чем постоянная инерции в 2...3 раза.
Получим, для больших генераторов  (8...12)/(2...3) = 2...6 с, вроде всё сходится.
Можно наверно примерно прикинуть время наступления установившегося режима. Посчитать постоянную времени агрегата, и поделить на 2...3. Наверно так будет справедливо, так как всё зависит от электромеханических переходных режимов, эл.магн. регулирование очень быстрое, задержка АРВ (АРН) ну максимум 50 мс, поэтому через 100...150 мс их ресурс будет исчерпан.

14

Re: Токи КЗ от генератора во времени для оценки чувствительности

ПАУтина писал(а):
2020-02-27 00:58:51

Дело в том, что в основном снимаю напряжения, мощности и сопротивления, а в токах обычно необходимости нет, поэтому может быть не совсем корректно тут вмешался в обсуждение. Хотя не знаю, что считать за установившийся режим?!
Делаю расчёты ДУ, так вот, рассчитываю критическое время при котором ещё сохраняется устойчивость, а дальше только и только АР. Причем момент наступления АР, как правило, уже при 150 гр., какой там ток?, ну меньше ударного, но в 3..4 раза больше чем максимальный.... Нужно смотреть отдельно, где-то были расчёты ГТУ/ПТУ 48 МВт, нужно найти, поставить режимы и попытать...
Но тем не менее, действительно, если нарушения дин.уст., но время до нарушения 1 с ну макс 1,5 с, есть такие режимы когда нет нарушения ДУ вообще,  можно этот процесс исследовать но меня как ПА-ка такие режимы как правило не интересовали. По наблюдениям: например при КЗ на шинах за Тр, а измерение напряжения на шинах генератора всё равно садится быстро и меньше чем постоянная инерции в 2...3 раза.
Получим, для больших генераторов  (8...12)/(2...3) = 2...6 с, вроде всё сходится.
Можно наверно примерно прикинуть время наступления установившегося режима. Посчитать постоянную времени агрегата, и поделить на 2...3. Наверно так будет справедливо, так как всё зависит от электромеханических переходных режимов, эл.магн. регулирование очень быстрое, задержка АРВ (АРН) ну максимум 50 мс, поэтому через 100...150 мс их ресурс будет исчерпан.

за установившийся режим считать момент когда полностью закончен подъем тока возбуждения от АРВ. Такой режим наступает через несколько секунд после возникновения короткого замыкания. При этом предполагается, что скорость вращения ротора генератора не изменяется.

15

Re: Токи КЗ от генератора во времени для оценки чувствительности

по-моему на величину именно тока КЗ именно от одного генератора слабо влияет какая-то там динамическая устойчивость.
Ну работал генератор на 50 Гц, ну стал на 52 Гц, амплитуда тока примерно такая же, частота другая, все равно генератор ток в точку КЗ гонит, от других генераторов - если это близкое КЗ - не зависит почти ничего, генератор сам по себе.
Сумма токов двух генераторов будет пульсировать биениями, максимум будет тогда, когда они синфазно работают, т.к. как если мы ТКЗ считали, как обычно.

т.е. в первом приближении, если это МТЗ 1 генератора или минимальный режим, когда питается сеть от 1 генератора (группы одинаковых генераторов), то всю эту динамику можно опустить.

А вот касательно того, насколько быстро начальный электромагнитный переходный процесс переходит в установившийся.
Зависит это время от Td0', Td0'' генератора, и тут некоторая загвоздка - взял, например, генератор ТВВ-800-2 https://online-electric.ru/dbase/turbogen.php, для него есть только Td0 (я так понимаю, что это Td0' в "западной" системе обозначений, там нет "без штрихов", есть с одним штрихом и двумя). Если у кого-то есть Td0', Td0'' от этого генератора, просьба выложить.
Пока что взял данные от генератора Stamford 10 кВ, уповая на то, что цифры примерно те же. Получается, что примерно за 0.3 с наступает установившийся режим.

16 (2020-02-28 20:13:23 отредактировано n00buK)

Re: Токи КЗ от генератора во времени для оценки чувствительности

retriever писал(а):
2020-02-28 16:34:58

по-моему на величину именно тока КЗ именно от одного генератора слабо влияет какая-то там динамическая устойчивость.

Имхо, ДУ мало на кого влияет, на неё всё влияет Default/smile=)

retriever писал(а):
2020-02-28 16:34:58

Ну работал генератор на 50 Гц, ну стал на 52 Гц

Я может что-то не понимаю, но по моему мнению не может стабилизации частоты на частоте выше 50 Гц (я о таком не слышал). КЗ для генератора представляется резким сбросом нагрузки, что приводит к его раскручиванию. АРЧВ в большинстве случаев не оказывает значительного действия, и, в случае отсутствия импульсной разгрузки, генератор просто раскрутится до частоты, когда сработает автомат безопасности. Я не вижу причин, по которой он может "зависнуть" на 52 Гц.

retriever писал(а):
2020-02-28 16:34:58

Сумма токов двух генераторов будет пульсировать биениями, максимум будет тогда, когда они синфазно работают, т.к. как если мы ТКЗ считали, как обычно.

