2. Режим – несимметричного кз

В точке , которая расположена на Л1 при рассматриваются два режима двухфазного замыкания на землю.

Режим 1. Между цепями Л1 существует реактивность нулевой последовательности, равная ; реактор в нейтрали ТР3 отсутствует; режиму соответствует .

Рассчитать для режима 1:

• и – симметричные составляющие напряжения и остаточное напряжение неповрежденной фазы;

• построить векторные диаграммы и .

Режим 2. Между цепями Л1 отсутствует взаимная индуктивность; реактор в нейтрали ТР3 установлен; режиму соответствует .

Определить сопротивление реактора в нейтрали ТР3, исходя из условий: (замечание: должно быть приведено к ступени 230 кВ).

Режим 1. Расчет несимметричных КЗ основывается на методе симметричных оставляющих. Интересуемые параметры по месту несимметричных корот­ких замыканий пропорциональны току прямой последовательности. В свою очередь, ток прямой последовательности определяется на основе пра­вила эквивалентности прямой последовательности.

Отметим некоторые особенности расчета несимметричных КЗ:

1. Схему замещения и сопротивления прямой последовательности

следует позаимствовать из расчета К⁽³⁾: из этой схемы находим и

относительно узла КЗ.

2. Схему обратной последовательности приближенно считают совпадающей со схемой прямой последовательности, принимая в ней все ЭДС равными нулю.

3. Схема нулевой последовательности и ее параметры существенно отличаются от схемы прямой последовательности; конфигурация схемы определяется, главным образом, местом расположения трансформаторов и схемой соединения их обмоток[1, с.15].

Схема замещения прямой последовательности

Преобразуем схему замещения прямой последовательности, чтобы найти и относительно узла КЗ:

Рисунок 2.1 Схема прямой последовательности

Сопротивления , , , преобразуем в сопротивление как показано при расчете трехфазного замыкания в первой части курсового проекта, а ЭДС генераторов – в ЭДС :

Сопротивления обмоток автотрансформаторов АТ5, АТ6 из треугольника в звезду преобразуем как показано в первой части (рис.2.2):

Рисунок 2.2 Преобразование схемы прямой последовательности

Сопротивления линии хЛ1(1), хЛ1(2)/2 преобразуем из треугольника в звезду:

Рисунок 2.3 Преобразование схемы прямой последовательности

Рисунок 2.4 Преобразование схемы прямой последовательности

Рисунок 2.5 Преобразование схемы прямой последовательности

Схема замещения обратной последовательности

Схема обратной последовательности по структуре полностью совпадает со схемой прямой последовательности. Отличие схемы обратной последовательности состоит в том, что в ней ЭДС всех генерирующих источников питания принимаются равными нулю, а в месте КЗ приложено напряжение обратной последовательности U_2К.

Кроме того, для генераторов сопротивление обратной последовательности , для всех прочих элементов сопротивление обратной и прямой последовательности одинаковы. Изменение сопротивления синхронных машин в обратной последовательности вызвано тем, что токи обратной последовательности, протекая по обмоткам статора генератора, создают магнитное поле, вращающееся навстречу ротору с двойной синхронной скоростью. Поток обратной последовательности встречает непрерывно изменяющееся магнитное сопротивление, обусловленное магнитной несимметрией ротора и тем, что наведенные в продольных и поперечных контурах ротора токи создают различные ответные реакции. Однако, в практических расчетах можно принимать [2]

В силу этого допущения имеем:

Рисунок 2.6 Упрошенная схема обратной последовательности

Схема замещения нулевой последовательности

Схема нулевой последовательности (рис. 2.7) существенно отличается от схемы прямой последовательности и в значительной мере определяется соединением обмоток трансформаторов. Ток нулевой последовательности будет протекать лишь по той трансформаторной ветви схемы, которая имеет соответствующую схему соединения обмоток, и в конце которой он сможет замкнуться на землю. Началом схемы нулевой последовательности считают точку, в которой объединены ветви с нулевым потенциалом, а ее концом – место к.з., в которой приложено U_0К [2, с.57].

Для рассматриваемого примера схема замещения нулевой последовательности представлена на рис. 2.7. В нее входят сопротивления: ВЛ – 230 кВ, обмоток высокого, среднего и низкого напряжения автотрансформаторов АТ5, АТ6 (обмотки низкого напряжения заземляются, схема соединения – «треугольник»), обмотки трансформатора Т3 и «системы».

Для автотрансформаторов (АТ5, АТ6), трансформатора (Т3) сопротивления нулевой последовательности равны сопротивлениям прямой последовательности. Сопротивление нулевой последовательности «системы» согласно заданию равно удвоенному сопротивлению прямой последовательности. Сопротивления нулевой последовательности ЛЭП существенно больше сопротивления прямой последовательности.

При несимметрии на одной из цепей линии электропередачи (вторая цепь линии Л1) сопротивления схемы замещения определяются по следующим выражениям (верхний индекс указывает номер участка):

- сопротивление взаимной индукции между цепями;

Поскольку несимметрия находится в середине линии (lK=0,5), то сопротивления взаимной индукции между цепями первого и второго участка будут одинаковыми и равны:

Реактивности нулевой последовательности первого и второго участков второй цепи:

- где - сопротивления прямой последовательности первого и второго участка второй цепи, на которой имеет место несимметрия;

- коэффициент, учитывающий взаимную индукцию между фазами одной цепи и влияние троса [1, табл.6].

Реактивность первой цепи:

Рисунок 2.7 Схема замещения нулевой последовательности

Преобразование схемы замещения нулевой последовательности осуществляется до суммарного сопротивления.

Преобразуем сопротивления в сопротивление :

Сопротивления преобразуем в сопротивление :

Сопротивления , соединенные параллельно преобразуем в сопротивление :

Рисунок 2.8 Преобразование схема замещения нулевой последовательности

Сопротивления , соединенные в «треугольник», преобразуем в «звезду» (рис.2.9):

Рисунок 2.9 Преобразование схема замещения нулевой последовательности

Последовательно складываем сопротивления х₁₈, х₂₂ и сопротивления х₂₀, х₂₃:

Рисунок 2.10 Преобразование схема замещения нулевой последовательности

Суммарное сопротивление нулевой последовательности (рис. 2.11):

Рисунок 2.11 Преобразованная схема замещения нулевой последовательности