Алгоритм расчета трехфазных и однофазных КЗ.

В основу алгоритма положены следующие допущения:

1.Отказ от учета качаний и АРВ генераторов. При этом генераторы учитываются постоянными ЭДС и опорами.

2.Отказ от учета насыщения магнитных систем элементов сети.

3.Приближенный учет нагрузок. В зависимости от стадии переходного процесса, нагрузки, можно представить или некоторым постоянным сопротивлением или постоянной ЭДСс сопротивлением.

4.Сохранение симметрии системы. Все элементы сети (кроме поврежденных) считаются симметричными.

Трехфазное короткое замыкание является симметричным, расчет выполняется на одну фазу.

При принятых допущениях, все элементы электрической сети становятся линейными, потому как в математической модели сети можно использовать условие уравнения в форме баланса токов:

(2.1)

где y_ij, y_ii – собственные и взаимные проводимости узлов, элементы матрицы узловых проводимостей сети [y]; j₁=y_Г1*E₁– токи, которые задают, в узлах сети.

Вектор-столбец заданных величин j содержит n строк, которые отвечают нагружающим узлам, нули j_i=0, а в строках, которые отвечают узлам с генераторами j₁=y_Г1E₁.

При трехфазном коротком замыкании в одном из узлов сети напряжение соответствующего узла становится ровным нулю, количество неизвестных и уравнений (2.1) уменьшается на единицу. Система из ( n-2) линейных узловых уравнений.

[y_k][U_k]=[I_k] (2.2)

Решение которой дает значение неизвестных напряжений в узлах сети при коротком замыкании, является математической моделью электрической сети в аварийном режиме при принятых допущениях. Уравнения (2.2), которые отвечают коротким замыканием в разных узлах сети, выходят с (2.1) вычеркиванием строки и столбца, что отвечают узлу с коротким замыканием.

При несимметричных КЗ расчет выполняется методом симметричных составляющих:

1.Любую несимметричную систему токов и напряжений фаз трехфазной ветви можно однозначно представить в виде суммы трех симметричных трехфазных систем векторов: прямой, обратной и нулевой последовательности.

2.При переходе от фазных величин [ Iij]^F, [ Uij]^Fк симметричным составляющим матрицы [Zij]^F и [Yij]^Fсимметричных элементов становятся диагональными:

(2.3)

3.Токи и напряжения в схемах прямой, обратной и нулевой последовательностей порозньподчиняются первому и второму законам Кирхгофа.

Основными этапами расчета аварийного режима является:

-расчет параметров элементов и составления схем замещения сети для токов прямой, обратной и нулевой последовательностей,

-подготовка файла исходных данных,

-расчеты токов КЗ в объеме, необходимом для проверки оборудования и выбора релейной защиты.

Одним из источников питания в расчетной схеме есть мощная энергосистема. В составе выходных данных заданный ток короткого замыкания на шинах системы. На основе этих параметров найденное сопротивление системы ,а ЭДС принято равным номинальному напряжению системы. В основу алгоритма положены следующие предположения: отказ от учета качаний и АРВгенераторов, отказа, от учета насыщения магнитных систем элементов сети; приближенный учет нагрузок; сохранение симметрии системы.Расчеты аварийных режимов электрической сети при симметричных и несимметричных коротких замыканиях выполнены на ЭВМ с применением программыW_TKZ [10].

Основными элементами алгоритма расчета аварийного режима, реализованного в программе W_TKZ, являются:

-расчет элементов матрицы собственных и взаимных проводимостей узлов электрической сети (процедура PROW);

-формирование матрицы узловых проводимостей электрической сети блочной структуры (процедура FORMY );

-формирование вектора задающих токов (процедура FORMW);

-расчет дополнительного сопротивления ΔZ, зависящего от вида не симметрии, и включение его в точку КЗ (процедура KZ_NSM);

-решение линеаризованных узловых уравнений методом Гаусса-Жорданаc блочным исключением неизвестных (процедура JORDAN);

-расчет дополнительного сопротивления ∆Z, что зависит от вида не симметрии, и включения его, в точку КЗ (процедура KZ_NSM);

Выходные данные симметричных и несимметричных токов коротких замыканий представленные в таблице 2.3, а результаты расчета в таблицах 2.4,2.5.

