3 Расчёт схемы замещения элемента сети

Рисунок 1 – Схема исследуемой электрической системы

Определим ток, протекающий по линиям в нормальном режиме. Воспользуемся системой относительных единиц. Примем базисную мощность Sб = 100 МВА и базисное напряжение первой ступени Uб1=13,8 кВ. Тогда базисные напряжения ступеней II и III составят:

, кВ;

, кА;

, кВ;

Сопротивления элементов системы при базисных условиях примут значения:

, о.е.;

, о.е.;

, о.е.; (прямая (обратная) последовательность)

, о.е.;

, о.е.; (нулевая последовательность)

, о.е.;

, о.е.;

, о.е.;

, о.е.;

ЭДС генератора при базисных условиях примет значение:

, о.е.;

, о.е.;

Сведем полученные данные в таблицу.

Таблица 8 – Расчетные данные элементов сети

Параметр элемента	Значение в именованных единицах	Значение в относительных единицах
Ес	6,6 кВ	0,995671
ЕГ	13,8 кВ	1
ХС	Ом
ХГ	Ом
ХЛэкв1	Ом
ХЛэкв0	Ом
RЛэкв	Ом
ХТ1	Ом
ХТ2	Ом
RТ1	Ом
RТ2	Ом
Хл1	16,05216 Ом	0,109638
Хл2	57,121288 Ом	0,390146
RЛ	7,92 Ом	0,054095

Найдем ток, протекающий в линии в нормальном режиме:

или в именованных единицах:

, кА;

4 Расчёт основных режимов короткого замыкания

Для заданной схемы вычислим ток трехфазного короткого замыкания в точке К.

Рисунок 3 – Схема исследуемой системы с указанием места возникновения КЗ

Представим схему замещения цепи:

Рисунок 4 – Схема замещения исследуемой системы при коротком трехфазном замыкании в точке К.

Свернем схему замещения относительно точки К(3):

, о. е.;

, о.е.;

или в именованных единицах:

, кА;

Для определения токов при несимметричных коротких замыканиях воспользуемся правилом эквивалентности прямой последовательности.

Абсолютная величина тока при любом виде короткого замыкания пропорциональна току прямой последовательности в месте короткого замыкания и может быть определена по формуле:

(15)

где m(n) – коэффициент пропорциональности, зависящий от вида короткого замыкания; - ток прямой последовательности для рассматриваемого вида короткого замыкания.

Абсолютная величина тока прямой последовательности в месте короткого замыкания может быть определена по общему выражению:

(16)

где - дополнительное сопротивление, вводимое в схему прямой последовательности, величина которого зависит от вида короткого замыкания.

Значения и m(n) для различных видов короткого замыкания приведены в таблице 9.

Таблица 9

Вид повреждения	Индекс короткого замыкания (n)		m(n)
Трехфазное КЗ	(3)	0	1
Двухфазное КЗ	(2)
Однофазное КЗ	(1)		3
Двухфазное КЗ на землю	(1,1)

Для заданной схемы вычислим ток двухфазного короткого замыкания в точке К на землю.

Воспользуемся правилом эквивалентности прямой последовательности.

Рисунок 5 - Схема замещения обратной последовательности при двухфазном коротком замыкании на землю в точке К (не содержит ЭДС генератора и системы)

, о. е.;

Рисунок 6 – Схема замещения нулевой последовательности при двухфазном КЗ на землю в точке К

, о.е.;

, о.е.;

, о.е.;

Определим абсолютную величину тока при двухфазном КЗ на землю КЗ:

Рассчитаем m(1,1):

, о.е.;

или в именованных единицах:

, кА;

Таблица 10 – Расчетные данные сопротивлений прямой, обратной, нулевой последовательностей, а также значение Zдоп и m(n) для всех основных видов коротких замыканий.

Индекс КЗ (n)					m(n)
(3)		-	-	0	1
(2)			-
(1)				0.0130 +j0.2384	3
(1,1)

Таблица 11 – Расчетные данные токов всех основных видов коротких замыканий в точке К

Индекс КЗ (n)	о.е.	о.е.	кА
(3)	-
(2)	0.1869 - j3.2846	0.3237 -j5.6891	0.1545 -j2.7146=2,7189 -870
(1)	0.1417 -j2.5519	0.4251 -j7.6557	0.2028 -j3.6530=3,6586 -870
(1,1)

защита сеть замыкание

Для заданной схемы вычислим ток трехфазного короткого замыкания в точке К.

