Содержание

3 Расчет тока трехфазного короткого замыкания 5

3.1 Расчет параметров схемы замещения 5

3.2 Расчет периодической составляющей тока трехфазного короткого замыкания 7

3.2 Расчет ударного тока трехфазного короткого замыкания 9

4 Расчет тока однофазного короткого замыкания 10

4.1 Расчет прямой последовательности 10

4.2 Расчет обратной последовательности 13

4.3 Расчет нулевой последовательности 15

4.4 Расчет токов однофазного короткого замыкания 17

1 Исходные данные

1. Рассчитать действующие значение периодической составляющей и ток ударный трехфазного короткого замыкания в точке .

2. Рассчитать действующие значение периодической составляющей и ток ударный однофазного короткого замыкания в точке .

Схема электрической сети имеет вид, представленный на рисунке 1.

Рисунок 1 – Исходная схема

Исходные данные для электрической сети представлены в таблицах 1 – 4.

Таблица 1 – Параметры генераторов

№ схемы	№ генератора	S, МВ∙А	U, кВ	I, кА	Сопротивление, о.е.			Тип генератора
2	Г1;Г2	78,75	10,5	4,33	0,1361	0,248	0,102	ТГ
	Г3	15,0	6,3	1,375	0,114	0,14	0,0542	ТГ

Таблица 2 – Параметры трансформаторов

№ схемы	Тип	Мощность МВ∙А	Напряжение обмотки, кВ						ΔРk, кВт
			ВН	СН	НН	В-С	В-Н	С-Н
2	Т1,Т2 ТДТН-125000/110	25	115	38,5	11	10,5	17,5	6,5	160
	Т3 ТД-16000/35	16	38,5	-	6,3	-	8	-	85

Таблица 3 – Характеристика варианта

№ схемы	№ варианта	Точка КЗ	№ нагрузки	Мощность нагрузки, МВА
2	2	,	Н2	40
			Н3	40

Таблица 4 – Характеристика сети

№ схемы	№ варианта	Линии	Длина линии, км	Параметры линий		Система С1		Система С2
				х0,уд, Ом/км	х0/x1	Sкз, МВА	х0/x1	Sкз, МВА	х0/x1
2	2	Л1	90	0,432	3,0	100	45	80	32
		Л2	40	0,444	4,0

2 Обозначение базисных единиц

Схема электрической сети, соответствующая исходным данным, представлена на рисунке 2.

Расчет проводим в относительных единицах.

Базисную мощность принимаем .

Базисные напряжения примем равными средним номинальным напряжениям на соответствующих ступенях трансформации:

Средние значения сверхпереходных ЭДС при номинальных условиях:

• для электроэнергетических систем –

• для турбогенераторов мощностью до 100 МВА –

• для обобщенной нагрузки –

Рисунок 2 – Схема электрической сети, соответствующая исходным данным

3 Расчет тока трехфазного короткого замыкания

3.1 Расчет параметров схемы замещения

Базисный ток для точки короткого замыкания в точке К₁:

Базисное сопротивление для точки короткого замыкания:

Схема замещения ЭЭС относительно точки К1 представлена на рисунке 3.

Находим сопротивления схемы замещения.

Индуктивное сопротивление системы:

Рисунок 3 – Схема замещения ЭЭС

Индуктивные сопротивления гидрогенераторов:

Индуктивное сопротивление нагрузки:

Индуктивное сопротивление двухобмоточного трансформатора:

Значения обмоток трехобмоточного трансформатора:

Индуктивные сопротивления трехобмоточного трансформатора:

Индуктивные сопротивления воздушных линий электропередачи:

Так как данные для реактора отсутствуют, то его индуктивное сопротивление равно нулю:

3.2 Расчет периодической составляющей тока трехфазного короткого замыкания

Выполняем преобразования схемы замещения. Промежуточная схема представлена на рисунке 4.

Далее преобразуем схему (рисунок 5).

Рисунок 4 – Первое преобразование схемы замещения

Рисунок 5 – Второе преобразование схемы замещения

Дальнейшие преобразования схемы показаны на рисунке 6.

