Преподаватель ________________________
1 Расчет начальной стадии трехфазного короткого замыкания
Расчёт токов при трехфазном коротком замыкании выполняется в следующем порядке:
Для рассматриваемой электрической схемы составляется схема замещения – это есть схема замещения для токов прямой последовательности, при этом напряжение в точке К.З. равно нулю.
Определяется значение параметров элементов схемы замещения в именованных или относительных единицах.
Посредством методов преобразования схема замещения приводится к простейшему виду с определенными значениями результирующей эквивалентной ЭДС
и результирующего эквивалентного
сопротивления относительно точки КЗ
.По закону Ома определяется начальное значение периодической составляющей тока трехфазного КЗ в месте повреждения:
.
Путем постепенного «развертывания» схемы к исходному виду определяется токораспределение в ней и остаточные напряжения узлов.
1.1 Составление схемы замещения
Схема замещения системы представляется собой схему замещения прямой последовательности. Схема замещения для токов прямой последовательности является обычной схемой, которую составляют для расчета симметричного трехфазного КЗ. Эквиваленты частей электрической системы (называемые просто системами), обобщенная нагрузка и вращающиеся электрические машины (генераторы, синхронные компенсаторы и двигатели) вводятся в схему замещения прямой последовательности ЭДС и соответствующими сопротивлением прямой последовательности. Статические элементы, магнитосвязанные цепи которых неподвижны друг относительно друга, - линии электропередачи, трансформаторы, автотрансформаторы, реакторы – вводятся в схему замещения прямой последовательности соответствующими сопротивлениями. Для удобства запись ЭДС и сопротивлений производится дробью: в числителе указывается порядковый номер, а в знаменателе – значение соответствующего параметра. С использованием методов эквивалентных преобразований схема замещения прямой последовательности приводится к простейшему виду относительно нейтрали и точки КЗ.
Рисунок 1.1 – Схема замещения системы, приведенная к основной ступени трансформации
1.2 Определение параметров схемы замещения с учетом точных коэффициентов трансформации
Расчет ведется в системе именованных единиц с учетом точных значений коэффициентов трансформации. В качестве основной принимаем ступень трансформации в месте, где произошло трехфазное короткое замыкание (шины генератора).
Для определения параметров элементов схемы замещения используем следующие формулы по [5]:
ЭДС генератора, системы, нагрузок:
(1.1)
где
- ЭДС генератора, системы или нагрузки
в о.е. при нормальных условиях;
- номинальное междуфазное напряжение,
принимается на уровне среднего
номинального напряжения, кВ.
Сопротивление генератора, системы или нагрузки:
(1.2)
где
- сопротивление элемента в о.е. при
нормальных условиях;
- номинальное междуфазное напряжение,
принимается на уровне среднего
номинального напряжения, кВ;
- номинальная мощность МВ∙А.
Сопротивление трансформатора (АТ):
(1.3)
где
- напряжение короткого замыкания, %;
- номинальное напряжение той обмотки,
к которой приводится рассчитываемое
сопротивление, кВ;
- номинальная мощность МВ∙А.
Напряжения короткого замыкания в 3-х обмоточном и автотрансформаторах:
(1.4)
Сопротивление линии:
(1.5)
Коэффициенты трансформации:
(1.6)
где
-
номинальное напряжение ступени, к
которой приводят параметры элемента,
а
номинальное напряжение ступени, где
находится элемент.
Определение параметров схемы замещения:
Параметры системы по (1.1) и (1.2).
Параметры ВЛ по (1.5):
Линия А-1.
Линия 1-2.
Линия 2-В.
Линия 1-В.
Линия В-3.
Параметры автотрансформатора по (1.3).
Схема замещения автотрансформатора представляет собой трехлучевую звезду, в которой по (1.4):
Сопротивления автотрансформатора:
Параметры нагрузок на (по (1.1) и (1.2)):
ПС3:
ПС2:
НН ПС3:
СН ПС3:
ПСВ:
Параметры трансформаторов на (по (1.3)):
ПС2:
ПС3:
ПСВ:
Параметры генератора по (1.1) и (1.2).
Рассчитанные значения параметров наносятся на схему замещения.