Преобразование схемы замещения

В заданной точке  схемы, рассчитать:

·  – действующие значения периодической слагаемой тока короткого замыкания при ;

· – ударный ток  и мощность КЗ при ; 

· действующие значения периодической слагаемой  суммарного тока генераторов Г5иГ6, посылаемого в место КЗ для трех моментов времени (результаты представить на ступени генераторного напряжения 15,75 кВ):

а)  – для ;

б)  – для с.;

в)  – , принимая для обоих генераторов ;

· – остаточное напряжение на шинах генератора Г5 (узел ) в установившемся режиме КЗ.

При расчетах тока КЗ в сложных электрических сетях напряжением выше 1 кВ и в соответствии с ГОСТ 27514-87 «Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением свыше 1 кВ» принимается ряд упрощений:

1. Рассматриваемая энергосистема строго симметрична при трехфазном коротком замыкании.

2. Не учитывается намагничивающий ток трансформаторов и автотрансформаторов. Не учитывается насыщение магнитной системы указанных элементов, что позволяет считать их сопротивления постоянными.

3. Не учитываются активные сопротивления элементов энергосистемы.

4. Для воздушных ЛЭП напряжением до 220кВ включительно не учитывается емкостная проводимость; для кабельных линий емкостная проводимость учитывается, начиная с напряжения 35 кВ и выше [2, с.24].

Составление схемы замещения

Для того чтобы составить схему замещения, определим её параметры и приведем их к одной ступени напряжения (ступени, где произошло короткое замыкание). Расчет будем проводить в именованных единицах. Определим коэффициенты трансформации трансформаторов и автотрансформаторов:

Трансформатор ТР3:

Автотрансформаторы АТ5, АТ6:

Поскольку трансформаторы АТ5 и АТ6 одинаковые, то коэффициенты трансформации для трансформаторы АТ6 такие же:

Расчет параметров схемы замещения (в именованных единицах):

Генераторы Г5, Г6:

Так как генераторы Г5 и Г6 одинаковые, то их параметры равны:

Сопротивление трансформатора с расщепленной обмоткой ТР3:

Сопротивление воздушной линии Л1:

Где L – длина линии,

х₁ – погонное индуктивное сопротивление линии;

Напряжения короткого замыкания обмоток автотрансформаторов АТ5, АТ6:

Сопротивления обмоток автотрансформаторов АТ5, АТ6:

Сопротивление системы:

-сопротивление, приведенное к напряжению системы;

- сопротивление, приведенное к основной ступени напряжения 230 кВ.

Схема замещения с параметрами, приведенными к основной ступени напряжения 230 кВ, представлена на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 Схема замещения электрической системы

Преобразование схемы замещения

Схема замещения преобразуется до эквивалентной ветви относительно точки КЗ с результирующим значением ЭДС ( ) и сопротивлением ( ).

1. Преобразование сопротивлений и , и :

Рисунок 1.2 Преобразование схемы замещения

2. Преобразование сопротивлений  и ЭДС генераторов Г5, Г6:

Преобразование сопротивлений линии и :

Рисунок 1.3 Преобразование схемы замещения

3. Преобразовываем сопротивления обмоток автотрансформаторов АТ5, АТ6 из треугольника в звезду:

Рисунок 1.4 Преобразование схемы замещения

Преобразовываем сопротивления  и :

Преобразования по месту КЗ:

Рисунок 1.5 Преобразование схемы замещения

Расчет основных параметров К⁽³⁾ для t=0

Начальное значение периодического тока для t=0:

Мощность КЗ:

Ударный ток КЗ:

где  – для сборных шин повышенного напряжения станций с трансформаторами мощностью 100 МВА и выше;

Определим действующие значения периодической слагаемой  суммарного тока генераторов Г5иГ6, посылаемого в место КЗ, для трех моментов времени (результаты представить на ступени генераторного напряжения 15,75 кВ):

а)  – для ;

Определим – остаточное напряжение на шинах генератора Г5 (узел ) в начальный момент времени. Учитывая, что сопротивление х₃ складывается из сопротивления параллельно включенных генераторов и сопротивления от шин генераторов до места КЗ, то сопротивление от шин генераторов до места КЗ можно представить в виде (рис.1.6):

Поскольку генераторы одинаковы и работают параллельно, то остаточные напряжения на их шинах одинаковы и равны остаточному напряжению на шинах генератора Г5:

1 способ – от места КЗ к узлу :

2 способ – через сопротивление генератора Г5 к узлу :

Рисунок 1.6 Преобразование СЗ для нахождения U_ост(0)

б) определяем действующее значения периодической слагаемой  суммарного тока генераторов Г5иГ6, посылаемого в место КЗ   для с:

 ­- где  - коэффициент затухания, который находится по типовым кривым [1, рис.1] в зависимости от условной электрической удаленности места КЗ, выраженной в относительных единицах :

По типовым кривым для с принимаем:

Далее определим значение мощности КЗ, посылаемой генераторами Г5 и Г6 к месту КЗ, и значение апериодической слагаемой тока КЗ, посылаемой генераторами Г5 и Г6 к месту КЗ, для с:

Где Т_а=0,0955 – 0,191 с – эквивалентная постоянная времени для сборных шин повышенного напряжения станций с трансформаторами мощностью 100 МВА и выше [1, табл.5].