Таблица 2.3 – Исходные данные по расчету трехфазных и однофазных КЗ в максимальном режиме

Число узлов

Число ветвей

Информация об узлах

VNOM

110,00

13,12

20,02

20,59

27,30

28,05

0,00

16,84

6,45

9,13

10,11

12,45

13,52

0,00

8,18

0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 34 91,92 0,00

0,00

21,20

38,64

0,00

0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 15,36 2,54 0.00

Информация о ветвях

6,54

11,21

0,00

59,83

0,00

9,49

16,28

0,00

101,43

0,00

6,69

11,50

0,00

71,50

0,00

2,83

7,85

0,00

54,50

0,00

11,21

19,22

0,00

119,70

0,00

3,65

9,29

0,00

61,88

0,00

7,94

13,61

0,00

84,80

0,00

2,7

9,11

0,00

63,23

0,00

4,83

8,28

0,00

51,55

0,00

2,42

4,14

0,00

25,78

0,00

2,42

4,14

0,00

25,78

0,00

2,19

43,35

0,00

16,94

0,00

Продолжение таблицы 2.3

Данные об элементах схем обратной и нулевой последовательностей

XG2

UNOMO

XTO

0,00

110,00

69,5

0,00

110,00

44,45

0,00

110,00

43,35

0,00

110,00

18,45

0,00

110,00

27,95

0,00

110,00

43,35

0,00

110,00

0,00

15,36

110,00

6,10

2,54

110,00

2,54

Данные об элементах схем обратной и нулевой последовательностей

6,54

39,24

0,00

69,83

9,49

56,98

0,00

101,43

6,69

40,25

0,00

71,50

2,83

27,48

0,00

54,50

11,21

67,27

0,00

119,70

3,65

32,52

0,00

61,88

7,94

47,64

0,00

84,80

2,70

31,89

0,00

63,23

4,83

28,95

0,00

51,55

2,42

14,49

0,00

25,78

Таблица 2.4 - Результаты расчета трехфазного КЗ в максимальном режиме

Результаты расчета режима при кз в узле 6

IA IR IM ID N

VA VR VM VD IUA IUR

УзелN 6( 6)

-1.647 4.256 4.563 0.751 9( 9)

-1.650 4.252 4.561 0.750 7( 7)

0.000 0.000 0.000 0.000 10( 10)

0.000 0.000 0.000 0.000 -3.298 8.508

УзелN 7( 7)

-1.650 4.252 4.561 0.750 9( 9)

1.650 -4.252 4.561 -0.750 6( 6)

21.598 -3.458 21.873 -1.412 -0.000 -0.001

УзелN 8( 8)

0.206 -0.205 0.291 -0.614 1( 1)

0.305 -0.342 0.458 -0.642 5( 5)

-0.511 0.544 0.746 0.630 G

56.867 -5.107 57.096 -1.481 -0.000 -0.004

УзелN 9( 9)

-0.037 0.127 0.133 0.765 2( 2)

-0.057 0.174 0.183 0.760 3( 3)

1.647 -4.256 4.563 -0.751 6( 6)

1.650 -4.252 4.561 -0.750 7( 7)

-3.204 8.201 8.805 0.750 G

43.193 -6.914 43.743 -1.412 -0.001 -0.004

УзелN 10( 10)

0.000 0.000 0.000 0.000 6( 6)

0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000

Результаты расчета режима при кз в узле 7

IA IR IM ID N

VA VR VM VD IUA IUR

УзелN 6( 6)

-0.908 2.595 2.750 0.757 9( 9)

0.893 -2.583 2.733 -0.757 7( 7)

0.015 -0.013 0.020 -0.572 10( 10)

12.857 -2.553 13.108 -1.375 -0.000 -0.001

УзелN 7( 7)

-2.714 7.769 8.230 0.757 9( 9)

-0.893 2.583 2.733 0.757 6( 6)

0.000 0.000 0.000 0.000 -3.607 10.353

УзелN 8( 8)

0.224 -0.243 0.331 -0.634 1( 1)

0.326 -0.400 0.516 -0.659 5( 5)

-0.550 0.640 0.844 0.649 G

55.390 -5.712 55.684 -1.468 -0.000 -0.003

УзелN 9( 9)