Рисунок 6 – Дальнейшие преобразования схемы замещения

Начальное значение периодической составляющей тока короткого замыкания:

3.2 Расчет ударного тока трехфазного короткого замыкания

Ток трехфазного короткого замыкания в именованных единицах:

Рассчитаем ударный ток _iу для трехфазного короткого замыкания:

где на выводах турбогенератора [1, таблица 3.1].

4 Расчет тока однофазного короткого замыкания

4.1 Расчет прямой последовательности

Схема замещения ЭЭС относительно точки К7 представлена на рисунке 7.

Рисунок 7 – Схема замещения ЭЭС для расчета прямой последовательности

Выполняем преобразования схемы замещения. Промежуточная схема представлена на рисунке 8.

Рисунок 8 – Первое преобразование схемы замещения

Дальнейшие преобразования схемы показаны на рисунке 9.

Рисунок 9 – Преобразования схемы замещения

Рисунок 10 – Окончательное преобразование схемы замещения

Так как точка К7 находится в середине линии, то преобразуем треугольник сопротивлений в звезду (рисунок 10):

4.2 Расчет обратной последовательности

Схема замещения обратной последовательности будет аналогична схеме замещения прямой последовательности, только в ней отсутствуют ЭДС (рисунок 11).

Рисунок 11 – Схема замещения для расчета обратной последовательности

Сопротивления генераторов токам обратной последовательности:

Рисунок 12 – Преобразования схемы замещения

Рисунок 13 – Окончательное преобразования схемы замещения

Преобразования схемы замещения приведены на рисунках 12, 13.

4.3 Расчет нулевой последовательности

Конфигурация схемы замещения нулевой последовательности ЭЭС (рисунок 14) определяется схемой соединений обмоток трансформаторов. Составление схемы замещения нулевой последовательности начинается от точки несимметричного КЗ. В эту схему включаются те элементы, которые обеспечивают путь протекания тока нулевой последовательности. Ток нулевой последовательности протекает по обмотке, соединенной в звезду с заземленной нейтралью, наводится магнитным путем в другой обмотке данного трансформатора, соединенной в треугольник, за пределы которой не выходит.

Следовательно, все элементы, которые будут находиться за обмоткой трансформатора, соединенной в треугольник, в схеме замещения нулевой последовательности участвовать не будут. В схеме замещения нулевой последовательности сопротивления обмоток трансформаторов, входящих в схему нулевой последовательности, остаются такими же, как и в схеме замещения прямой последовательности, а сопротивления линий электропередачи и системы GS необходимо пересчитать. ЭДС источников принимаются равными нулю.

Рисунок 14 – Схема замещения ЭЭС для расчета нулевой последовательности

Индуктивные сопротивления системы:

Индуктивные сопротивления нулевой последовательности линий:

Преобразования схемы замещения приведены на рисунках 15, 16.

Рисунок 15 – Преобразования схемы замещения

Рисунок 16 – Окончательное преобразования схемы замещения

4.4 Расчет токов однофазного короткого замыкания

По расчетам получили

Действующее значение периодической составляющей тока однофазного короткого замыкания:

Базисный ток для точки короткого замыкания в точке К₇:

Ток однофазного короткого замыкания в именованных единицах:

Рассчитаем ударный ток _iу для однофазного короткого замыкания:

где на воздушной ЛЭП [3].

Список литературы

1. Князевский Б. А., Липкин Б. Ю. Электроснабжение промышленных предприятий: Учеб. для студ. вузов по спец. «Электропривод и автоматизация промышленных установок». – М.: Высш. шк., 1986. – 400 с.

2. Куликов Ю.А. Переходные процессы в электрических системах: Учеб. посо­бие. – Новосибирск: НГТУ, М.: Мир: ООО «Издательство ACT»., 2003. – 283 с.

3. Определение ударного тока КЗ [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://studopedia.ru/8_144356_opredelenie-udarnogo-toka-kz.html

18