4.1. Расчёт базисных значений.

Базисная мощность выбирается на основе мощности присутствующих источников питания в расчётной схеме, рис. 1, приложение 4. Базисное напряжение принимают равным среднему номинальному напряжению в токах короткого замыкания. Принимаем базисную мощность S_б = 1000 МВА, базисное напряжение U_б = 115 кВ

Рассчитываем базисный ток: I_б = S_б / (√3 * U_б)

I_б = S_б / (√3 * U_б) = 1000000000 ВА / (√3 * 115000) = 5,026 кА

4.2 Составление схемы замещения.

Определяем индуктивное сопротивление генераторов:

X_г1 = X_г2 = X_г3 = X_d'' * S_б / S_{ном ген} = 0,125* 1000 МВА / 60 МВА = 2,083 о.е.

Определяем индуктивное сопротивление трансформаторов на 80 МВА:

X_т1 = X_т2 = (u_к * S_б ) / (100 * S_{ном т} ) = (12% * 1000 MBA) / (100 * 80 MBA) = 1,5 о.е.

Рассчитываем индуктивное сопротивление линии:

X_л1 = (Х₀ * L* S_б ) / U_ср = 0,4 * 44 км * 1000 МВА / 115 кВ = 1,33 о.е.

Определяем индуктивное сопротивление линии на ГПП, X_л2 и X_л3:

X_л2 = X_л3 = (Х₀ * L* S_б ) / U_ср = 0,4 * 20 км * 1000 МВА / 115 кВ = 0,604 о.е.

Определяем индуктивное сопротивление трансформаторов на ГПП, X_т3 и X_т4:

X_т3 = X_т4 = (u_к * S_б ) / (100 * S_{ном т}) = (10,5% * 1000 MBA) / (100 * 16 MBA) = 6,56 о.е.

Определяем индуктивное сопротивление нагрузки, X_н:

X_н = 0,35 * S_б / S`= 0,35 * 1000 МВА / 21498,143 кВА = 16,28 о.е.

Составляем схему замещения, результаты сносим в приложение 5, рис. 1.

4.3 Упрощение схемы замещения:

Определяем суммарное индуктивное сопротивление генераторов X_г1,2,3:

1/ X_г1,2,3 = 1 / X_г1 + 1 / X_г2 + 1 / X_г31/ X_г1,2,3 = 1 / 2,083 + 1 / 2,083 + 1 / 2,083 = 1,44 [1/о.е.]

X_г1,2,3 = 1 / 1,44 = 0,694 о.е.

Определяем индуктивное суммарное сопротивление двух параллельно работающих трансформаторов Т1 и Т:

X_т1,2 = (X_т1 * X_т2 ) / (X_т1 + X_т2 ) = (1,5 * 1,5) / (1,5 + 1,5 ) = 0,75 о.е.

Определяем сопротивление цепи генераторов

X₁ = X_г1,2,3 + X_т1,2 = 0,694 + 0,75 = 1,444 о.е.

Определяем сопротивление цепи энергосистемы

X₂ = X_сис + X_л1 = 0 + 1,33 = 1,33 о.е.

Определяем общее сопротивление двух параллельных линий на ГПП:

X ₃ = (X _л2 * X _л3 ) / (X _л2 + X _л3 ) =(0,604 * 0,604 ) / (0,604 + 0,604) = 0,301 о.е.

Определяем общее сопротивление двух параллельно работающих трансформаторов на ГПП:

X₄ = (X_т3 * X_т4 ) / (X_т3 + X_т4 ) = (6,56 * 6,56 ) / (6,56 + 6,56) = 3,28 о.е.

По полученным данным составляем схему упрощения, рис. 1, приложение 6

4.4 Расчёт токов короткого замыкания.

4.4.1. Расчет токов кз в точке к1.

Определяем результатирующее сопротивление ветви со стороны нагрузки:

X₆ = X₄ + X₅ = 3,28 + 16,28 = 19,56 о.е.

Полученные данные отображены на рис. 2, приложение 6.

Сопротивления X₁, X₂ и X₃ преобразуем в эквивалентный треугольник, причем сопротивлением между системой и генераторами пренебрегаем.

Определяем результатирующее сопротивление для генераторов X_рез1:

X_рез1 = X₁ + X₃ + (X₁ + X₂) / X₃ = 1,444 + 0,301 + (1,444 + 0,301) / 1,33 = 2,072 о.е.

