Расчет трёхфазного короткого замыкания в сложной электрической системе

При расчетах тока КЗ в сложных электрических сетях напряжением выше 1 кВ и в соответствии с ГОСТ 27514-87 «Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением свыше 1 кВ» принимается ряд упрощений:

1. Рассматриваемая энергосистема строго симметрична при трехфазном коротком замыкании.

2. Не учитывается намагничивающий ток трансформаторов и автотрансформаторов. Не учитывается насыщение магнитной системы указанных элементов, что позволяет считать их сопротивления постоянными.

3. Не учитываются активные сопротивления элементов энергосистемы.

4. Для ВЛЭП напряжением до 220кВ включительно не учитывается емкостная проводимость; для кабельных линий емкостная проводимость учитывается, начиная с напряжения 35 кВ и выше.

При расчете токов К.З. необходимо составить схему замещения, которая требует своего последующего преобразования. При наличии трансформаторных связей необходимо от них освободится и перейти к электрической связи. Это требует приведение параметров всех элементов к единой схеме трансформации выбранной в качестве базовой. Расчет проведем в системе именованных единиц при приближенном учете коэффициентов трансформации. Сущность приближенного учета заключается в том, что для каждой ступени трансформации вместо действительного напряжения начала и конца, устанавливается базисное напряжение для каждой ступени.

Расчеты параметров схемы замещения

Турбогенераторы ТГ1-ТГ3:

Трансформаторы Т1 и Т2:

Линия Л4:

т.к. линия двухцепная;

Линии Л3 и Л5:

Линия Л2:

Линия Л1:

Синхронный двигатель:

Автотрансформаторы АТ4 и АТ5:

Система:

Реактор ЛР:

Нагрузка:

Асинхронный двигатель:

Трансформатор Т3:

Рисунок – 2. Схема замещения.

Преобразование схемы замещения

Рисунок – 3.

Рисунок – 4.

;

;

Рисунок - 5

Рисунок - 6

Рисунок – 7.

Рисунок – 8.

;

Рисунок – 9.

Рисунок – 10.

Рисунок – 11.

Действующее значение периодической составляющей тока КЗ в начальный момент времени t=0 составит:

.

Распределение тока КЗ по элементам схемы для t = 0 с.

Постепенно «разворачивая» схему, найдем токи в элементах схемы. Расчет основан на законах Кирхгофа.

Рисунок – 12.

;

;

Рисунок – 13.

;

Рисунок – 14.

Рисунок – 15.

Рисунок – 16.

Окончательная проверка:

Расчет параметров аварийного режима для начального момента времени t=0

Ударный ток КЗ:

где - ударный коэффициент, показывает превышение ударного тока над амплитудой периодической составляющей, где - постоянная времени. [1, c.44]

Наибольшее действующее значение полного тока:

.

Параметры тока кз, протекающего через выключатель

Действующее значение периодической слагаемой тока КЗ, протекающего через выключатель:

Ударный ток, действующий на выключатель: