2. Приведем расчетные формулы для присоединений и сборных шин в табличном виде.

Таблица 9.1. Расчетные формулы для присоединений и сборных шин

Присоединение, сборные шины		Iнорм	Iмакс
Генератор G2
Блочный трансформатор Т2	ВН
	НН
Автотрансформаторы связи АТ1, АТ2	CН
Нагрузка 330 кВ
Сборные шины РУ ВН - 3300 кВ		Токи определяются с учетом токораспределения по шинам при наиболее неблагоприятном эксплуатационном режиме.

3. Рассчитаем токи продолжительных режимов участков расчетного присоединения в табличном виде.

Таблица 9.2. Токи продолжительных режимов участков расчетного присоединения

Обозначение на схеме	Присоединение, сборные шины		Нормальный режим		Утяжеленный режим
			Развернутая формула	Iнорм, кА	Развернутая формула	Iмакс, кА
G2	Генератор			6,038		6,355
Т2	Блочный трансформатор	ВН		0,624		0,657
		НН		5,548		5,840
АТ1, АТ2	Автотрансформаторы связи			0,219		0,3066
Нагрузка вида 3	Нагрузка, U = 330 кВ			0,354		0,708
РУ ВН - 330 кВ	Сборные шины		-		-

4. Аналитический расчет.

Расчётные условия по режимам коротких замыканий

– Расчёт режима трёхфазного короткого замыкания

Для целей расчётов в структурную схему вводим все источники питания и те связи источников между собой и с местом повреждения, которые обтекаются током короткого замыкания. Нагрузку при расчётах режимов коротких замыканий не учитываем. Поэтому на структурной схеме не отображаем трансформаторы собственных нужд. На структурной схеме намечаем места повреждений, при которых аппараты и токоведущие части заданного присоединения обтекаются наибольшим током короткого замыкания. Таким образом, имеем две точки трёхфазного короткого замыкания – на шинах РУ ВН и на выводах G1.

Рис. 7. Структурная схема КЭС

Для точки короткого замыкания приводим схему замещения, в которую входят все источники и связи источников с местом К.З. и между собой. Источники вводятся в схему замещения ЭДС и сопротивлениями. Связи вводятся в схему замещения сопротивлениями.

Рис. 8. Схема замещения для расчета трехфазного короткого замыкания

Рис. Рис9. Схема замещения для расчета трехфазного короткого замыкания в программе GTCURR

Kафедра Электрических станций МЭИ, прoграмма GTCURR

Расчет для данных из файла work.tkz при S б = 1000. MBA

------------------------------------------------------------------

Нoмер Обозначение Исхoдные параметры Расчетные параметры

эл-та элемента элемента R,o.e. X,o.e. E,o.e.

1 Генератор 2 P нoм = 160. MBт .0088 1.132 1.127

X" = .213 o.е.

T а = .408 с

COS(FI) = .85

2 Генератор 3 P нoм = 160. MBт .0088 1.132 1.127

X" = .213 o.е.

T а = .408 с

COS(FI) = .85

3 Трансформ. 3 S нoм = 200. MBA .0130 .550

U к = 11.0 %

P кз = 520. кВт

4 Генератор 1 P нoм = 100. MBт .0122 1.536 1.126

X" = .192 o.е.

T а = .400 с

COS(FI) = .80

5 Трансформ. 1 S нoм = 125. MBA .0256 .840

U к = 10.5 %

P кз = 400. кВт

6 Система 1 S нoм = 5100. MBA .0147 .196 1.000

X с = 1.000 о.е.

Куд = 1.790

7 Линия 2 l = 300.0 кM .0973 .838

X = .323 Oм/кM

R = .0375 Oм/кM

U ср.нoм = 340.0 кB

Числo цепей 1.

8 Линия 1 l = 300.0 кM .0973 .838

X = .323 Oм/кM

R = .0375 Oм/кM

U ср.нoм = 340.0 кB

Числo цепей 1.

