1. Пример типового расчета Общие положения.

Методика примера расчетов КЗ соответствует действующим ГОСТ 27514-93 и РД 153-34.0-20.527-98: «Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением свыше 1 кВ», а также законам и правилам корректных преобразований электротехники. Успешность проведения расчетов КЗ в электроэнергетических системах в значительной степени зависит от знания систем относительных и именованных единиц, приведения параметров простейших моделей (схем замещения) элементов сети к точным и усредненным коэффициентам трансформации. Общая методика расчета , соответствующая большинству названных условий , приведена в: методических указаниях, посвященных выполнению курсовой работы по дисциплине «Электромагнитные переходные процессы» специальностей 140205 и 140200; ГОСТ 27514-93 и РД 153-34.0-20.527-98; рекомендованной литературе.

Пример расчета токов кз.

Далее приведен пример расчета токов КЗ в сетях выше 1 кВ для шести типовых задач, решаемых ,в том числе, в курсовой(самостоятельной) работе и на практических занятиях.

Исходные данные для примера расчета

Расчетная схема ЭЭС приведена рисунке 2.

Генератор (Г): Р_Н = 100МВт; cos  = 0,85; Х^//_d = 0,18о.е.; Х₂ = 0,22о.е.; U_Н = 10,5кВ; Р_О/Р_Н=0,8. Параметры предшествующего режима: U₍₀₎=1,05о.е.; cos₍₀₎=0,9; ₍₀₎=0,9о.е.

Линии (Л-номер): Л-1: Х_О1 = 0,43Ом/км; L = 120км, Х_0Л1= Х_1Л1*4,7.

Л-2: Х_О1 = 0,41Ом/км; L = 40км, Х_0Л2= Х_1Л2*5,5.

Л-3: Х_О1 = 0,4Ом/км; L = 70км., Х_0Л3= Х_1Л3*3,5.

Трансформатор (Т): S_НН =125МВА; U_НВ = 254,1кВ; U_НН =10,5кВ; U_К% = 10,5%.

Автотрансформатор (АТ):

S_НВ = 125МВА; S_НН =63МВА; U_НВ =230кВ; U_НС=135,5кВ; U_КВ-С=11%;

U_КВ-Н=30%; U_КС-Н=19%.

Нагрузка (НГ):

S_Н = 100МВА; Х_1НГ=0,35о.е.;Х_2НГ=1,1*Х_1НГ; Х_0НГ=2,5*Х_1НГ.

Системы бесконечной мощности (С-1 и С-2). Место КЗ – К.

Система 3 (С-3): S_КЗ=5200МВА; Х_2СЗ=1,2*Х_1С3; Х_0СЗ=4*Х_1С3.

Рисунок 2 – Расчетная схема для типового расчета

Задача I. Расчет составляющих токов трехфазного КЗ.

Составление и расчет элементов схем замещения прямой

последовательности.

Расчет производится в системе относительных единиц. Все элементы схем замещения приводятся к усредненным коэффициентам трансформации. В качестве базисных величин выбираются: U_СН = U_Б = 230 кВ (среднее номинальное напряжение по шкале [5-8], соответствующее месту КЗ); S_Б = 1000 МВА. Базисный ток для ступени напряжения, где происходит КЗ, равен:

. Схема замещения прямой последовательности приведена на рисунке 3.

Рисунок 3-Исходная схема замещения

Определение параметров схемы замещения: Система С-1 : Х₁=0; Е₁=1 о.е.

Система С-2: Х₁₁=0; Е₃=1 о.е.

Система С-3: Х₁₃=S_Б/S_КЗ=1000/5200=0,192308 о.е; Е₄=1 о.е.

Генератор Г: Х₅=X"d(S_Б/S_Н)=X"d(S_Бcos_Н/P_Н)=0,18(10000,85/100)=1,53 о.е.

Нагрузка НГ: Х₁₄=Х_1НГ1(S_Б/S_Н)=0,35(1000/100)=3,5 о.е.;Е₅=0,85 о.е.

Трансформатор Т: Х₄=(U_К%/100)(S_Б/S_Н)=(10,5/100)(1000/125)=0,84 о.е.

Автотрансформатор АТ:Х₆=Х_В=1/2 (U_КВ-С+U_КВ-Н-U_КС-Н)(S_Б/100S_Н)=0,88о.е. Х₇=Х_С=1/2 ( U_КВ-С+U_КС-Н-U_КВ-Н-)(S_Б/100S_Н)=0.

Х₈=Х_Н=1/2 (U_КВ-Н+U_КС-Н-U_КВ-С)(S_Б/100S_Н)=1,52 о.е.

Линия Л-1: Х₂=Х₃=Х₀LS_Б/U²_СН=0,431201000/230²=0,975425 о.е

Линия Л-2: Х₉=Х₁₀=Х₀LS_Б/U²_СН=0,41401000/115²=1,240076 о.е

Линия Л-3: Х₁₂=Х₀LS_Б/U²_СН=0,4701000/115²=2,117202 о.е

Упрощение схемы замещения.

Упрощение схемы, изображенной на рисунке 3 , производится в соответствии с известными преобразованиями 4,8 и др.]. Последовательность упрощений приведена на рисунках 4-7.

Рисунок 4-Упрощение схемы №1

Х₁₅=Х₁+Х₂/2=0+0,975425/2=0,4877 о.е. Х₁₆=Х₄+Х₅=0,84+1,53=2,37о.е. Х₁₇=Х₆+Х₇=0,88+0=0,88 о.е. Х₁₈=Х₁₁+Х₉/2=0+1,240076/2=0,620038 о.е.

Х₁₉=Х₁₂+Х₁₃=2,117202+0,192308=2,30951 о.е.

Х₂₀=1 / (1/Х₁₈+1/Х₁₄+1/Х₁₉)=1/ (1/0,62+ +1/3,5+1/2,30951)=0,428906 о.е. Е₆=Х₂₀(Е₃/Х₁₈+Е₅/Х₁₄+Е₄/Х₁₉)=0,428906(1/0,620038+0,85/3,5+1/2,30951)=

=0,98161 о.е. Х₂₁=Х₁₇+Х₂₀=0,88+0,428906=1,308906 о.е. Х_Э1=1/(1/Х₁₅+1/Х₂₁+1/Х₁₆)=0,30899о.е. Еэ=Хэ*(Е1/Х₁₅+Е₆/Х₂₁+Е₂/Х₁₆)= =0,30899(1/0,4877125+0,981617/1,308906+1,13/2,37)=1,012609 о.е.

Рисунок 5-Упрощение схемы № 2

Рисунок 6-Упрощение схемы № 3

Рисунок 7-Эквивалентная схема замещения ЭЭС

Расчет установившихся и ударных значений токов трехфазного КЗ.