От Готмана на 8 семестр(Эл. энерг. СиС) / Задачн. (УП) 2010 Реж. КЗ в ЭЭСС
.pdf
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
В. И. Готман
РЕЖИМЫ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ В ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ
Рекомендовано в качестве учебного пособия Редакционно-издательским советом Томского политехнического университета
Издательство Томского политехнического университета
2010
УДК 621. 311.018(075.8)
ББК 31.27я73 Г 738
Готман В. И.
Г 73 Режимы коротких замыканий в электроэнергетических системах: учебное пособие / В. И. Готман; Национальный исследовательский Томский политехнический университет. − Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2010. – 98 с.
.
В учебном пособии иллюстрируются практические методы расчѐта режимов при симметричном и несимметричных коротких замыканиях, однократной продольной несимметрии в электроэнергетических системах. Даны практические рекомендации, проводится обсуждение результатов, приведѐн необходимый справочный материал. Материал пособия отражает также тематику вопросов по курсовому проектированию.
Предназначено для бакалавров, магистрантов и дипломированных специалистов, обучающихся по направлению 140400 «Электроэнергетика и электротехника».
УДК 621. 311.018(075.8) ББК 31.27я73
Рекомендовано к печати Редакционно-издательским советом Томского политехнического университета
Рецензенты
Доктор технических наук, профессор, зав. кафедрой «Электроэнергетические системы и электротехника»
Новосибирской академии водного транспорта
В. П. Горелов
Кандидат технических наук, доцент, директор Филиала ОАО «СО ЕЭС» ОДУ Сибири
А. В.Пахомов
©ГОУ ВПО «Национальный исследовательский Томский политехнический университет», 2010
©Готман В.И., 2010
©Оформление. Издательство Томского политехнического университета, 2010
2
|
ОГЛАВЛЕНИЕ |
|
Предисловие....................................................................................... |
4 |
|
1. СИСТЕМА ОТНОСИТЕЛЬНЫХ И ИМЕНОВАННЫХ |
|
|
ЕДИНИЦ. |
|
5 |
Пример 1.1. Система относительных и именованных |
|
|
единиц |
|
5 |
2. РЕЖИМЫ ТРЕХФАЗНОГО И НЕСИММЕТРИЧНОГО |
|
|
КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ |
11 |
|
Пример 2.1. Режим трехфазного короткого замыкания: |
|
|
аналитический метод и метод расчетных кривых |
11 |
|
Пример 2.2. Режим двухфазного короткого замыкания, |
|
|
комплексные коэффициенты трансформации |
17 |
|
Пример 2.3. Режим трехфазного короткого замыкания: |
|
|
аналитический метод и метод расчетных кривых |
22 |
|
Пример 2.4 |
Режим двухфазного короткого замыкания |
|
на землю |
|
45 |
Пример 2.5 |
Режим трехфазного короткого замыкания: |
|
аналитический метод и метод расчетных кривых |
60 |
|
Пример 2.6 |
Режим однофазного короткого замыкания |
71 |
3. ОДНОКРАТНАЯ ПРОДОЛЬНАЯ НЕСИММЕТРИЯ |
80 |
|
Пример 3.1. Однократная продольная несимметрия и |
|
|
комплексные коэффициенты трансформации |
80 |
|
Пример 3.2. Однократная продольная несимметрия и |
|
|
комплексная схема замещения |
84 |
|
Пример 3.3. |
|
87 |
4. ЗАМЫКАНИЯ В СЕТЯХ С ИЗОЛИРОВАННОЙ |
|
|
НЕЙТРАЛЬЮ И ЭЛЕКТРОУСТАНОВКАХ ДО 1 КВ |
88 |
|
Пример 4.1. Однофазное короткое замыкание |
88 |
|
Пример 4.2 Короткие замыкания в сети 0,4 кВ |
89 |
|
5. КООРДИНАЦИЯ УРОВНЕЙ ТОКОВ КОРОТКОГО |
|
|
ЗАМЫКАНИЯ |
92 |
|
Пример 5.1 Ограничение тока КЗ |
92 |
|
Пример 5.2 Ограничение тока КЗ |
93 |
|
Пример 5.3 Ограничение тока КЗ |
95 |
|
Литература |
|
97 |
3
ПРЕДИСЛОВИЕ
Настоящий сборник содержит 15 задач, которые даны с подробным решением. Теоретический материал, необходимый для решения и понимания этих задач, изложен в учебных пособиях автора «Электромагнитные переходные процессы в электрических системах», выпущенных издательством Томского политехнического университета в 2008 и 2009 г.г. Использованные в сборнике обозначения, расчетные выражения и терминология находится в соответствии с материалом упомянутых пособий.
