Расчет несимметричного короткого замыкания в сложной электрической системе

Задание 2

Для электрической системы, исходная схема которой приведена на рис.1, выполнить в заданной точке расчет несимметричного к.з.

При расчете для момента t=0 определить:

• - действующие значения периодической составляющей тока к.з.

• - ударные токи к.з.;

В практических расчетах несимметричных режимов используются те же допущения, что и при анализе симметричного трехфазного КЗ.

Расчет проведем в системе относительных единиц при тех же базисных условиях.

Схема замещения прямой последовательности.

Рисунок 16 Схема замещения прямой последовательности

Из предыдущих расчетов:

Рисунок 17

;

;

;

Рисунок 18

;

Рисунок 19

Рисунок 20

Схема замещения обратной последовательности.

Схема замещения 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⁽²⁾_k).

Рисунок 21 Схема замещения обратной последовательности

Для генераторов сопротивление обратной последовательности ; для всех прочих элементов сопротивление обратной и прямой последовательностей одинаковы. В практических расчетах можно принимать . В данных расчетах принимаем, что параметры схемы замещения обратной последовательности совпадают с параметрами схемы прямой последовательности.

Схема замещения нулевой последовательности.

Схема нулевой последовательности существенно отличается от схемы прямой последовательности и в значительной мере определяется соединением обмоток трансформаторов. Началом схемы нулевой последовательности считают точку, в которой объединены ветви с нулевым потенциалом, а её концом – место к.з., в котором приложено напряжение U_0к.

Для заданной принципиальной схемы сложной электрической сети схема нулевой последовательности представлена на рис. 23. С учётом того, что если трансформатор имеет соединение обмоток Y₀ /∆, то ток нулевой последовательности в звезде наводит в треугольнике ток, который, протекая по фазам треугольника, не выходит за его пределы и вся сеть, которая присоединена со стороны треугольника, в схему нулевой последовательности не входит. Представленная схема содержит все ВЛ-110 кВ, автотрансформаторы АТ4, АТ5 обмотками высокого и низкого напряжения, трансформаторы Т1, Т2 и «система». Для автотрансформаторов, трансформаторов и «системы» сопротивления нулевой последовательности равны сопротивлениям прямой последовательности.

Сопротивление нулевой последовательности ЛЭП существенно больше сопротивления прямой последовательности.

В упрощённых практических расчётах сопротивление нулевой последовательности (х₀) воздушных линий электропередач допускается определять через коэффициент k=x₀ /x₁, значение которого зависит от конструктивного исполнения ЛЭП.

Сопротивления линий для нулевой последовательности необходимо пересчитать в соответствии с данными таблицы [1, табл.П2.1, стр.58].

Л1, Л2, Л3 – одноцепные со стальным тросом;

Л4 – двухцепная с хорошо проводящим тросом;

Л5 – одноцепная без троса;

Рисунок 22 Схема замещения нулевой последовательности

Рисунок 23

Расчет параметров аварийного режима для начального момента t=0с.

Граничные условия для :

Согласно методу симметричных составляющих, расчет несимметричных КЗ приводит к правилу эквивалентности тока прямой последовательности, в соответствии с которым ток прямой последовательности любого несимметричного КЗ в реальной точке численно равен току трехфазного КЗ в некоторой фиктивной точке, удаленной от реальной точки на дополнительный реактанс

Дополнительный реактанс для двухфазного короткого замыкания на землю вычисляется по формуле:

;

Коэффициент пропорциональности:

;

Действующее значение периодической слагаемой тока прямой последовательности:

;

Токи обратной и нулевой последовательностей:

Модуль периодической слагаемой тока поврежденных фаз в точке КЗ:

Ударный ток КЗ:

,

где [1,табл.1.5].