в) определяем действующее значения периодической слагаемой  суммарного тока генераторов Г5иГ6, посылаемого в место КЗ  для , принимая для обоих генераторов .

Параметры синхронного генератора с АРВ и расчетные выражения для нахождения тока зависят от режима работы генератора в установившемся режиме КЗ. Возможны два режима: режим номинального напряжения и режим предельного возбуждения. Режим определяется критической реактивностью х_кр:

Преобразуем часть схемы замещения для определения критической реактивности и фактической удаленности КЗ как показано выше (рис.1.7).

Учитывая, что мы рассматриваем эквивалентную схему замещения для параллельно работающих одинаковых генераторов Г5 и Г6, сопротивление x_d берем в два раза меньше заданного значения:

Переходя к именованным единицам, имеем:

Рисунок 1.7 Преобразование схемы замещения

Далее находим соотношение между х_кр и х_кз – фактическая удаленность КЗ, т.е. сопротивление между точкой КЗ и шинами генератора. Учитывая, что сопротивление х₃ состоит из сопротивления генераторов и сопротивления от шин генераторов до места КЗ (сопротивление КЗ), можно записать:

Поскольку х_кр> х_кз (малая удаленность КЗ), то генератор работает в режиме предельного возбуждения. Для этого режима справедливо выражение:

При этом  определяется для той ступени, к которой приведены х_d, х_кз и U_нГ.

Часть схемы замещения, необходимая для определения тока, посылаемого генераторами, остаточного напряжения на шинах генератора Г5 и соответствующая установившемуся режиму, представлена на рисунке 1.8.

Рисунок 1.8 Часть схемы замещения, соответствующая

установившемуся режиму

Преобразуем схему замещения с параметрами, соответствующими установившемуся режиму (рис. 1.8):

Определяем эквивалентное значение ЭДС генераторов Г5 и Г6 в установившемся режиме:

Учитывая, что сопротивление х₁₁ складывается из сопротивления параллельно включенных генераторов и сопротивления от шин генераторов до места КЗ, то сопротивление от шин генераторов до места КЗ можно представить в виде (рис.1.9):

Рисунок 1.9 Преобразование схемы замещения

Тогда действующее значения периодической слагаемой  суммарного тока генераторов Г5иГ6, посылаемого в место КЗ  для :

Далее определим – остаточное напряжение на шинах генератора Г5 (узел ) в установившемся режиме КЗ. Остаточное напряжение на шинах генератора Г5будет равно остаточному напряжению на шинах генератора, эквивалентного Г5 и Г6 (узел на рисунке 1.9). Тогда:

1 способ – от места КЗ к узлу :

2 способ – через сопротивление генератора Г5 к узлу :

2. Режим – несимметричного КЗ

В точке , которая расположена на Л1 при  рассматриваются два режима двухфазного замыкания на землю.

Режим 1. Между цепями Л1существует реактивность нулевой последовательности, равная ; реактор в нейтрали ТР3отсутствует; режиму соответствует .

Рассчитатьдля режима 1:

·  и  – симметричные составляющие напряжения и остаточное напряжение неповрежденной фазы;

· построить векторные диаграммы  и .

Режим 2. Между цепями Л1отсутствует взаимная индуктивность; реактор в нейтрали ТР3установлен; режиму соответствует .

Определить сопротивление реактора  в нейтрали ТР3, исходя из условий:  (замечание:  должно быть приведено к ступени 230 кВ).

 

Режим 1. Расчет несимметричных КЗ основывается на методе симметричных оставляющих. Интересуемые параметры по месту несимметричных корот­ких замыканий пропорциональны току прямой последовательности. В свою очередь, ток прямой последовательности определяется на основе пра­вила эквивалентности прямой последовательности.

Отметим некоторые особенности расчета несимметричных КЗ:

1. Схему замещения и сопротивления прямой последовательности

следует позаимствовать из расчета К⁽³⁾: из этой схемы находим и

относительно узла КЗ.

2. Схему обратной последовательности приближенно считают совпадающей со схемой прямой последовательности, принимая в ней все ЭДС равными нулю.

3. Схема нулевой последовательности и ее параметры существенно отличаются от схемы прямой последовательности; конфигурация схемы определяется, главным образом, местом расположения трансформаторов и схемой соединения их обмоток[1, с.15].

 

---

Дата добавления: 2018-06-27; просмотров: 503; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

12345Следующая ⇒

---

Мы поможем в написании ваших работ!