Тематика приведенных задач охватывает практически все наиболее значимые теоретические вопросы: электромагнитные переходные процессы при симметричных и несимметричных коротких замыканиях, однократная продольная несимметрия, короткие замыкания в распределительных сетях с изолированной нейтралью и электроустановках 0,4 кВ, ограничение токов короткого замыкания. Для подавляющего числа задач расчеты проведены в относительных единицах по той причине, что система относительных единиц представляется более простой и позволяет избежать ряда ошибок при использовании ее студентами. Хотя следует отметить, что алгоритмы расчета электромагнитных переходных процессов в электроэнергетических системах на профессиональных компьютерных программах основаны на системе именованных единиц. Необходимые справочные данные, включая и расчетные кривые, приведены в задачах по мере их востребованности. Это позволяет практически не обращаться к специализированной справочной литературе.
Материал сборника сориентирован в первую очередь на студентов электроэнергетического профиля; предназначен для закрепления теоретического материала и может быть использован при выполнении курсовой и выпускной работ.
4
1. СИСТЕМА ОТНОСИТЕЛЬНЫХ И ИМЕНОВАННЫХ ЕДИНИЦ
ПРИМЕР 1.1. Система относительных и именованных единиц
Электрическая схема (рис. 1.1) питается источником неограни-
ченной мощности с напряжением 230 кВ. При K |
3 |
в точке « K » схемы |
|
для t 0 рассчитать:
I п0, S K - периодическую слагаемую тока и мощности короткого замыкания;
U ост - остаточное напряжение в точке «М».
Расчет провести для трех случаев:
1)в относительных единицах при точном учете коэффициентов трансформации;
2)в относительных единицах при приближенном учете коэффициентов трансформации;
3)в именованных единицах при точном учете коэффициентов трансформации.
С |
Т2 |
Л |
«М» |
Т2 |
Р |
КЛ |
К |
230 кВ |
|
110 кВ |
|
|
6 кВ |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
||
III |
|
II |
|
|
|
I |
|
|
Рис. 1.1. Принципиальная схема электрической сети |
|
|||||
Параметры оборудования
Кабельная линия КЛ
l 3 км; |
r |
|
0.45 Ом км; |
|||
|
|
|
0 |
|
|
|
U |
Н |
6 кВ; x |
0 |
0.08 Ом км. |
||
|
|
|
|
|||
Трансформатор Т1
S |
Н |
31.5МВА; U |
КЗ |
10.5 %; |
|||
|
|
|
|
|
|||
U |
ВН |
110 кВ; |
U |
НН |
6.6 кВ. |
||
|
|
|
|
|
|||
Трансформатор Т2 |
|
||||||
S Н 60 МВА; |
U КЗ 12 %; |
||||||
U ВН 220 кВ; |
U НН 121 кВ. |
||||||
Реактор Р |
|
|
||||
U |
Н |
6 кВ; I |
Н |
0.4 кА; |
||
|
|
|
|
|||
x |
р |
5%. |
|
|
||
|
|
|
|
|
||
Воздушная линия ВЛ |
||||||
l 80 км; |
x0 0.4 Ом км; |
|||||
U Н 110 кВ.
Система С
U С 230 кВ.