-0.069 0.172 0.185 0.748 2( 2)

-0.093 0.232 0.250 0.748 3( 3)

0.908 -2.595 2.750 -0.757 6( 6)

2.714 -7.769 8.230 -0.757 7( 7)

-3.461 9.957 10.541 0.757 G

38.733 -7.567 39.465 -1.378 -0.001 -0.004

УзелN 10( 10)

-0.015 0.013 0.020 0.572 6( 6)

12.277 -3.174 12.681 -1.318 -0.015 0.013

Результаты расчета режима при кз в узле 9

IA IR IM ID N

VA VR VM VD IUA IUR

УзелN 6( 6)

0.000 0.000 0.000 0.000 9( 9)

0.000 0.000 0.000 0.000 7( 7)

0.000 0.000 0.000 0.000 10( 10)

0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000

УзелN 7( 7)

0.000 0.000 0.000 0.000 9( 9)

0.000 0.000 0.000 0.000 6( 6)

0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000

УзелN 8( 8)

0.261 -0.611 0.664 -0.743 1( 1)

0.334 -0.940 0.998 -0.756 5( 5)

-0.596 1.548 1.659 0.751 G

41.436 -6.419 41.930 -1.417 -0.000 -0.003

УзелN 9( 9)

-0.201 0.628 0.659 0.761 2( 2)

-0.223 0.816 0.846 0.767 3( 3)

0.000 0.000 0.000 0.000 6( 6)

0.000 0.000 0.000 0.000 7( 7)

-0.482 25.206 25.211 0.785 G

0.000 0.000 0.000 0.000 -0.906 26.650

УзелN 10( 10)

0.000 0.000 0.000 0.000 6( 6)

0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000

Результаты расчета режима при кз в узле 10

IA IR IM ID N

VA VR VM VD IUA IUR

УзелN 6( 6)

-0.063 0.632 0.635 0.783 9( 9)

-0.064 0.632 0.635 0.783 7( 7)

0.127 -1.266 1.273 -0.783 10( 10)

55.179 2.715 55.246 1.522 0.000 -0.003

УзелN 7( 7)

-0.063 0.631 0.634 0.783 9( 9)

0.064 -0.632 0.635 -0.783 6( 6)

57.949 1.448 57.968 1.546 0.000 -0.001

УзелN 8( 8)

0.095 -0.067 0.116 -0.525 1( 1)

0.160 -0.128 0.205 -0.558 5( 5)

-0.255 0.191 0.318 0.541 G

62.281 -1.171 62.292 -1.552 -0.000 -0.004

УзелN 9( 9)

0.135 -0.021 0.137 -0.155 2( 2)

0.148 -0.026 0.151 -0.168 3( 3)

0.063 -0.632 0.635 -0.783 6( 6)

0.063 -0.631 0.634 -0.783 7( 7)

-0.410 1.303 1.366 0.762 G

60.714 0.185 60.714 1.568 0.000 -0.006

УзелN 10( 10)

-0.127 1.266 1.273 0.783 6( 6)

0.000 0.000 0.000 0.000 -0.127 1.266

В результате расчета трехфазного КЗ,определенток КЗ,в 9 узле он составляет 26.650 кА в максимальном режиме и 26.560 кА в минимальном режиме.

Таблица 2.5. – Результаты расчета однофазного КЗ в максимальном режиме

Результаты расчета режима кз в узле 6

IA IR IM ID N

VA VR VM VD IUA IUR

УзелN 6( 6)

-0.324 1.199 1.242 0.768 9( 9)

-0.325 1.198 1.242 0.768 7( 7)

0.062 -0.031 0.069 -0.417 10( 10)

46.481 2.117 46.530 0.000 -0.587 2.366

УзелN 7( 7)

-0.325 1.197 1.240 0.768 9( 9)

0.325 -1.198 1.242 -0.768 6( 6)

52.229 0.562 52.232 1.560 0.000 -0.001

УзелN 9( 9)

0.107 0.002 0.107 0.015 2( 2)

0.115 0.005 0.116 0.046 3( 3)

0.324 -1.199 1.242 -0.768 6( 6)

0.325 -1.197 1.240 -0.768 7( 7)