Определяем результатирующее сопротивление для системы X_рез2:

X_рез2 = X₂ + X₃ + (X₂ + X₃) / X₁ = 1,33 + 0,301+ (1,33 + 0,301) / 1,44 = 1,908 о.е.

Полученные данные отображены на рис. 2, приложение 6.

Определяем расчетное сопротивление ветви генераторов: X_рас1 = X_рез * S_и.п. / S_б

где S_и.п. – полная мощность источника питания

X_рас1 = X_рез1 * S_ген / S_б = 2,072 * 180 / 1000 = 0,372 о.е.

Определяем расчетное сопротивление ветви нагрузки:

X_рас2 = X_рез6 * S_наг / S_б = 19,56 * 21,498143 / 1000 = 0,421 о.е.

Определяем начальное значение периодической составляющей тока короткого замыкания для системы:

I_по ''_сис = I_б / X_рез2 = 5,026 / 1,908 = 2,63 кА

Определяем установившееся значение тока короткого замыкания для системы:

I_{∞ сис} = I_б / X_рез2 = 5,026 / 1,908 = 2,63 кА

Определяем ударный ток для системы:

i_{у сис} = √2 • к_у • I_по ''_сис = √2 * 1,8 * 2,63 = 6,69 кА

Рассчитываем начальное значение периодической составляющей тока короткого замыкания для генераторов:

I_{по г} '' = к_по * S_ип / (√3*U)

где: S_ип – суммарная мощность источника питания

к_по - коэффициент кратности периодической составляющей тока КЗ в зависимости от расчётного сопротивления по таблице 1-6 [6]. к_по =2,4

I_{по г} '' = к_по * S_ип / (√2*U) = 2,4 * 180000 / (√3*115) = 2,2 кА

Рассчитываем действующее значение тока короткого замыкания для генераторов:

I_∞ = к_∞ * S_ип / (√3*U)

где: к_∞ - коэффициент кратности периодической составляющей тока КЗ в зависимости от расчётного сопротивления по таблице 1-6 [6]. к_∞ =2,1

I_{∞ г} = к_∞ * S_ип / (√2*U) = 2,1 * 180000 / (√3*115) = 1,899 кА

Определяем ударный ток для генераторов:

i_{у г} = √2 • к_у • I_по ''_г

где: i_{у г} - ударный ток в точке К1 от генераторов

к_у – ударный коэффициент, принимаем по табл. 4.5 [рубашов], к_у =1,91

i_{у г} = √2 * 1,91 * 2,2 = 5,91 кА

Рассчитываем начальное значение периодической составляющей тока короткого замыкания для нагрузки, коэффициент кратности периодической составляющей тока КЗ в зависимости от расчётного сопротивления по таблице 1-6 [6]. к_по =2,5

I_{по н}'' = к_по * S_ип / (√2*U) = 2,5 * 21498,143 / (√3*115) = 0,2701 кА

Рассчитываем действующее значение тока короткого замыкания для нагрузки, к_∞ - коэффициент кратности периодической составляющей тока КЗ в зависимости от расчётного сопротивления по таблице 1-6 [6]. к_∞ =2,05

I_∞н = к_∞ * S_ип / (√2*U) = 2,05 * 21498,143/ (√3*115) = 0,221 кА

Определяем ударный ток для нагрузки:

i_{у н} = √2 • к_у • I_по ''_н

где: i_{у н} - ударный ток в точке К1 от нагрузки

к_у – ударный коэффициент, принимаем по табл. 4.5 [рубашов], к_у =1,8

i_{у н} = √2 * 1,8 * 0,2701 = 0,70 кА

Находим общее начальное значение сверхпереходного тока короткого замыкания в точке К1:

I_по'' = I_{по сис}'' + I_{по г}'' + I_{по н}''

I_по'' = I_{по сис}'' + I_{по г}'' + I_{по н}'' = 2,63 + 2,2 + 0,27 = 5,1 кА

Находим общее действующее значение установившегося тока короткого замыкания в точке К1:

I_∞ = I_{∞ сис} + I_{∞ г} + I_{∞ н}

I_∞ = I_{∞ сис} + I_{∞ г} + I_{∞ н}= 2,63 + 1,899 + 0,22 = 4,75 кА

Рассчитываем общий ударный ток в первой точки короткого замыкания:

i_у = i_{у сис} + i_{у г} + i_{у н}

i_у = i_{у сис} + i_{у г} + i_{у н} = 6,69 + 5,91 + 0,7 = 13,3 кА