2. Расчёт токов короткого замыкания на шинах ру

2.1. Расчет токов короткого замыкания аналитическим методом с применением типовых кривых

Для выбора электрооборудования тяговой подстанции необходимо определить максимальные токи трехфазного, двухфазного и однофазного к.з., а для выбора релейных защит – минимальное значение тока к.з.

Для заданной схемы внешнего электроснабжения составляется однолинейная расчётная схема, включая упрощённую схему заданной тяговой подстанции с указанием всех точек короткого замыкания и номинальных параметров (Рис.1).

Однолинейная расчётная схема

Рис. 1

2.2. Определение относительных сопротивлений

Расчёт произведён методом относительных единиц. Основой метода является приведение всех сопротивлений схемы к базисным условиям.

Составлена эквивалентная схема замещения до точки k₁ (рис. 2).

Схема замещения

Рис. 2

Относительное сопротивление энергосистемы:

Выбраны базисные условия , при к.з. в точке k₁

Определим базисный ток

(4)

где - базисное напряжение, равное среднему напряжению на той ступени, где

рассчитывается ток К.З.

В следствии того, что то активной состовляющей сопротивления элементов можно пренебречь.

Определяем приведённые сопротивления:

,

где - относительное сверхпереходное сопротивление генератора;

- номинальная мощность генератора.

(5)

Далее

, (6)

где - напряжение короткого замыкания трансформатора;

- номинальная мощность трансформатора.

(7)

Сопротивления 16 и 17 являются сопротивлениями обмоток трехобмоточного трансформатора и расчитываются по следующим формулам:

(8)

(9)

Здесь , являются сопротивлениями ВН – обмоток, а , – СН- обмоток.

,

где - напряжение К.З. обмотки ВН;

- напряжение К.З. обмотки СН.

При определении этих индуктивных сопротивлений пользуются известными уравнениями:

(10)

(11)

где - напряжение К.З. для пары обмоток ВН-СН;

- напряжение К.З. для пары обмоток ВН-НН;

- напряжение К.З. для пары обмоток СН-НН;

Получим

Произведем окончательный расчет сопротивлений трансформаторов

Для дальнейших расчетов необходимо преобразовать исходную схему.

2.3. Преобразования схемы замещения

Преобразуем схему замещения в более простую относительно точки к1.

рис. 3.

Находим сопротивления элементов схемы:

рис. 4.

Далее

рис. 5.

Преобразуем треугольник в звезду.

(12)

(13)

(14)

рис. 6.

Далее

рис. 7.

Заменив трехлучевую звезду двухлучевой, получим

(15)

Аналогично

рис. 8.

Вновь полученный треугольник преобразуем в трехлучевую звезду

рис. 9.

Далее

рис. 10.

Найдем сопротивления эквивалентной двухлучевой звезды

рис. 11.

Наконец, можем определить результирующее сопротивление до точки К1