Скорее всего они синхронизируются, друг с другом, более мощный утянет более слабого.

retriever писал(а):
2020-02-28 16:34:58

А вот касательно того, насколько быстро начальный электромагнитный переходный процесс переходит в установившийся.

Я не очень представляю этот "квазиустановившийся" процесс. Каким образом установится равенство ЭЭМ генератора и практически неизменного момента турбины? По мне через 0.5-0.7 с неотключенного КЗ (близкого) улетит абсолютно любой генератор. И в чем смысл такого режима, если после первого проворота его отключит АЛАР?

Добавлено: 2020-02-28 22:01:27

Visual3000 писал(а):
2020-02-28 14:27:38

Такой режим наступает через несколько секунд после возникновения короткого замыкания.

Форсировка возбуждения упирается в потолок за 50-60 мс, максимум за 100 мс. О секундах речи не идет.

Visual3000 писал(а):
2020-02-28 14:27:38

При этом предполагается, что скорость вращения ротора генератора не изменяется.

Вот на этом поподробнее. Это как так?

17 (2020-02-29 13:07:07 отредактировано ПАУтина)

Re: Токи КЗ от генератора во времени для оценки чувствительности

retriever писал(а):
2020-02-28 16:34:58

т.е. в первом приближении, если это МТЗ 1 генератора или минимальный режим, когда питается сеть от 1 генератора (группы одинаковых генераторов), то всю эту динамику можно опустить.

Может ДУ и не причём, но может всёже приглядитесь
МагаданЭнерго, 2 мощные ГЭС, замыкание на шинах 220 кВ Усть-Среднеканской ГЭС. Токи по линиям, какие по генераторам домыслите...

Post's attachments

Графики_2_IL_ОКЗ_Шунт=25_Ткз=0,5с.pdf 397.75 Кб, 7 скачиваний с 2020-02-29 

Графики_2_IL_ОКЗ_Шунт=25_Ткз=3с.pdf 382.86 Кб, 4 скачиваний с 2020-02-29 

Графики_2_IL_ОКЗ_Шунт=25_Ткз=Ткритич. = 0,403с.pdf 323.16 Кб, 4 скачиваний с 2020-02-29 

Графики_2_IL_ОКЗ_Шунт=25_Ткз=Ткритич. = 0,403с.xlsx 433.84 Кб, 4 скачиваний с 2020-02-29 

Графики_2_IL_ТКЗ_Шунт=0,001_Ткз=0,5с.pdf 405.65 Кб, 6 скачиваний с 2020-02-29 

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

18

Re: Токи КЗ от генератора во времени для оценки чувствительности

n00buK писал(а):
2020-02-28 20:01:27

Я не вижу причин, по которой он может "зависнуть" на 52 Гц.

его будет раскручивать, частота будет расти, 52 Гц я условно говорю, хоть 60 Гц... просто при достаточно больших герцах его вышибет защита по частоте, так что условно 50...60 Гц - это те частоты, которые могут технически быть.

Скорее всего они синхронизируются, друг с другом, более мощный утянет более слабого.

2 гена, трехфазное КЗ на отх линии, у генов сопротивление бешеное, у линии ноль целых хрен десятых (Xd=1.75...2...2.5 о.е., 1 о.е. это ном. нагрузка, а линия это грубо 0.05...0.1 - 5-10% от нагрузки), это все равно что обоим генераторам сделать трехфазное КЗ на шинах индивидуально и потом токи сложить.

n00buK писал(а):
2020-02-28 20:01:27

И в чем смысл такого режима, если после первого проворота его отключит АЛАР?

Если у нас малая генерация, и этот генератор работает в соло, или стоит группа однотипных генераторов - я не уверен, что там есть АЛАР, и даже если бы она была, АЛАР реагирует на уравнительные перетоки между 2мя генераторами (станциями) и более (считает циклы качаний в двухмашинной системе или как-то так). А если "одномашинная" система или что-то близкое к этому (станция с одинаковыми генераторами)? Какие там качания?

смысл в том, чтобы узнать, какой ток будет существовать через генератор до того, как его отключат всякие АЛАР, защиты по частоте и т.п., успеет ли закончиться электромагнитный переходный процесс? Походу именно что успеет (у маленьких генераторов точно успевает), и всякие расчеты ТКЗ с Xd'' там не у дел...

19 (2020-02-29 13:13:29 отредактировано ПАУтина)

Re: Токи КЗ от генератора во времени для оценки чувствительности

ещё один

Добавлено: 2020-02-29 22:11:59

retriever писал(а):
2020-02-28 16:34:58

Если у кого-то есть Td0', Td0'' от этого генератора, просьба выложить.

пожалуйста

Post's attachments

Графики_2_IL_ТКЗ_Шунт=0,001_Ткз=3с.pdf 368.14 Кб, 11 скачиваний с 2020-02-29 

Парамеры генераторов.xls 85.5 Кб, 9 скачиваний с 2020-02-29 

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

20

Re: Токи КЗ от генератора во времени для оценки чувствительности

ПАУтина, а при трехфазном КЗ критичное время сколько?