Составление схемы замещения

При составлении схемы замещения примем следующее допущение:

• При расчёте токов КЗ в точках K-1 – K-4 не будем учитывать влияние двигателей собственных нужд, так как мощность этих источников невелика и они удалены от точек КЗ, поскольку приложены за значительными сопротивлениями;

• Нагрузка, питающаяся от ОРУ 220 кВ, находится за протяжёнными линиями, имеющими довольно большое сопротивление. Сама же нагрузка подключается в лучшем случае на напряжение 6-10 кВ (наиболее крупные двигатели), поэтому на участке от ОРУ 220 кВ до нагрузки имеется ещё и несколько трансформаций. По этим причинам столь удалённые нагрузки в схему замещения вводить не будем.

Составляем схему замещения, состоящую из ЭДС и сопротивлений. Поскольку напряжение электроустановки больше 1000 В и в ней нет кабельных линий, то в схему замещения согласно [2] войдут только индуктивные сопротивления.

Рисунок 17 Схема замещения для расчёта токов короткого замыкания

Определим параметры элементов схемы замещения:

Расчёт будем проводить в относительных единицах.

Основная ступень напряжения:

.

.

.

Определим базисные величины для остальных ступеней напряжения:

;

;

;

;

;

.

Сопротивления генераторов ТГВ-300-2У3:

Сопротивления генераторов Т3В-220-2У3:

Сопротивление трансформаторов блочных ТДЦ-250000/330:

.

Сопротивление линии:

( - определено по [4], стр.105.).

Сопротивление системы:

.

Сопротивление автотрансформатора. Сопротивление средней обмотки не учитываем, так как оно не входит в короткозамкнутую цепь. Тогда:

Расчёт эдс

Согласно [23], стр. 99 для турбогенераторов мощностью до 100 МВт рекомендуется принять , а для турбогенераторов мощностью от 100 до 1000 МВт – . Тогда:

Для системы согласно [23], стр. 99 . Тогда:

В результате расчётов получили следующую схему замещения:

Рисунок 18 Схема замещения

Рассчитаем ток к.з. при коротком замыкании на шинах . Для этого преобразуем схему замещения относительно точки КЗ.

;

;

;

.

;

Получили:

Рисунок 19 Эквивалентная схема замещения

Необходимо разделить связные цепи для определия подпитки от Г1,Г2 и Г3,Г4. Для этого находим коэффициенты токораспределения.

Следовательно сопротивление ветвей:

Получили схему:

Рисунок 20 Результирующая схема замещения

Находим значения сверхпереходных токов от каждого источника:

Результирующая периодическая составляющая тока в точке короткого замыкания для :

.

Ударные коэффициенты определены по [6], стр.54.

Ударный ток от группы генераторов Т3В-300-2У3:

.

Ударный ток от группы генераторов Т3В-200-2У3:

.

Ударный ток от системы:

.

Результирующий ударный ток в точке короткого замыкания:

.

Для установки на напряжение могут быть рассмотрены выключатели ВГУ-500II*-40/3150У1, собственное время отключения которых . Минимальное время действия релейной защиты принимается равным (по [4], стр. 112).

Тогда расчетное время отключения к.з.:

.

Апериодическая составляющая тока к.з. для произвольного момента времени может быть определена аналитически.

Апериодическая составляющая тока к.з. от группы генераторов Т3В-300-2У3 для

.

Апериодическая составляющая тока к.з. от группы генераторов Т3В-200-2У3 для

.

Апериодическая составляющая тока к.з. от системы для :

.

Постоянные времени затухания Та апериодической составляющей тока к.з. определены по [6], стр.54.

Результирующая апериодическая составляющая тока в точке короткого замыкания для :

.

Периодическая составляющая тока к.з. имеет достаточно сложный закон изменения во времени и для её определения существует ряд практических методов. Воспользуемся методом типовых кривых [3], стр.151. Данный метод позволяет определить значение периодической составляющей тока к.з. для интервала времени 0-0.5с. Кривые построены для турбогенераторов мощностью от до .

Для генераторов периодическая составляющая тока к моменту отключения определяется по формуле:

.

Для определения по кривым из [3], стр. 152 необходимо знать электрическую удалённость точки КЗ от генератора. Удалённость определяется долей тока КЗ от генератора, отнесённой к его номинальному току, приведённому ступени напряжения, где произошло КЗ. Определим удалённость КЗ для каждого из генераторов:

;

Для момента времени 0,035 с при найденной удалённости КЗ по кривым [3], стр.152. находим значения ; ; Если , то принимается .

Периодическая составляющая тока к.з. от группы генераторов Т3В-300-2У3 для :

.

Периодическая составляющая тока к.з. от группы генераторов Т3В-200-2У3 для :

.

Периодическая составляющая тока к.з. от системы для :

.

При к.з. в данной точке можно посчитать отдельно термические импульсы от генераторов и системы, так как каждая группа однотипных генераторов и система питают точку кз через свое сопротивление.

Интеграл Джоуля от системы:

Для генераторов G1-G4, согласно проведённым ранее расчётам, короткое замыкание является близким, поэтому интеграл Джоуля определяется по формуле:

.

В формуле выше - относительный импульс квадратичного тока от генератора, определяемый по [2], стр. 380.

Тогда суммарный тепловой импульс, по которому будем проводить выбор выключателя на 500 кВ, будет складываться из суммы всех импульсов:

Таблица 9

Ветвь, примыкающая к точке КЗ	, кА	, кА	, кА	, кА
Система	9,166	24,49	8,066	8,336
Генераторы 1,2	1,82	5,088	1,72	2,319
Генераторы 3,4	1,359	3,79	1,182	1,716
Сумма	12,34	32,36	10,968	12,371