9 Автотранс. 2 S нoм = 125. MBA .0043 .783

U вс = 10.0 % -.2104-38.360

U вн = 35.0 % .0100 1.827

U сн = 24.0 %

P вс = 345. кВт

P вн = 240. кВт

P сн = 210. кВт

10 Трансформ. 2 S нoм = 200. MBA .0130 .550

U к = 11.0 %

P кз = 520. кВт

11 Автотранс. 1 S нoм = 125. MBA .0043 .783

U вс = 10.0 % -.2104-38.360

U вн = 35.0 % .0100 1.827

U сн = 24.0 %

P вс = 345. кВт

P вн = 240. кВт

P сн = 210. кВт

КЗ 1 в узле сo средним нoминальным напряжением 340.0 кВ

Элем.R экв,oе X экв,oе T а, с I пo, кА i уд, кА

3 1.14 3.15

7 1.37 3.35

8 1.37 3.35

9 .000 .000

10 1.14 3.15

11 .602 1.67

KЗ .172E-01 .302 .560E-01 5.62 14.6

Токи в ветвях

Элем. Uср.ном. T а, с I пo, кА I уд, кА

6 340. .309E-01 2.75 6.69

1 340. .245 1.14 3.15

2 340. .245 1.14 3.15

4 340. .239 .602 1.67

КЗ 2 в узле сo средним нoминальным напряжением 18.0 кВ

Элем.R экв,oе X экв,oе T а, с I пo, кА i уд, кА

1 31.9 89.2

10 35.4 94.2

KЗ .120E-01 .476 .127 67.4 183.

Токи в ветвях

Элем. Uср.ном. T а, с I пo, кА I уд, кА

6 18.0 .417E-01 20.3 51.4

1 18.0 .408 31.9 89.2

2 18.0 .453 9.90 27.7

4 18.0 .470 5.23 14.6 Результаты расчёта программы GTCURR занесем в таблицу

Таблица 9.3. Результаты расчёта режима трёхфазного К.З. программой GTCURR

Обозначение точки К.З; описание места повреждения	Источник	Параметры режима трёхфазного К.З.
K1 – Выводы генератора G1	G1	5,23	0,470	1.975	14,6
	G2	31,9	0,408	1.963	89,2
	G3	9,90	0,453	1.963	27,7
	система	20,30	0,0417	1.79	51,4
Суммарное значение		67,33	1,3727		182,9
K1 – Шины РУ ВН – 330 кВ	G1	0,602	0,239	1.975	1,67
	G2	1,14	0,245	1.963	3,15
	G3	1,14	0,245	1.963	3,15
	система	2,75	0,0275	1.79	0,0960
Суммарное значение		5,632	0,7565		8,066

Для аналитического расчета принимаем следующие базисные условия для расчёта параметров схемы замещения в относительных единицах:

Расчет параметров схемы замещения Расчет параметров схемы замещения

Система

Линия связи

, для АС 400/351 x₀=0,323 Ом/км и L=300 км

Турбогенератор G1

Турбогенератор G2 и G3

Трансформатор Т-1

Трансформатор Т-2

Трансформатор Т-3

Автотрансформатор АТ-4 и АТ-5

Аналитический расчет:

– для трехфазного короткого замыкания для точки K₁⁽³⁾ (РУ ВН 330 кВ)

Преобразуем схему относительно точки K₁⁽³⁾ с учетом найденных параметров схемы.

Рис. 10. Преобразованная схема замещения

так как x₉ и x₁₀ меньше нуля, то на схеме они не отображены

Рис. 11. Преобразованная схема замещения

Делаем преобразование звезда- неполный треугольник через коэффициенты распределения.

А)

Рис. 10. Преобразованная схема замещения

_Б)

Рис. 11. Преобразованная схема замещения

_В)

Рис. 12. Преобразованная схема замещения

_{Токи в ветвях}

Рис. 13. Преобразованная схема замещения

Значение начальной периодической составляющей тока К.З. по ветвям

Суммарно значение периодической составляющей тока К.З.

Сравним результаты расчёта программы GTCURR и ручного расчета.

Таблица 9.4. Результаты расчёта режима трёхфазного К.З.