5
Решение
1. Расчет в относительных единицах при точном учете коэффициентов трансформации
1.1. Намечаем ступени трансформации, обозначенные римскими цифрами на рис.1.1. Рассчитываем коэффициенты трансформации трансформаторов на базе номинальных напряжений:
k |
T1 |
|
U вн |
|
110 |
16.67; k |
T2 |
|
U вн |
|
220 |
1.82. |
|
|
|
|
|||||||||
|
U нн |
6.6 |
|
U нн |
121 |
|
||||||
|
|
|
|
|
||||||||
1.2. Принимаем базисную мощность
Sб
1000
МВА
, единую для
всей схемы, и базисное напряжение на первой ступени трансформации (U ном 6 кВ), равную U б1 6.3 кВ ; находим базисный ток этой ступени
I |
|
|
S |
б |
|
1000 |
91.75 кА |
|
б1 |
|
|
||||||
3U |
3 6.3 |
|||||||
|
|
|
|
|||||
|
|
|
б1 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
||
.
1.3. Рассчитываем базисные параметры на второй и третей ступенях трансформации:
U |
|
|
U |
|
|
|
k |
|
|
|
|
6.3 16.67 105 кВ; |
|
I |
|
|
|
|
S |
б |
|
|
|
1000 |
5.5 кА; |
||||||||||||||||||||||||||||
б2 |
б1 |
T1 |
|
б2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 U |
|
|
|
|
3 105 |
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
б2 |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
U |
|
|
U |
|
|
|
k |
|
|
|
105 1.82 191 кВ; |
|
|
|
I |
|
|
|
|
|
S |
б |
|
|
|
|
1000 |
3.03 кА. |
|||||||||||||||||||||||||
б3 |
б2 |
T2 |
|
|
|
б3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
3U |
|
|
|
3 191 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
б2 |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
1.4. Рассчитываем параметры схемы замещения: |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
кабельной линии |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
R |
|
r |
|
l |
|
S |
б |
0.45 |
3 |
1000 |
|
34; |
|
x |
|
|
|
x |
|
l |
S |
б |
|
|
0.08 3 |
1000 |
6.05; |
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
*1 |
|
0 |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
*1 |
|
|
0 |
|
U |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6.3 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U |
2 |
|
|
|
|
|
|
6.3 |
2 |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
б1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
б1 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
реактора |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
x U |
|
I |
|
б1 |
|
|
5 6 91.75 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
р |
|
н |
|
|
|
|
10.92; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
*2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100 0.4 6.3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
100%I |
|
U |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
б1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
трансформатора Т1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
U |
|
|
|
|
U |
2 |
|
S |
|
|
10.5 6.6 |
2 |
1000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
x |
|
|
|
КЗ |
н |
|
б |
|
|
3.66; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
*3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
31.5 |
6.3 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
100S |
|
U |
|
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
н |
б1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
воздушной линии |
|
х |
|
|
x |
l |
|
|
Sб |
|
0.4 80 |
1000 |
2.9; |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
*4 |
|
0 |
|
U б22 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1052 |
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
трансформатора Т2 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
U |
|
%U |
2 |
S |
|
|
|
12 121 |
2 |
1000 |
|
|
|
|||||||
x |
|
|
KЗ |
н |
б |
|
|
|
2.65, |
|
|||||||||||||
*5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
100 60 105 |
2 |
|
||||||||||
|
|
100 S |
|
|
U |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
н |
б2 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
если трансформатор отнесен к ступени III, то |
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
U |
KЗ |
%U 2 S |
б |
|
12 220 |
2 1000 |
|
|
||||||||||||
x |
*5 |
|
|
|
|
|
|
н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2.65, |
т. е. результат не изме- |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100 60 1912 |
|
||||||||||||
|
|
100 S |
|
U |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
н |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
б3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
няется; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
системы «С» |
|
U*С 230 U б3 230 191 1.2. |
||||||||||||||||||||
1.5. Определяем параметры короткого замыкания:
результирующее сопротивление схемы относительно точки КЗ:
Z |
|
|
R |
2 |
x |
2 |
|
34 |
2 |
26.18 |
2 |
42.91; |
* |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
периодическую слагаемую тока КЗ в относительных единицах :
I |
|
|
U |
*C |
|
1.2 |
0.02796 |
*n |
|
|
|||||
Z |
|
42.91 |
|||||
|
|
* |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
и в именованных
I |
n |
I |
*n |
I |
б1 |
0.02796 91.75 |
2.565 кА; |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
мощность КЗ |
|
|
|
|||||||||||
S |
K |
I |
*n |
U |
*C |
S |
б1 |
0.02796 |
1.2 1000 33.55 МВА; |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
U
статочное напряжение в узле «М» |
|||||||
M |
0 I |
*n |
Z |
*МК |
U |
б2 |
0 0.02796 |
|
|
|
|
||||
39.77 105 116.75 кВ,
где
Z |
*МК |
|
R 2 |
x 2 |
|
342 20.632 39.77 |
|
|
*МК |
*МК |
|
|
и
x |
x |
x |
x |
20.63. |
*МК |
*1 |
*2 |
*3 |
|
2. Расчет в системе относительных единиц при приближенном учете коэффициентов трансформации
2.1. Намечаем ступени трансформации, обозначенные римскими
цифрами на рис.1.1. Принимаем базисную мощность |
Sб 1000 МВА , |
единую для всей схемы, и базисные напряжения, равные средним номинальным напряжениям соответствующих ступеней трансформации
[1, 2 разд.2.2.2], U б1 6.3 кВ; U б2 115 кВ; U б3 230 кВ.
