1

Тема: Расчет МТЗ генератора

Доброго дня всем.
При проверке МТЗ в конце зоны резервирования за повышающим трансформатором, коэффициент чувствительности защиты минимального напряжения помимо всего прочего определяется еще и как отношение Uс.з. (с этим все понятно) к установившемуся значению междуфазного напряжения на выводах генератора при трехфазном металлическом КЗ в конце зоны резервирования U(3)к.з. Я правильно понимаю, что под этим U(3)к.з. подразумевается остаточное напряжение на зажимах генератора? Если да, то как его правильно рассчитать? Годится ли формула Uном-V3*I(3)к.з.*x, где I(3)к.з. - ток КЗ за трансформатором, х - суммарное сопротивление всей цепи от генератора до точки КЗ. Схема не блочная, есть один генератор, работающий на двухтрансформаторное ГПП.

2

Re: Расчет МТЗ генератора

Надо ещё учесть подпитку со стороны другого трансформатора, однозначно будет влиять на напряжение.

3 (2022-07-02 00:17:46 отредактировано retriever)

Re: Расчет МТЗ генератора

Dr.Radio писал(а):
2022-07-01 15:25:16

Надо ещё учесть подпитку со стороны другого трансформатора, однозначно будет влиять на напряжение.

Тупиковый режим критический

manowar писал(а):
2022-07-01 11:13:05

Я правильно понимаю, что под этим U(3)к.з. подразумевается остаточное напряжение на зажимах генератора? Если да, то как его правильно рассчитать? Годится ли формула Uном-V3*I(3)к.з.*x, где I(3)к.з. - ток КЗ за трансформатором, х - суммарное сопротивление всей цепи от генератора до точки КЗ. Схема не блочная, есть один генератор, работающий на двухтрансформаторное ГПП.

Генератор имеет
E=U+Xd*I, если принять чисто индуктивный угол тока, то в о.е. Uном=1, Iном=1, тогда в установившемся режиме ЭДС генератора
E=1+Xd
Напряжение на зажимах генератора равно (по формуле делителя напряжения)
Xкз/(Xкз+Xd)*E, где Xкз - сопротивление, за которым происходит КЗ.

В установившемся режиме при форсировке возбуждения Кф=2 (примерно), ЭДС увеличивается
E=Kф*(1+Xd)

Теперь о цифрах (примерный порядок): Хd''=0.2, Xd'=0.25, а в установившемся режиме Xd=2 (!).
Это означает, что в установшемся режиме ЭДС примерно
E=(1+Xd)=3, а с форсировкой возбуждения E=Kф*(1+Xd)=6 о.е. Однако сопротивление у генератора очень большое в установившемся режима, поэтому ток маленький.

Блочный Т имеет в о.е. примерно Xt=0.1 о.е.
Даже в начальный момент времени E=1+Xd''=1.2,
U=0.1/(0.1+0.2)*1.2=1/3*1.2=0.4Uном.
Если же брать по установившемуся режиму с форсировкой возбуждения (E=6)
U=0.1/(0.1+2)*6=0.285Uном.

По-моему защита с пуском по напряжению должна нормально все чувствовать...

P.S. Если это малый генератор, для него есть кривые изменения тока во время (паспортные), можно по ним посмотреть. Для больших они тоже есть  (можно построить, есть данные в РУ11).
Генератор в установившемся режиме с форсировкой имеет огромную ЭДС и огромное сопротивление, это почти источник тока, так что где КЗ для него не так важно Тогда можно установившийся ток с этой кривой просто помножить на сопротивление трансформатора.

4

Re: Расчет МТЗ генератора

retriever, спасибо за ответ

Добавлено: 2022-07-03 08:47:45

retriever, еще просьба просветить про напряжение обратной последовательности на зажимах генератора также при КЗ за трансформатором. Посоветуйте, что лучше почитать по этой теме ближе к выбору уставок. Про ТОЭ не надо, что-то более конкретное и приземленное. Заранее благодарю

5 (2022-07-03 12:10:21 отредактировано retriever)

Re: Расчет МТЗ генератора

manowar писал(а):
2022-07-03 06:47:45

retriever, еще просьба просветить про напряжение обратной последовательности на зажимах генератора также при КЗ за трансформатором.

