Расчет токов кз

Общий вид однолинейной схемы замещения ГПП-19 для определения токов КЗ приведен на рис. 3 основная схема.

Рисунок 3. Общий вид однолинейной схемы замещения

Определим реальные сопротивления всех элементов схемы замещения. Сопротивления кабельных линий равны:

Сопротивление трансформатора:

.

Сопротивления системы для расчета токов КЗ основной схемы равны:

,

,

,

.

Расчет токов КЗ СН будем производить приближенным методом, т.е. с помощью приближенного значения сопротивления системы, равного:

.

Приближенное сверхпереходное сопротивление асинхронного двигателя:

.

Средние значения для приближенных расчетов сверхпереходная ЭДС асинхронных двигателей и энергосистемы примем по [6, с. 118]:

- для энергосистемы;

- для асинхронных двигателей.

Расчет токов короткого замыкания выполним методом относительных единиц. При этом примем S_б=1000 МВА, U_б1=115 кВ, U_б2=35 кВ, U_б3=6,3 кВ.

Определим базисные токи:

Определим относительные сопротивления всех токоведущих частей и трансформаторов.

Определим относительные сопротивления энергосистемы:

Таким образов, окончательный вид схем замещения для расчета токов короткого замыкания представлен на рис. 4 (основная часть ГПП).

Рисунок 4. Схема замещения для расчета токов КЗ основной части ГПП

Полученная схема имеет простой вид, поэтому при её упрощении будем использовать лишь правило последовательного соединения проводников. После финального упрощения схема основной части ГПП примет вид «источник – сопротивление – приемник», а схема СН ГПП – «источник – сопротивление – источник».

В качестве примера приведем расчет точки К3 основной схемы ГПП. Расчет точек К1, К2 и К4 будет отличаться от расчета точки К3 только величиной операций упрощения схемы, а расчет точек К5 и К6 – дополнительным источником энергии (подпитка от двигателя), который рассчитывается аналогично подпитке от энергосистемы.

Проведем упрощение схемы для расчета точки К3:

Начальный ток периодической составляющей от энергосистемы в максимальном режиме:

Начальный ток апериодической составляющей от энергосистемы в максимальном режиме:

Постоянная времени затухания апериодической составляющей от энергосистемы в максимальном режиме:

Ударный коэффициент апериодической составляющей от энергосистемы в максимальном режиме:

Ударный ток короткого замыкания от энергосистемы в максимальном режиме:

Начальный ток периодической составляющей от энергосистемы в минимальном режиме:

Начальный ток апериодической составляющей от энергосистемы в минимальном режиме:

Постоянная времени затухания апериодической составляющей от энергосистемы в минимальном режиме:

Ударный коэффициент апериодической составляющей от энергосистемы в минимальном режиме:

Ударный ток короткого замыкания от энергосистемы в минимальном режиме:

Аналогично находим токи трехфазного КЗ для всех остальных выбранных точек. Полученные значения трехфазных токов КЗ для различных точек расчетной схемы приведены в табл. 6.

Таблица 6. Расчетные токи КЗ

Однофазные токи КЗ относятся к несимметричным токам КЗ. В основу расчета несимметричных КЗ положен метод симметричных составляющих, согласно которому любую несимметричную систему векторов (тока, напряжения) можно заменить тремя условными симметричными составляющими: прямой, обратной и нулевой последовательности (в дальнейшем величины, характеризующие прямую последовательность, будем обозначать с индексом 1, обратную последовательность – с индексом 2, нулевую последовательность с индексом 0). В данной курсовой работе будем рассматривать расчет только одного вида несимметричных КЗ – однофазного КЗ.

Для расчета токов однофазного КЗ необходимо построить схемы замещения прямой, обратной и нулевой последовательности. Каждая из этих схем имеет свои особенности.

Схема прямой последовательности аналогична схеме замещения для расчета трехфазного КЗ. Для всех элементов схемы замещения прямой последовательности индуктивные и активные сопротивления соответствуют оспротивлениям при симметричном режиме работы.

Схема замещения обратной последовательности отличается от схемы замещения прямой последовательности отсутствием эдс генераторов. Индуктивные сопротивления (как и активные) для всех элементов (за исключением электродвигателей и генераторов, принимаются равными сопротивлениям прямой последовательности. В данной работе при расчете однофазных КЗ отсутствует подпитка от двигателей и генераторов (расчет производится только для сети ВН 110 кВ), поэтому схемы замещения прямой и обратной последовательностей будут аналогичными.

Схема замещения нулевой последовательности следует начинать с точки, где возникла несимметрия (т. е. с точки КЗ). Чтобы получилась замкнутая цепь для прохождения токов нулевой последовательности, в схеме должна быть хотя бы одна заземленная нейтраль. Сопротивление, через которое заземлена нейтраль, должно вводится в схему замещения утроено.

Заземление нейтрали на ГПП-19 отсутствует, поэтому необходимо учитывать однофазную подпитку только от энергосистемы потому, что ГПП питается непосредственно от шин РП-1, т. е. энергосистема непосредственно связана с шинами РУВН ГПП-19 (без трансформатора). Значит однофазные токи, наводимые другими трансформаторами НЛМК с заземленной нейтралью, будут иметь существенные значения. Сопротивления нулевой последовательности для трансформаторов без заземленной нейтрали равно бесконечности, для кабельных линий активное и реактивное сопротивления находятся по следующим формулам:

Расчетная схема замещения прямой последовательности приведена на рис. 5, обратной последовательности – на рис. 6, а нулевой последовательности – рис. 7.

Рисунок 5. Схема замещения прямой последовательности

Рисунок 6. Схема замещения обратной последовательности

Рисунок 7. Схема замещения нулевой последовательности

Начальное значение периодической составляющей тока КЗ определяется по формуле:

где - суммарное сопротивление до точки КЗ, равное сумме суммарных сопротивлений схем замещения прямой, обратной и нулевой последовательностей до соответствующей точки КЗ.

Результаты расчетов приведены в табл. 7 и табл. 8.

Таблица 7. Результаты расчетов сопротивлений схем замещений

_{Таблица 8. Результаты расчетов токов КЗ}