7
2.2. Рассчитываем базисные токи:
I |
|
|
S |
б |
|
1000 |
91.75 кА; |
I |
|
5.026 кА; |
|
б1 |
|
|
б2 |
||||||||
3U |
3 6.3 |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
б1 |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
2.3. Рассчитываем параметры схемы замещения:кабельной линии
I б3
2.513
кА
.
R |
r |
l |
S |
б |
0.45 3 |
1000 |
34; |
x |
|
x |
|
l |
S |
б |
0.08 3 |
1000 |
6.05; |
||
|
|
|
*1 |
0 |
|
|
|
||||||||||||
*1 |
0 |
|
U |
2 |
|
6.3 |
2 |
|
|
|
|
U |
2 |
|
6.3 |
2 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
б1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
б1 |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
реактора |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
x |
*2 |
|
|
|
|
хР I б1 |
|
|
5 91.75 |
11.47 ; |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
100% I н 100 0.4 |
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
трансформатора Т1 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
x*3 |
|
U |
KЗ |
S |
б |
|
10.5 1000 |
3.33 |
; |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
100 S |
|
|
|
100 31.5 |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
н |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
воздушной линии |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
х |
|
|
|
x |
|
|
l |
S |
б |
|
0.4 80 |
1000 |
2.42; |
|||||||||||
*4 |
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
2 |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
U |
|
|
|
|
|
|
115 |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
б2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
трансформатора Т2 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
x |
*5 |
|
U KЗ Sб |
|
|
12 1000 |
2.0; |
|
||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
100 Sн |
|
|
100 60 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
системы «С» |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
U |
*С |
230 |
230 1.0. |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
2.4. Определяем параметры короткого замыкания:
результирующее сопротивление схемы относительно точки КЗ:
Z |
* |
|
R 2 |
x 2 |
|
342 25.27 2 |
42.36; |
|
|
* |
* |
|
|
|
периодическую слагаемую тока КЗ в относительных единицах :
I |
*n |
|
U*C |
|
1 |
0.02361 |
|
|
|||||
|
|
Z* |
42.36 |
|
||
|
|
|
|
|||
и в именованных
I n I*n I б1 0.02361 91.75 2.166 кА |
меньше на |
при точном расчете параметров;мощность КЗ
S K I*n U*C Sб1 0.02361 1 1000 23.61 МВА
15.5%
, чем
8
меньше на
29.6
%
, чем при точном расчете параметров;
статочное напряжение в узле «М»
U M 0 I*n Z*МК U б2 0 0.02361 39.88 115 108.3 кВ
меньше на 7.25 % , где
Z |
*МК |
|
R 2 |
x 2 |
|
|
*МК |
*МК |
|
34 |
2 |
20.85 |
2 |
|
|
39.88
.