Считаете ток двухфазного КЗ, раскладываете на симметричные составляющие
I1=I2=1/корень(3)*Ik2
Далее множите этот ток на Z2 генератора (т.к. U2=0-Z2*I2)

*---Z2---U2---
--->I2

Обратите внимание, ток двухфазного КЗ в установившемся режиме больше трехфазного
Ik2=корень(3)*Eф/(Z1+Z2)

Активная часть сопротивления генератора почти  ноль, X1=Xd, X2 примерно постоянна.
В начальный момент времени X1=Xd''=0.2, X2=0.2 (примерно), Ik2=корень(3)*E/(X1+X2)=корень(3)/2*Ik3
В установившемся режиме X1=Xd=2>>X2=0.2, Ik2=корень(3)*E/(X1+X2)=корень(3)*E/X1=корень(3)*Ik3

Получается примерно по модулю
U2=X2*Ik3/2 в начале.
U2=X2*Ik3 в установившемся режиме (Ik3 считать с учетом форсировки возбуждения).
Но лучше Ik2 посчитать точно, все-таки у генератора Хd'' не равно X2 строго.

В начальном режиме (КЗ за Т Xt=0.1)
Ik3=(1+Xd'')/(Xd''+Xt)=1.2/(0.2+0.1)=4, имеем U2=0.2*4/2=0.4Uном,
в установившемся режиме
Ik3=(1+Xd)*Kф/(Xd+Xt)=(1+2)*2/(2+0.1)=~6/2=3Iном с форсировкой, имеем U2=0.2*3=0.6Uном.

По идее надо еще 1ф КЗ рассмотреть, но это только для генераторов 0.4 кВ при КЗ на 0.4 кВ, если у них есть ноль, схема вся та же самая, ток Ik1 надо разложить на симметричные составляющие и найти U2.

Но пусковой орган по U2 с уставкой порядка 0.06Uном или сколько там берут - должен проходить четко.

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

6

Re: Расчет МТЗ генератора

Спасибо, буду разбираться

7

Re: Расчет МТЗ генератора

retriever писал(а):
2022-07-02 00:17:02

установившемся режиме

случайно заглянул в эту тему.
1. Почему Вы говорите об установившемся режиме? Выдержки времени у МТЗ могут быть разные и 8-9 сек и 2-3 сек.
2. Кроме того Еq = U + jХd*I, т.е. Еq = [(Ucosf)^2 + (Usinf+Xd*I)^2]^0.5
3. По хорошему надо ещё учитывать действие АРВ, т.е. с одной стороны U = Iкз*Хвн, с другой стороны если Хвн > Хкр = Хt/(Et - 1), где Et и Хt - определяется по методу спрямленных характеристик (в момент времени равный выдержке времени МТЗ), то через время tкр АРВ будет поддерживать напряжение на выводах генератора равное U = Uном.

8

Re: Расчет МТЗ генератора

hitakiry писал(а):
2022-12-15 14:48:24

Почему Вы говорите об установившемся режиме? Выдержки времени у МТЗ могут быть разные и 8-9 сек и 2-3 сек.

В числах надо посчитать и помоделировать, тогда сразу видно будет. Переходный процесс в генераторе длится где-то полсекунды, АРВ по моей скудной информации где-то через секунду после КЗ (графики у Stamford) выходит на полную мощность. Итого получается, что если мы говорим обо всех временах, длиннее примерно секунды и обо всех КЗ (см. ниже), относительно близких к генератору, где вообще проверяется по чувствительности МТЗ, то у нас установившийся режим, генератор находится в предельном возбуждении с форсировкой....


hitakiry писал(а):
2022-12-15 14:48:24

По хорошему надо ещё учитывать действие АРВ

retriever писал(а):
2022-07-03 12:02:39

Ik3=(1+Xd)*Kф/(Xd+Xt)=(1+2)*2/(2+0.1)=~6/2=3Iном с форсировкой

Кф=2 учитывает

hitakiry писал(а):
2022-12-15 14:48:24

Еq = U + jХd*I, т.е. Еq = [(Ucosf)^2 + (Usinf+Xd*I)^2]^0.5

Почти нет разницы, кроме того, есть теоретически режим cosf=0, когда будет строго 1+Xd. И в режиме с АРВ, видимо, надо брать предельное возбуждение, когда ЭДС 2*Eнорм.макс.

вн > Хкр = Хt/(Et - 1), где Et и Хt - определяется по методу спрямленных характеристик (в момент времени равный выдержке времени МТЗ), то через время tкр АРВ будет поддерживать напряжение на выводах генератора равное U = Uном.