-0.872 2.383 2.537 0.754 G

57.971 -0.989 57.980 -1.554 -0.000 -0.006

Узел N 10( 10)

-0.062 0.031 0.069 0.417 6( 6)

45.011 -0.516 45.014 -1.559 -0.062 0.031

СИММЕТРИЧНЫЕ СОСТОВЛЯЮЩИЕ В УЗЛЕ КЗ

НАПРЯЖЕНИЯ ТОКА

UA UR UM IA IR IM

(1) 46.481 2.117 46.530 0.587 -2.368 2.440

(2) -16.885 2.049 17.009 0.587 -2.368 2.440

(0) -29.596 -4.166 29.888 0.587 -2.368 2.440

Результаты расчета режима кз в узле 7

IA IR IM ID N

VA VR VM VD IUA IUR

УзелN 6( 6)

-0.188 0.680 0.706 0.767 9( 9)

0.122 -0.647 0.658 -0.777 7( 7)

0.067 -0.036 0.076 -0.441 10( 10)

50.727 0.664 50.732 1.558 0.000 -0.002

УзелN 7( 7)

-0.499 2.007 2.068 0.770 9( 9)

-0.122 0.647 0.658 0.777 6( 6)

47.754 1.727 47.785 0.000 -0.621 2.654

УзелN 9( 9)

0.103 0.009 0.103 0.085 2( 2)

0.110 0.015 0.111 0.130 3( 3)

0.188 -0.680 0.706 -0.767 6( 6)

0.499 -2.007 2.068 -0.770 7( 7)

-0.901 2.658 2.807 0.758 G

57.272 -1.063 57.281 -1.552 -0.000 -0.006

УзелN 10( 10)

-0.067 0.036 0.076 0.441 6( 6)

49.032 -2.154 49.079 -1.527 -0.067 0.036

СИММЕТРИЧНЫЕ СОСТОВЛЯЮЩИЕ В УЗЛЕ КЗ

НАПРЯЖЕНИЯ ТОКА

UA UR UM IA IR IM

(1) 47.754 1.727 47.785 0.621 -2.655 2.727

(2) -15.750 1.558 15.827 0.621 -2.655 2.727

(0) -32.004 -3.284 32.172 0.621 -2.655 2.727

Результаты расчета режима кз в узле 9

IA IR IM ID N

VA VR VM VD IUA IUR

УзелN 6( 6)

-0.027 0.014 0.031 0.421 9( 9)

-0.027 0.014 0.031 0.432 7( 7)

0.055 -0.030 0.062 -0.447 10( 10)

41.808 0.205 41.809 1.566 0.000 -0.002

УзелN 7( 7)

-0.027 0.013 0.030 0.408 9( 9)

0.027 -0.014 0.031 -0.432 6( 6)

41.933 0.284 41.934 1.564 0.000 -0.001

УзелN 9( 9)

0.034 0.180 0.183 0.776 2( 2)

0.037 0.234 0.237 0.779 3( 3)

0.027 -0.014 0.031 -0.421 6( 6)

0.027 -0.013 0.030 -0.408 7( 7)

-0.339 8.649 8.656 0.785 G

42.054 0.365 42.056 0.000 -0.212 9.037

Узел N 10( 10)

-0.055 0.030 0.062 0.447 6( 6)

40.392 -2.106 40.447 -1.519 -0.055 0.030

СИММЕТРИЧНЫЕ СОСТОВЛЯЮЩИЕ В УЗЛЕ КЗ

НАПРЯЖЕНИЯ ТОКА

UA UR UM IA IR IM

(1) 42.054 0.365 42.056 0.212 -9.041 9.043

(2) -21.669 -0.030 21.669 0.212 -9.041 9.043

(0) -20.385 -0.335 20.388 0.212 -9.041 9.043

Результаты расчётов показывают, что при однофазном коротком замыкании токи КЗ в узлах изменяются от 7,32 до 27,129, что не превышает отключающей способности высоковольтных выключателей на 110 кВ. Для выключателей данного типа, установленных на ПС 6, допустимая величина тока однофазного короткого замыкания в пределах 31,5 кА. Поэтому нет необходимости в проведении мероприятий по ограничению токов однофазных КЗ.

Дата добавления: 2022-12-03; просмотров: 49; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 123 4 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!