Расчет токов короткого замыкания в точке к1

Производим последовательное преобразование исходной схемы замещения к простейшему, лучевому, виду.

1. Определим суммарное сопротивление блока

.

2. Преобразуем треугольник сопротивлений х₃х₄х₅ в звезду х₂₃х₂₄х₂₅:

;

;

.

3. Введем сопротивления

;

;

и получим эквивалентное сопротивление для энергосистем

.

4. В связи с симметрией части схемы «ГРУ-трансформаторы связи» относительно точки К1 токи через секционные реакторы не протекают и поэтому их цепи считаем разомкнутыми. Это приводит к схеме, изображенной на рис. 3.8, и позволяет объединить генераторы ГРУ в эквивалентные источники с сопротивлениями:

– для генераторов G1 ,G2

,

,

;

– для генераторов G3,G4

,

,

.

5. Генераторы ГРУ объединим в один эквивалентный источник с сопротивлением

.

В результате преобразований получена лучевая схема замещения (рис. 3.9) с тремя эквивалентными источниками. Ток КЗ в точке К1 будет равен сумме токов лучей.

Рис. 3.8 Рис. 3.9

Ток в луче определяется следующим образом:

1. сверхпереходный периодический ток в нулевой момент времени соответственно в относительных и именованных единицах

, кА;

2. ударный ток

, кА,

где к_у – ударный коэффициент, определяемый для характерных источников по справочникам [11, 13, 14].

Результаты расчетов токов короткого замыкания в точке К1 приведены в табл. 3.12 (I₆₁ = 5,02 кА).

Таблица 3.12

Источник	E"*	xк, о. е.	I*п0, о. е.	Iп0, кА	iу, кА	ку
Системы 1 и 2	1,00	0,540	1,854	9,305	21,186	1,610
Блок	1,10	1,228	0,896	4,497	12,496	1,965
Генераторы ГРУ	1,08	1,265	0,854	4,286	8,379	1,955
Полный ток	–	–	–	18,092	32,205	–

Расчет токов короткого замыкания в точке к2

Для приведения схемы к простейшему виду используем следующие факты:

– так как генераторы ГРУ имеют одинаковые ЭДС, точки 1, 2, 3, 4 в схеме замещения будем соединять электрически по мере необходимости;

– удаленность секционного реактора х₁₇ от точки КЗ и его расположение в схеме позволяют считать его цепь отключенной.

Для точки К2 преобразуем треугольник сопротивлений х₃ х₄ х₅ в звезду х₂₃ х₂₄ х₂₅ для напряжения 10 кВ

Введем сопротивления

и получим эквивалентное сопротивление для энергосистем

Рис. 3.10. Исходная схема замещения для расчета токов КЗ в точке К2

Произведем в этой схеме следующие преобразования.

1. Ветви с источниками С и Б заменим эквивалентным источником с ЭДС, рассчитанной как

,

и эквивалентным сопротивлением

х₃₀ = х₂₂IIх₂₉ = 1,228II43,72 = 1,194.

2. Преобразуем треугольники х₁₀ х₁₁ х₁₄ и х₁₂ х₁₃ х₁₆ в звезды

; ;

; ;

; .

3. Сложим сопротивления

;

;

;

.

После преобразований получим схему (рис. 3.11).

4. В этой схеме соединим электрически точки 3 и 4 и образовавшийся треугольник х₂₀ х₃₅ х₄₀ преобразуем в звезду

,

,

.

Рис. 3.11

5. Сложим сопротивления

Рис. 3.12

x₄₄ = x₁₅ + x₄₁ = 1,814 + 0,247 = 2,061;

x₄₅ = x₃₈ + x₄₂ = 1,319 + 0,346 = 1,665,

что приводит к схеме (рис 3.12), в которой звезду х₃₀ х₃₇ х₄₅ преобразуем в треугольник

;

;

.

Рис. 3.13

Получим схему (рис 3.13), где треугольник х₄₈ х₃₃ х₄₄ преобразуем в звезду

;

;

,

Рис. 3.14

и соединим равнопотенциальные точки 1 и 3, 4. Это даст схему (рис 3.14), в которой звезду х₄₆ х₄₉ х₃₉ преобразуем в треугольник

;

;

,

Рис. 3.15

и звезду х₄₇ х₄₃ х₅₀ преобразуем в треугольник

;

;

.

В схеме (рис 3.15) параллельно соединенные сопротивления заменим эквивалентными

;

;

,

и получим схему, изображенную на (рис. 3.16).

Преобразуем треугольник х₅₈ х₆₀ х₅₉ в звезду

;

;

.

и сделаем следующие преобразования (рис. 3.17а):

;

;

;

.

а б

Рис. 3.16 Рис. 3.17

Таким образом, получена простейшая лучевая схема, в которой точка КЗ подпитывается двумя эквивалентными источниками (рис. 3.17б).

Ток КЗ от генератора G2, на шинах которого произошло короткое замы­кание, рассчитываются по формулам

;

Суммарный ток КЗ от остальных источников

;

Для определения токов КЗ в ветвях схемы сначала определим коэффициенты распределения, по значениям которых определим ток любой ветви, рассчитанный по формуле

,

где С_к – коэффициент распределения к ветви схемы замещения.

Коэффициенты распределения определяем, принимая С₆₆ = 1. Тогда, согласно схеме замещения, имеем

С₆₆ = С₆₅ = С₆₄ = 1; С₆₄ = С₅₁ = С₆₂ = 1;

; ;

;

;

;

; ; ;

; ; ;

; ; ;

; ; ;

На рис. 3.18 и в табл. 3.13 показано распределение периодической составляющей токов КЗ, полученное по коэффициентам распределения.

На основе рис. 3.18 можно сделать следующие выводы:

1) проведенные преобразования и вычисления можно считать правильными только в случае соблюдения первого закона Кирхгофа для всех узлов схемы

или ;

2. секционные реакторы являются эффективным средством ограничения токов КЗ, это видно по току генератора I₂₁;

3. проверку секционных реакторов на динамическую и термическую стойкость следует проводить по данным цепи с током I₁₅.

Рис. 3.18

Таблица 3.13

Итоговые результаты расчетов токов КЗ в точке К2

Источник	Iп0, кА	iу, кА	ку
Системы 1 и 2	0,191	0,490	1,820
Блоки	6,786	18,857	1,965
Генератор G1	15,784	43,639	1,955
Генератор G2	34,371	95,027	1,955
Генератор G3	12,433	34,374	1,955
Генератор G4	8,2	22,670	1,955
Полный ток в К2	77,763	226,762	–
Ток цепи реактора	17,865	49,392	1,955