Электромагнитные переходные процессы
.pdfi i p e s 2
ЭДС питающей энергетической системы
(1 • 1,4 + 0,85(1 + 0,91)) / (1 + 0,91 +1,4)] = 0,95; • дополнительное сопротивление за счет ветвей обратной и ну-
левой последовательностей относительно точек Li-L)
=3,31x3,185/(3,31 +5,185)^2,02
симметричные составляющие токов особой фазы в момент разрыва
Ua^ |
= |
I |
+ |
) = |
/ (3,31 + 2,02) = 0,179; |
|
U n |
= |
-^^ил I |
= - 0,179 |
- 2,02/331 = -0,109; |
||
Lla . = -Lu^^ • ^ . ш / |
= -ОД 79 |
• 2,0 / 5,185 = -0,07. |
||||
токи фаз |
|
|
|
|
|
|
LA = |
UA |
= Ua! |
+ UA2 |
+Uao |
= 0 , 1 7 9 - 0 , 1 0 9 - 0 , 0 7 = 0 , |
|
что соответствует исходному граничному условию /z^-O;
Пример 9.2. На линии ЭЭС напряжением 110 кВ в фазе одновременно произошли однофазные КЗ в точке К и обрыв в начале линии в точках L-L (рис, 9.11,а). Определить значения фазных токов линии Е месте КЗ и напряжения на шинах подстанции Г и Э (исходные данные для расчета указаны на рисунке ).
Решение. Используем метод симметричных составляющих и расчетные соотношения для данного вида повреждения. На основе схем замещения прямой, обратной и нулевой последовательностей (рис. 9.11,б-г) и исходя из базисных условий (8Б=500
=66,4 КВ; 1Е=500/(^13 |
П5)=2,51 |
кА) рассчитываем |
сопротивления в о.е. их элементов;
X/,=x"jSs/Sj-r=0.236;
Х2г=122x ir=1,22x0,236=0,317,- Xi-^=X2rp-U^V(100Sr.,o.J=12x500(100x40)4,5;
8x1,5^1,2; Xi,r=X2.r-XolS/&,j,=0.4-JO,6-500/115^=0,18; - •
xq,,=3-0J15=0,945;
xic ^X2c =500/500=1: xfic=0,6xic=0,6-1=0,6.
Результирующие сопротивления схем замещения
xirirx,r+xnp+x!,r=j0.236+j!,5^j0,18-=jl,916; X3rr^j0.317^jl,5+j0,18=jl, 997;
Xorz-jl2+jO,544174;
XicirX2c2rX!,, -rxic=j0.315+Jl =jl, 315; Xocirj0.945+jO,6=jl,545; Xix-Xirr^X!cs=jl, 916+Ji,3I5 =j3,231; Х2Г=Х2г^Х2с2гЛ997^]1,315=]3,312; xor=xorz^xoc^jl. 74 +jl,545=j3,285;
315-ji. 315=0;
xcj-o=xicrrxocrv^' 545=-jO,23; S45=-j(},23;
Лл=Х!^Х2^+Х12^02Г^Х22РС02г(3,231-3,312+3,231-3,285+3,312-3,285)/= ='32,195;
ci-o-xis^,2-0=} 4,175(-32,195)-0+j0,34=
Симметричные составляющие токов основной фазы А и токи фаз на различных участках ЭЭС (используем расчетные выражения табл. 9.1):
ветвь с разрывом в точках L и L'
=(l,2e'"'°-jl)f03,312+j3,285)-j4,175 |
- (-j0.23f]/(-j 134,1)+ |
y}(0-j0,23j3,312)/(-J134,l)=0.23e'''':-
lir,, = E, - /,„ (л-,,. -I |
) = |
- |
(У0,236 ^ j\,S) = QMe'"^'; |
= iUrAi ^ И ш + и.гм= |
(0,9Se''"'' + |
|
+ |
)-66,4 = |
7 5 , к В ; |
|
LL^-n = |
+ aU,.^, + |
= (o' • |
+ a • |
|
+ О.Иге^"" |
)66,4 = |
=кВ-
Urc = (^Lir.i |
+и.гл€ У'ф = («• |
+ a^ - |
+ |
)66,4 |
=кВ.
Результаты расчета }1апряжений на шинах подстанции Э отражены на рис. 9.11, д.
