Расчеты токов короткого замыкания выполняют без учета нагрузочных ветвей для начальных моментов переходных процессов, поэтому динамические цепи (генераторы, двигатели, обобщенная нагрузка) вводятся в схему замещения сверхпереходными параметрами.
Расчет производится в именованных единицах, сопротивление даётся в Ом, при этом сопротивления ветвей разных ступеней трансформации приводят к среднему номинальному напряжению защищаемого элемента
Расчет необходимо провести для максимального и минимального режима системы.
2.1 Схема замещения прямой последовательности
Произведем расчет параметров схемы ЭС. Приведем все сопротивления к напряжению 115кВ.
Определим сопротивления источников питания (генераторов)
, где - сверхпереходное сопротивление генератора, выраженное в о.е., при номинальных условиях.
;
.
Найдем сопротивление обобщённых источников «система»
.
Найдём сопротивления двухобмоточных трансформаторов
, где - напряжение КЗ, %;
– номинальная мощность трансформатора, МВА,
;
;
.
Определим сопротивление реактора
, где – индуктивное сопротивление реактора, Ом;
.
Определим сопротивления ЛЭП
, где – длина линии, км;
– удельное индуктивное сопротивление ЛЭП, Ом/км,
;
;
;
.
Определим сопротивления нагрузок
, где – сверхпереходное сопротивление нагрузки, о.е.
;
;
.
Для выключателей
.
Для шунтов
.
В минимальном режиме системы произойдут следующие изменения
Параметры всех других элементов будут точно такими же, как и в максимальном режиме ЭС.
Схема замещения прямой последовательности с нанесёнными параметрами изображена на рисунке№2
Рисунок 2 – Схема замещения прямой последовательности
2.2 Схема замещения нулевой последовательности
Для «системы» GS
.
Для ЛЭП W1, W2, W3, W4,
;
;
;
;
Для нагрузки
.
Для шунтов
.
Сопротивления же других элементов для токов нулевой последовательности будут точно такими же, как и для токов прямой и обратной последовательности.
В минимальном режиме системы произойдут следующие изменения
;
Параметры всех других элементов будут точно такими же, как и в максимальном режиме ЭС.
Схема замещения нулевой последовательности выглядит следующим образом
Рисунок 3 – Схема замещения ЭС нулевой последовательности
3 Расчет токов короткого замыкания
Для выбора типов защит и определения их параметров необходимо рассчитать токи КЗ.Расчеты режимов коротких замыканий выполняют на ЭВМ. В максимальном режиме должны быть включены все элементы сети, он необходим для выбора уставок и определения зон действия токовых защит. Минимальный режим (отключен наиболее мощный генератор на секции шин, минимум в энергосистеме, разомкнуты головные участки замкнутых сетей) позволяет проверить чувствительность токовых защит и выбрать уставки защит нулевой последовательности.
Результат расчета режима КЗ заносится в таблицу, где вписываются данные о режиме КЗ: точки КЗ, результирующие сопротивления, полный ток КЗ и токи в ветвях, образующих узел в месте КЗ, а также в ветвях, соответствующих смежным элементам, и остаточные напряжения на шинах основных электростанций и подстанций при трехфазных КЗ.
Остаточное напряжение на шинах определяется по выражениям
, где - сопротивление от шин подстанции, на которых находят остаточное напряжение до места КЗ.
, где - номинальное междуфазное напряжение сети;
- сопротивление от шин источника питания до точки, для которой определяют остаточное напряжение;
- трехфазное значение тока КЗ.
, где - результирующее сопротивление от источника питания до точки КЗ
Расчет токов КЗ в данной работе производится с помощью программного комплекса TKZ, предназначенного для расчета коков КЗ в высоковольтных сетях электроэнергетических систем и вывода результата в табличном виде.
Файл исходных данных и расчет токов КЗ приведен в ПРИЛОЖЕНИИ А.
4 Выбор типов трансформаторов тока, напряжения и их коэффициентов трансформации
Трансформаторы напряжения выбираем по номинальному напряжению, роду установки, классу точности, и вторичной нагрузке.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.