U |
С |
|
|
1 . 2 |
|
U |
|
|
С |
1 . 0 |
|
5 j2 . 65
5 j2 . 0
Точное приведение |
|
|
||
4 |
|
3 |
2 |
1 |
j2 . 9 |
«М» |
j3 . 66 |
j10,92 |
34 j6 . 05 |
4 |
|
3 |
2 |
1 |
j2 . 42 |
|
j3 . 33 |
j11,47 |
34 j6 . 05 |
Приближенное приведение |
|
|||
Рис. 1.2. Электрическая схема замещения
(3) К
3. Расчет в системе именованных единиц при точном учете коэффициентов трансформации
3.1. Коэффициенты трансформации трансформаторов заимствуем из пункта 1.1., т. е. kT1 16.67; kT1 1.82. В качестве основной ступени
трансформации удобно принять ступень КЗ с
U Н
6кВ
.
Для расчета «приведенных сопротивлений» существует простое правило. Если известно сопротивление элемента xв , расположенного на
ступени высокого напряжения U в , то при переводе его к ступени низ-
|
|
2 |
|
кого напряжения U н оно уменьшается в kвн раз, т. е. |
|||
коэффициент трансформации |
kвн U в |
U н >1 |
больше |
xн xв |
2 |
kвн , где |
единицы. И об-
ратно: при привидении сопротивления со ступени низкого напряжения
( xн ) к
т. е. xв
ступени |
высокого напряжения ( |
|||||
x |
н |
k 2 |
, |
где, как и ранее, k |
вн |
U |
|
вн |
|
|
|
||
xв ) оно увеличивается kвн2 раз,
в 
U н >1.
Приводим сопротивления всех элементов схемы (Ом) и ЭДС источника питания (системы) к напряжению ступени КЗ:
кабельная линия; еѐ сопротивления автоматически приведены
(ступени КЗ) R1 r0l 0.45 3 1.35 Ом; |
x1 x0l 0.08 3 0.24 Ом; |
9
|
|
реактор |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
x |
|
|
|
|
х |
Р |
U |
н |
|
|
5 6 |
0.433 Ом; |
||||||
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
100% |
3 I |
|
100 1.73 0.4 |
||||||||||||||
|
|
|
н |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
трансформатор Т1 |
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
U |
KЗ |
U |
2 |
|
|
10.5 6.6 |
2 |
|
|
|
||||||
x |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
нн |
|
|
|
|
0.145 Ом; |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
100 Sн |
|
|
100 31.5 |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
воздушная линия |
|
|
|
|
|||||||||||||
x |
|
x |
|
l |
|
|
1 |
0.4 80 |
1 |
|
0.115 Ом; |
||||||||
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
0 |
k |
2 |
|
|
|
|
16.67 |
2 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
T1 |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
трансформатор Т2 |
|
|
|
|
|||||||||||||
x5
|
U |
KЗ |
U 2 |
1 |
|
12 2202 |
|
1 |
||
|
|
вн |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
kT12 |
kT22 |
100 60 |
2 1.822 |
||||
|
100 Sн |
|
16.67 |
|||||||
напряжение системы, приведенное к UН 6
0.105 Ом;
кВ.
U |
|
|
U С(220) |
|
230 |
7.589 кВ. |
|||
С(6) |
|
|
|
|
16.67 1.82 |
||||
|
|
k |
|
k |
|
|
|
||
|
|
|
T1 |
T2 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
3.2. Расчет параметров короткого замыкания
периодическая слагаемая тока КЗ на ступени 6 кВ
|
|
|
U |
|
I |
|
|
C(6) |
|
n |
3 Z |
|||
|
|
|||
|
|
|
||
|
|
|
|
где
7.589 
3 1.703
2.575
кА
,
Z
R 2 x 2 
1.352 1.0382 1.703 Ом;
мощность КЗ
S |
K |
|
3I U |
C(6) |
|
3 2.575 7.589 33.8 МВА; |
|
|
n |
|
|
и,
остаточное напряжение, приведенное к напряжению 6 кВ
U |
M(6) |
0 |
3I |
n |
Z |
МК |
0 |
3 2.575 1.578 7.03кВ |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
приведенное к U 110 кВ, |
|
||||||||||
U |
M(110) |
U |
M(6) |
k |
Т1 |
7.03 16.67 117.17кВ, |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
где Z МК 
1.352 0.822 1.578 Ом.
Результаты практически совпадают с расчетом в относительных единицах. Незначительное расхождение обусловлено округлениями.
10