Контрольные вопросы
I.Какими примерами можно охарактеризовать продольную несимметрию в ЭЭС?
2.Каков порядок действий при анализе продольной несимметрии по методу симметричных составляющих?
3.Какой вид имеет комш1ексная схема замещения для случая разрыва фазы (включения в фазу сопротивления)?
4.Какой вид имеет комплексная схема замещения для случая включения в две фазы одинаковых сопротивлений (разрыва двух фаз)?
5.В чем различие несимметричных режимов при разрыве двух фаз и включения в них одинаковых сопротивлений?
6.Каковы граничные условия для однофаз1Юго КЗ с разрывом фазы?
7.Какова последовательность действий при анализе сложных видов повреждений по методу симметричных составляющих?
8.Какие исходные расчетные условия и приемы используют при анализе продольной несимметрия?
11ИЧ11ЫХ переходных процессах., возникающих в дальних линиях передачи переменного тока.
До этого предполагалось, что возникший в ЭЭС электромагнигный переходный процесс не сопровождается качаниями синхронных генераторов этой системы. В данной главе остановимся на качественной стороне влияния качания генераторов на величины токов и напряжений в системе при внезапных нарушениях ее режима. '
10.L Замыкания на землю в сетях с изолированной нейтралью
Этот вид замыкания наиболее распространен в сетях с малым током замыкания на землю. Процессы, протекающие в таких сетях при замыкании на зем.!ио, весьма сложны, что затрудняет их анализ и оценку. Они существенно зависят от параметров и схем сети, сопро гивлеиия цепи замыкания.
Сопротивления нулевой последовательности в сетях напряжением 6-35кВ определяются в основном емкостью элементов сети относительно земли и, в меньшей степени, утечками этих олемснтов, Поэтому замыкания на землю в сетях 6-35 кВ сопровождаются протеканием малых токов повреждения, которые могут быть во много раз меньше тока нагрузки. Это особенно характерно для сетей с ВЛ напряжением 6-10 кВ, где емкость проводов относительно земли невелика. В сетях с КЛ, а также в сетях с протяженными ВЛ напряжением 10-35 кВ токи замыкания на землю могут бьггь значительными. ^
По условиям улучшения гашения дуги и предотвращения перехода замыкания на землю в междуфазное КЗ в рассматриваемых сетях устанавливают дугогасящие катушки, с помощью которых компенсируется основная гармоника емкостного тока замыкания на землю. В итоге результирующий ток повреждения в таких сетях в установившемся режиме резко уменьшается. При замыкании на землю (рис, 10.1, а) ток протекающий по поврежденному соединению, равен сумме токов неповрежденных элементов, определяемых емкостью и активным сопротивлением изоляции относительно земли калсдого из них, и тока дугогасящей
катушки при ее наличии. |
" |
' |
В некомсшпсированных сетях токи основной гармоники на |
||
поврежденгюм и неповрежден?юм присоединениях |
направлены в |
|
Для анализа токов однофазных замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью рассмотрим соответствующие схемы замещения и векторные диаграммы (рис. 10.2). Введем ряд допущений, исходя из целей и постановки практических задач расчета аварийных режимов сети;
• 'эо^
Рис. 10.2. Схема замещения и векторные диаграммы напряжений и емкостных токов сети с изолированной нейтралью для нормального режима (а) и однофазного замыкания за землю (б).
1)емкости отдельных фаз относительно земли, равномерно распределенные вдоль проводов, заменяем эквивалентными сосредоточенными емкостями Сл=Сд=Сс=С, включенными посредине ЛЭП;
2)не учитываем проводимости утечек, а также активные и индуктивные сопротивления ЛЭП, которые ничтожно малы по сравнению с емкостными сопротивлениями фаз относительно земли;
3)сопротивления нагрузки и ЛЭП (фазные напряжения) считает симметричными.
Емкостные токн фаз
=J<x>CU^t,ls = ](оС11ц,1с = j(oCUc равны по значению, а по фазе опережают соответствующие напряжения на угол 90°. В нормальном режиме сумма токов равна нулю (рис. 10.2, а). Напряжение нейтрали (мевду нулевой точкой сети и землей) определяется выражением
= ( E J , + |
+ E J , ) / (7, + + 7,.) = О, |
(ЮЛ) |
