3. Составление схемы замещения прямой, обратной и нулевой последовательностей и расчет ее параметров

Расчетная схема для определения аварийных токов при коротком замыкании (КЗ) представляет собой электрическую схему в однолинейном исполнении, в которую введены источники питания (энергосистема, генераторы, двигатели), оказывающие влияние на ток КЗ, а также элементы системы электроснабжения (линии, трансформаторы, реакторы, нагрузки), связывающие источники электроэнергии с местом замыкания. По расчетной схеме составляют схему замещения, на которой выставляют номера узлов.

При расчете реактивных параметров схемы замещения, из-за малой величины активных сопротивлений (за исключением активных сопротивлений линий электропередач и нагрузок) и, следовательно, из-за незначительного их влияния на токи КЗ, ими можно пренебречь.

Расчет производится в именованных единицах, сопротивление дается в Омах, при этом сопротивления ветвей разных ступеней трансформации приводят к средненоминальному напряжению защищаемого элемента.

3.1 Расчет параметров схемы замещения прямой последовательности

Сопротивления схемы замещения прямой последовательности вычисляют по формулам

Для генераторов

где - сверхпереходное индуктивное сопротивление генератора в относительных единицах;

- средненоминальное напряжение элемента, для которого производится расчет уставок релейных защит, кВ;

- номинальная мощность генератора, МВА.

Для трансформаторов

где - напряжение короткого замыкания, %;

- мощность трансформатора, МВА.

Для трехобмоточных и автотрансформаторов

где - рассчитывают из их трехлучевой схемы замещения для каждой обмотки.

Для трансформаторов с расщеплённой обмоткой

Для линий электропередачи

где L – длина линии, км;

- среднее номинальное напряжение линии, кВ;

и - удельные активное и индуктивное сопротивления, Ом/км;

- емкостная проводимость линии, мкСм;

- удельная емкостная проводимость линии, мкСм/км.

Для энергетических систем,

,

где – индуктивное сопротивление прямой последовательности системы, о.е.;

S_ном – полная мощность системы, МВ·А.

Сопротивления асинхронных двигателей,

Сопротивления синхронных двигателей,

Сопротивление реактора,

,

где – сверхпереходное индуктивное сопротивление реактора, Ом;

- среднее номинальное напряжение реактора, кВ;

Сопротивления нагрузок Н5, Н6, Н7, Н8 заменить аналогичными со­противлениями смежных воздушных линий такой же длины(W10, W5, W8, W9), Н1, Н2, Н14, Н9, Н3, Н4, Н18, Н17, Н10÷Н13 с аналогичными сопротив­лениями кабельных линий длиной от 1 до10 км (W11, W12, W13). Для обеспечения выполнения условия нагрева кабеля током нагрузки < (табл. П10) возможно включение нескольких кабелей в одной линии.

При расчете тока однофазного КЗ на ЭВМ предусматриваются включение сопротивления шунта за обмоткой тупикового трансформатора (автотрансформатора), соединенного в «треугольник».

Сопротивление шунтов токам прямой последовательности

; .

Сопротивление шунтов токам нулевой последовательности

; .

Сопротивление выключателей токам прямой последовательности

Сопротивление выключателей токам нулевой последовательности

Параметры схемы замещения нулевой последовательности определя­ются для энергетических систем и воздушных линий электропередачи.

Индуктивные сопротивления нулевой последовательности линий элек­тропередачи определяются соотношением [2] . Активное сопротивле­ние нулевой последовательности ЛЭП:

где – удельное сопротивление ЛЭП прямой последовательности, Ом/км.