Расчет трёхфазного короткого замыкания в одной точке для заданной схемы электрической сети

долевое участие каждой электрической станции и системы в начальном токе КЗ с использованием коэффициентов распределения;

2.  периодическую составляющую начального тока КЗ от каждого источника и суммарный ток трёхфазного КЗ;

3.  периодическую составляющую тока трёхфазного КЗ для времени t=0,1 c и t=3 с методом типовых кривых;

4.  ударный ток и мощность КЗ;

5.  действующее значение тока КЗ за первый период его изменения;

6.  остаточное напряжение на шинах СН автотрансформатора и в точке К5;

Дополнительно: определить периодическую составляющую тока трёхфазного КЗ для станции, ближайшей к месту КЗ, тремя методами (типовых кривых, расчётных кривых, спрямлённых характеристик), и сравнить полученные результаты.

Примечания:

1.  расчёт произвести в относительных единицах при приближённом приведении;

2.  считать, что до КЗ генераторы работали в номинальном режиме. Сопротивление нагрузки не учитывать;

3.  при определении ударного тока использовать эквивалентную постоянную времени.

Исходные данные.

Рисунок 1. – Схема электрических соединений системы.

Таблица 1. – Характеристики линий электропередач.

Длина линий (км)				Удельные параметры (Ом/км)
Л1	Л2	Л3	Л4	худ	rуд
8	5	9	5	0,39	0,09

Таблица 2. – Технические данные элементов системы.

Станция 1
Турбогенераторы с АРВ										Трансформаторы								Реакторы
Рн, МВт		соsφн	Uн, кВ	х``d		x2		x/r		Sн, МВА		UB, кВ		UH, кВ	Uк, %		x/r	Uн, кВ		Iн, кА	хр, Ом		хр/r
120		0,85	10,5	0,214		0,26		100		125		121		10,5	10,5		30	10		3	0,14		50
Станция 2
Турбогенераторы с АРВ											Трансформаторы
n	Рн, МВт	соsφн	Uн, кВ		х``d		x2		x/r		Sн, МВА		UB, кВ			UH, кВ			Uк, %			x/r
4	320	0,85	20		0,173		0,21		140		400		121			20			10,5			40
Станция 3
Турбогенераторы с АРВ											Трансформаторы
n	Рн, МВт	соsφн	Uн, кВ		х``d		x2		x/r		Sн, МВА		UB, кВ			UH, кВ			Uк, %			x/r
4	100	0,85	13,8		0,22		0,23		50		125		121			13,8			10,5			30

Окончание таблицы 2.

Автотрансформатор								Система	Нагрузка
									Н1	Н2	Н3
Sн, МВА	UB, кВ	UH, кВ	UС, кВ	UкВН, %	UкСН, %	UкВС, %	x/r	S``, МВА	Sн1, МВА	Sн2, МВА	Sн3, МВА
200	330	11	125	32	22	10	30	4000	400	600	800

        1.1 Расчёт параметров и преобразование схемы замещения.

        Расчёт произведем в относительных единицах без учёта сопротивления нагрузки. В качестве базисной мощности принимаем мощность системы:

S_б=S``=4000 МВА.

        За базисное напряжение принимаем среднее номинальное напряжение в точке КЗ:

U_б=U_ср.н=115 кВ.

        Базисный ток, приведенный к среднему номинальному напряжению в точке КЗ:

        Составим схему замещения прямой последовательности по схеме электрических соединений системы (рис. 1) и определим параметры ее элементов с приведением их значений к базисным.

        Сопротивления генераторов равны:

       Сопротивления трансформаторов и реактора равны:

        Сопротивления линий:

Рисунок 2. – Схема замещения прямой последовательности.

         Сопротивления автотрансформатора:

        Сопротивление системы:

        Реактор закорачиваем и исключаем из расчёта обмотку НН автотрансформатора, так как через них ток при КЗ не протекает.

        Теперь сворачиваем схему прямой последовательности.

        Расчёт (рис. 3):

Рисунок 3.

Расчёт (рис. 4):

Рисунок 4.

Расчёт (рис. 5):

Рисунок 5.

Расчёт (рис. 6):

.

Рисунок 6.

Расчёт (рис. 7,8):

                                                                                   

Рисунок 7.

Рисунок 8.

1.2 Определение долевого участия источников в суммарном начальном токе КЗ и расчёт взаимных сопротивлений.

Найдём коэффициенты распределения.

Расчёт (рис. 7,6,5,4,3):

Проверка:

Определяем взаимные сопротивления:

Рисунок 9 – Разделение источников.

1.3 Определение периодической составляющей тока.

Найдем ЭДС первой станции:

ЭДС второй и третьей станции найдём через паспортные данные:

Токи отдельных источников в начальный момент времени:

Суммарный ток трёхфазного короткого замыкания:

 или в именованных единицах

Эквивалентная ЭДС:

Определение периодической составляющей тока трёхфазного короткого замыкания для моментов времени t=0,1 c и t=3 с по методу типовых кривых. Для этого определим номинальные токи станций и коэффициенты α:

По типовым кривым определяем γ:

для момента времени t=0,1 с:  γ₁=0,86,     γ₂=0,94,    γ₃=0,91;

для момента времени t=3 c:     γ₁=0,79,     γ₂=1,3,    γ₃=0,93.

Периодическая составляющая тока КЗ для момента времени t=0,1 с:

Суммарный ток трёхфазного КЗ для момента времени t=0,1 с:

 Периодическая составляющая тока КЗ для момента времени t=3 с:

Суммарный ток трёхфазного КЗ для момента времени t=3 с:

Определение периодической составляющей тока трёхфазного короткого замыкания станции №1 для моментов времени t=0,1 c и t=3 с по методу расчётных кривых.

Расчётная реактивность равна:

По расчётным кривым определяем кратность периодической составляющей тока КЗ для моментов времени t=0,1 c и t=3 с:

для момента времени t=0,1 с:  I_*пк(0,1)=2,5;

для момента времени t=3 с:     I_*пк(0,1)=2,.

Действующее значение периодической составляющей тока КЗ в момент времени t=0,1 с:

 

Действующее значение периодической составляющей тока КЗ в момент времени t=3 с:

 

Определение периодической составляющей тока трёхфазного короткого