Обозначение точки КЗ; описание места повреждения	Источник	Параметры режима трёхфазного КЗ
		GTCURR	Аналитический
1	2	3	4
K2 – Шины РУ ВН – 330 кВ	G1	0,602	0,8
	G2	1,14	1,15
	G3	1,14	1,15
	Система	2,75	2,75
Суммарное значение	G1 + G2 + G3 + Система	5,632	5,85

Сравнивая ручные расчеты и расчеты программы можно сказать, что полученные результаты незначительно отличаются друг от друга, но поскольку при ручном расчете были использованы некоторые допущения (не учет активных сопротивлений), а программа GTCURR рассчитывает более точно, то в дальнейшем будем использовать результаты полученные в программе GTCURR.

– Расчёт режима однофазного короткого замыкания

Для целей расчётов в структурную схему вводим все источники питания и те связи источников между собой и с местом повреждения, которые обтекаются током короткого замыкания. Нагрузку при расчётах режимов коротких замыканий не учитываем. Поэтому на структурной схеме не отображаем трансформаторы собственных нужд. Поскольку однофазное короткое замыкание является несимметричным К.З., то для расчетов токов короткого замыкания приводим режим к симметричному путем введения сопротивление шунта, которое находится методом симметричных составляющих. Для этого составим схемы замещения прямой, обратной и нулевой последовательности к точке короткого замыкания. На структурной схеме намечаем места повреждений, при которых аппараты и токоведущие части заданного присоединения обтекаются наибольшим током короткого замыкания. Таким образом, имеем две точки однофазного короткого замыкания – на шинах РУ ВН и на выводах G1.

Аналитический расчет для однофазного короткого замыкания для точки K₁⁽¹⁾ (РУ ВН 330 кВ)

Определим сопротивление шунта который определяется для однофазного короткого замыкания на землю по формуле .

Расчёт схемы замещения прямой последовательности:

Значения параметров схемы замещения прямой последовательности равны значениям параметров для схемы замещения при трёхфазном К.З., рассмотренные выше.

Расчёт схемы замещения обратной последовательности:

Схема замещения обратной последовательности по структуре полностью совпадает со схемой прямой последовательности, которая была рассмотрена выше для трехфазного короткого замыкания. Отличие схемы обратной последовательности состоит в том, что в ней ЭДС всех генерирующих источников питания принимаются равными нулю, а в месте к.з. приложено напряжение обратной последовательности (U_2k). Кроме того, для генераторов сопротивление обратной последовательности ; для всех прочих элементов сопротивления обратной и прямой последовательностей одинаковы. В практических расчетах можно принимать . В силу этого допущения имеем .

Рис. 14. Схема замещения для обратной последовательности

Расчёт схемы замещения нулевой последовательности:

Значения параметров схемы замещения нулевой последовательности равны значениям параметров для схемы замещения при трёхфазном К.З., за исключением линии связи с системой. Определяем для нулевой последовательности для этого составим схему замещения нулевой последовательности.

Рис. 15. Схема замещения для нулевой последовательности

Складываем параллельно x₅ и x₆ , получаем

Складываем последовательно сопротивления x₁₂ и x₁₁₍₀₎ , а затем параллельно с x₁₈, получаем

Складываем параллельно x₉ и x₁₀ , получаем

Складываем параллельно x₁₆ и x₄ , получаем

Складываем последовательно сопротивление и x₈/2 получаем

Складываем параллельно x₂₀ и x₁₅ , получаем

Рис. 18. Преобразованная схема замещения для нулевой последовательности

Сверхпереходный ток:

.

Ударный ток К.З.:

(см. расчет трехфазного К.З.)

Рис.16. Комплексная схема замещения для однофазного КЗ

Сравним режимы коротких замыканий, выбираем наибольшее значение и сводим в таблицу.

Таблица 9.5. Результаты КЗ

Описание места повреждения	Вид короткого замыкания	Параметры режима КЗ		tотк.,C
Шины РУ ВН – 330 кВ	Трёхфазное КЗ	5,632	8,066	0,16 - 0,2
	Однофазное КЗ	10,05	25,44
Выводы генератора G2	Трёхфазное КЗ	31,9	89,2	4