если в числах посмотреть, то получится, что это критическое сопротивление какое-то очень здоровое, оно соответствует условно КЗ где-нибудь в сети за трансформатором, а не КЗ на шинах генератора или на ВН блока.
U=Xсети/(Xген+Xсети)*E, в установившемся режиме сопротивление генератора - Xd без штрихов очень большое.

9

Re: Расчет МТЗ генератора

retriever писал(а):
2022-12-15 17:13:42

Переходный процесс в генераторе длится где-то полсекунды

Судя по спрямленным характеристикам ЭДС и сопротивление генератора меняются вплоть до 3-4 сек.
Да можно и не гадать - вот известное выражение для мгновенного значения тока без ДК и АРВ
http://rzia.ru/uploads/images/8952/a7490994a2b5e0f32e2bc574d3b8cbc1.jpg http://rzia.ru/uploads/images/8952/a7490994a2b5e0f32e2bc574d3b8cbc1.jpg
Да постоянная затухания апериодической составляющей Та порядка 0,1 - 0,2 сек и апериодическая составляющая затухнет через 0,6 - 1 сек. Однако, периодическая составляющая затухает с постоянной Т'd порядка 1,5 - 2 сек и установившееся значение периодической составляющей будет через 3-4,5 сек.

retriever писал(а):
2022-12-15 17:13:42

то получится, что это критическое сопротивление какое-то очень здоровое, оно соответствует условно КЗ где-нибудь в сети за трансформатором

так вопрос то был как раз про проверку МТЗ в конце зоны резервирования за повышающим трансформатором.

retriever писал(а):
2022-12-15 17:13:42

Кф=2 учитывает

ну если АРВ не поддерживает напряжение на выводах генератора в течение всего времени переходного процесса, то учитывает, а если поддерживает Кф использовать уже не корректно.

10 (2022-12-16 11:00:50 отредактировано retriever)

Re: Расчет МТЗ генератора

hitakiry писал(а):
2022-12-16 09:46:29

ну если АРВ не поддерживает напряжение на выводах генератора в течение всего времени переходного процесса, то учитывает, а если поддерживает Кф использовать уже не корректно.

....
Еще раз, допустим мы выкрутили АРВ на максимум. Пусть даже с двукратной форсировкой (хотя я не уверен, что это правильно - АРВ при КЗ работать может скачком, есть такие алгоритмы). Задаемся каким-то сопротивлением сети.
U=Xсети/(Xd+Xсети)*E
Возьмем самую большую ЭДС E=Кф*(1+Xd). U=1

1=Xсети*Кф*(1+Xd)/(Xd+Xсети)
Xd+Xсети=Xсети*Кф*(1+Xd)
Xd=Xсети*Кф*(1+Xd)-Xсети
Xd=Xсети*(Кф*(1+Xd)-1)
Xсети=Xd/(Кф*(1+Xd)-1)

Теперь просто подставляем туда численные данные. Xd=2, Кф=2:
Xсети=Xd/(Кф*(1+Xd)-1)=2/(2*(1+2)-1)=0.4
Если считать, что Кф=1
Xсети=Xd/((1+Xd)-1)=Xd/Xd=1.

Теперь в цифрах. Генератор Xd=2, блочный Т такой же мощности Xt=0.1 (10%). Линии от блочного Т это вообще обычно какие-то копейки, много меньше 0.1. Всякие подпитки от других источников, которые увеличивают падение напряжения и работают как повышение сопротивления, они сказываются только уже после блочного Т. А там мы МТЗ уже не проверяем.

Получается, что критическое сопротивление, когда АРВ даже с двукратной форсировкой вообще способно в установившемся режиме поддержать что-то в районе Uном, много больше сопротивления блочного Т. Это КЗ будет где-то далеко в сети впереди, скажем, от ВН блока отходит линия, на линии отпайка, на отпайке Т, и вот КЗ за ним - да, генератор будет в режиме нормального напряжения. И этот случай уже не очень интересен с точки зрения расчетов МТЗ.

hitakiry писал(а):
2022-12-16 09:46:29

Однако, периодическая составляющая затухает с постоянной Т'd порядка 1,5 - 2 сек и установившееся значение периодической составляющей будет через 3-4,5 сек.

Зависит от мощности генератора, Td' у больших генераторов я встречал цифру 1.3 с, у малых около 0.15 с.
Думаю, что даже 2 с это уже достаточно, чтобы режим считать установившимся. И это даст расчетный запас при проверке МТЗ.