Рисунок 7 – Схема исследуемой системы с указанием места возникновения КЗ

Рисунок 8 – Схема замещения исследуемой системы при коротком трехфазном замыкании в точке К.

Свернем схему замещения относительно точки К(3):

, о.е.;

или в именованных единицах:

, кА;

Аналогично п. 4.3. для определения токов при несимметричных коротких замыканиях в точке К воспользуемся правилом эквивалентности прямой последовательности.

Для заданной схемы вычислим ток двухфазного короткого замыкания в точке К на землю.

Рисунок 9 - Схема замещения обратной последовательности при двухфазном коротком замыкании на землю в точке К (не содержит ЭДС генератора и системы)

Рисунок 10 – Схема замещения нулевой последовательности при К(2) на землю в точке К

, о.е.;

, о.е.;

, о.е.;

Определим абсолютную величину тока при двухфазном КЗ на землю КЗ. Рассчитаем m(1,1):

, о.е.;

Или в именованных единицах:

, кА;

Таблица 12 - Данные о рассчитанных сопротивлениях прямой, обратной, нулевой последовательностей для всех видов КЗ в точке К, а также значение Zдоп и m(n) .

Индекс КЗ (n)					m(n)
(3)		-	-	-	1
(2)
(1)				0,0114 +j0,2394	3
(1,1)

Таблица 13 - Расчетные значения токов при всех основных видах КЗ в точке К

Индекс КЗ (n)	о.е.	о.е.	кА
(3)
(2)	0,1545 -j3,3928	0,2676 -j5,8765	0,1277 -j2,8040=2,8069 -870
(1)	0,1206 -j2,5790	0,3618 -j7,7370	0,1726 -j3,6918=3,6958 -870
(1,1)

Рассмотрим все виды основных коротких замыканий в зоне действия поперечной дифференциальной защиты.

Допустим, короткое замыкание произошло на равном расстоянии от приемных концов линии (в середине ЛЭП).

Рисунок 11 – Схема исследуемой системы с указанием места КЗ

Рассчитаем трехфазное КЗ в точке К, составим схему замещения исследуемой системы в этом случае:

Рисунок 12 – Схема замещения исследуемой системы при трехфазном КЗ

Таблица 14 - Расчетные значения полных сопротивлений линий

последовательность	Z12, о.е.	Z13, о.е.	Z23, о.е.
Прямая (обратная)	0,054095+j0,109638	0,027047+j0,054819	0,027047+j0.054819
нулевая	0,054095+j0,390146	0,027047+j0,195073	0,027047+j0,195073

Преобразуем треугольник в звезду.

При известных сопротивлениях сторон треугольника сопротивления лучей звезды находятся следующим образом:

Прямая (обратная) последовательности:

Нулевая последовательность:

Таблица 15 – Данные о сопротивлениях прямой, обратной и нулевой последовательностей

последовательность	Z1, о.е.	Z2, о.е.	Z3, о.е.
Прямая (обратная)
нулевая

Рисунок 13 – Схема замещения исследуемой системы при КЗ в середине линии

Свернем схему замещения относительно точки К:

, о.е.;

или в именованных единицах:

, кА;

Для заданной схемы вычислим ток двухфазного короткого замыкания в точке К на землю. Воспользуемся правилом эквивалентности прямой последовательности.

Рисунок 14 - Схема замещения обратной последовательности при двухфазном коротком замыкании на землю в точке К (не содержит ЭДС генератора и системы)

Рисунок 15– Схема замещения нулевой последовательности при КЗ(1,1) на землю в точке К

, о.е.;

, о.е.;

Определим абсолютную величину тока при двухфазном КЗ на землю КЗ:

Рассчитаем m(1,1):

, о.е.;

Или в именованных единицах:

, кА;

Таблица 16 - Данные о рассчитанных сопротивлениях прямой, обратной, нулевой последовательностей для всех видов КЗ в точке К.

Индекс КЗ (n)					m(n)
(3)		-	-	0	1
(2)			-
(1)				0,0312 +j0,3237	3
(1,1)

Таблица 17 - Расчетные значения токов КЗ в точке К при всех основных видах коротких замыканий.

Индекс КЗ (n)	о.е.	о.е.	,кА
(3)
(2)	0,2875 -j3,0190	0,4980 -j5,2291	0,2376 -j2,4951=2,5064 -84
(1)	0,1947 -j2,0285	0,5841 -j6,0855	0,2787 -j2,9038=2,9171 -850
(1,1)