Расчет токов и мощности трехфазного короткого замыкания. Определение параметров схемы замещения. Расчетная схема электрической цепи

отличие от электромеханических переходных процессов предполагается сохранение постоянства скорости.

К наиболее тяжелым процессам можно отнести кроткие замыкания, т.е. не предусмотренными нормальными условиями замыкания фаз на землю и между собой.

При таком событии уменьшается сопротивление цепи, что приводит к увеличению токов в системе, следствием чего является понижение напряжения в системе.

В месте короткого замыкания образуется переходное сопротивление, определяемое главным образом сопротивлением дуги, которое носит активный характер. В предельном случае наибольшие токи будут при так называемом «металлическом» замыкании, когда переходное сопротивление может быть принято равным нулю. В трехфазных системах можно выделить следующие виды коротких замыканий:

а) трёхфазное () – симметричное короткое замыкание.

б) двухфазное (), часто переходящее в двухфазное на землю () – несимметричное короткое замыкание.

в) однофазное () – наиболее часто встречающийся вид коротких замыканий.

Изучение процесса трехфазного короткого замыкания позволяет в дальнейшем распространить методику на другие виды повреждений. В более широком смысле вышеуказанные повреждения могут быть отнесены к видам поперечной несимметрии. Обрыв провода или отключение одной фазы называется продольной несимметрией.

В курсовом работе необходимо рассчитать токи и мощность трехфазного КЗ на шинах подстанции 5.

Также определяем токи КЗ и напряжения на шинах 220 кВ районной подстанции при однофазном КЗ фазы А с построением векторных диаграмм токов и напряжений.

Далее находим токи, падения напряжения и напряжения в точках разрыва фазы А на вводе 220 кВ районной подстанции 5 с построением векторных диаграмм токов, падений напряжений и напряжений в точках разрыва.

1. РАСЧЕТ ТОКОВ И МОЩНОСТИ ТРЕХФАЗНОГО

КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ.

1.1. Составление расчетной схемы и схемы замещения для

трехфазного короткого замыкания.

Рисунок1.1. Расчетная схема для трехфазного короткого замыкания.

Теперь, заменяя элементы схемы их индуктивными сопротивлениями, получаем расчетную схему замещения, изображенную на рисунке 1.2.

Для расчетов нам необходимы справочные данные для элементов схемы. Мощность генератора ВГС 525/110-24 МВА, сверхпереходное сопротивление одного генератора,. Для расчета сопротивлений обмоток автотрансформатора нам необходимы его напряжения короткого замыкания:,  и . Удельное индуктивное сопротивление линий принимаем  Ом/км. Во всех расчетах пренебрегаем активным сопротивлением. Базисную мощность принимаем 100 МВА. Зная из задания напряжения ступеней (кроме, равной кВ, т.е.  напряжению заданного генератора) и длины всех ЛЭП, мы имеем возможность рассчитать сопротивления всех элементов схемы замещения, которую составляем по расчетной схеме:

Рисунок 1.2. Схема замещения для трехфазного замыкания.

1.2. Определение параметров схемы замещения.

Параметры входящих в расчетную схему замещения элементов (генераторов, трансформаторов, линий и т.д.) приводим к базисным условиям (базисную мощность  и базисное напряжение ). Расчет токов КЗ осуществляем в относительных единицах.

Находим значения сопротивлений схемы замещения.

Генераторы ИП2:

                                   (1.1)

                                               (1.2)

Автотрансформаторы:

                           (1.3)

                           (1.4)

                          (1.5)

Сопротивление участков ЛЭП находим по формуле:

                                             (1.6)

где   - длина участка ЛЭП, км;

 - напряжение ступени, кВ.

Для источника питания ИП1 имеем: ,,так как мощность систе-мы ИП1  (источник неограниченной мощности).

Для трансформатора районной подстанции применяем те же формулы (1.3-1.5), что и для автотрансформаторов ИП1.

Рассчитываем сопротивления схемы замещения по рисунку 1.2. по формулам (1.1-1.6).

1.3. Преобразование схемы замещения до точки К1.

Упрощаем схему путем замены параллельно, последовательно или смешанно включенных сопротивлений одним эквивалентным, преобразованием треугольника сопротивлений  в эквивалентную звезду и наоборот.

Первое преобразование:

Рисунок 1.3. Первая преобразованная схема замещения.

,                                                  (1.7)

где  - количество, работающих, соответственно, генераторов и автотранс-                              форматоров.

                                                       (1.8)

                                          (1.9)

                                              (1.10)

                                              (1.11)

Второе преобразование:

Рисунок 1.4. Вторая преобразованная схема замещения.

                                                (1.12)

Преобразуем треугольник , и  в эквивалентную звезду сопротивле-ний ,  и .

                                           (1.13)

                                          (1.14)

                                         (1.15)

Третье преобразование:

Рисунок 1.5. Третья преобразованная схема замещения.

                                               (1.16)

Упрощаем дальше. Преобразуем треугольник сопротивлений , и  в эквивалентную звезду сопротивлений ,  и .

Четвертое преобразование:

Рисунок 1.6. Четвертая преобразованная схема.

Сопротивления ,  и  определяем по формулам (1.13-1.15).

Пятое преобразование:

Рисунок 1.7. Пятая преобразованная схема.

Переходим от трехлучевой звезды по рисунку 1.7 к схеме эквивалентной двулу-чевой звезды, см. рисунок 1.8, в которой каждый источник соединен с точкой К1 через свое