Расчет токов короткого замыкания. Упрощение схемы замещения относительно точек короткого

Замыкания

Упрощение схемы замещения относительно точек короткого

На рисунке 1.4 представлена схема замещения для расчёта токов короткого замыкания.

Рис. 1.4. Схема замещения электроснабжения

После данного упрощения схемы замещения получаем схему, изображённую на рисунке 1.5.

Расчеты выполнить

Рис. 1.5. Упрощение схемы замещения

Расчеты выполнить

После данного упрощения схемы замещения получаем схему, изображённую на рисунке 1.6.

Рис. 1.6. Упрощение схемы замещения

Развязывание электрически-связанных ветвей:

- объединяются в общий узел генераторы G1, G2 и С для расчёта эквивалентного сопротивления по формуле

X_эк =;

- рассчитывается результирующее сопротивление по формуле

X_рез =;

- рассчитываются весовые коэффициенты по формуле

С₁ =;

С₂ =;

- рассчитываются сопротивления по ветвям по формуле

Х₄₂ = х_рез/С₁ = Ом

X₄₃ = х_рез/С₂ = Ом

После развязывания получаем схему, изображённую на рисунке 1.7.

Рис. 1.7. Схема замещения

Развязывание электрически-связанных ветвей:

- объединяются в общий узел генераторы G1, G2 и G3, G4 и система для расчёта эквивалентного сопротивления по формуле

X_экв=;

- рассчитывается результирующее сопротивление по формуле

X_рез = Х_рез+Х₂₇;

- рассчитываются весовые коэффициенты по формуле

С1= ;

С2=

С3=

- рассчитываются сопротивления по ветвям по формуле

X44=

X45=

X46 =

Рис. 1.8. Схема замещения, упрощённая до точки К1

Развязывание электрически-связанных ветвей:

- объединяются в общий узел генераторы G1, G2 и G3, G4 и система для расчёта эквивалентного сопротивления по формуле

;

- рассчитывается результирующее сопротивление по формуле

;

- рассчитываются весовые коэффициенты по формуле

;

;

;

- рассчитываются сопротивления по ветвям по формуле

;

;

.

Схема после развязывания изображена на рисунке 1.9.

Рис. 1.9. Упрощённая схема замещения относительно точки К2

1.4.1 Расчёт токов короткого замыкания для точки К1

1) Рассчитывается базовый ток по формуле

, (1.36)

где S_б – базовая мощность, S_б = 1000 МВА;

U_ср1 – среднее значение напряжения на шинах, кВ;

Пример расчета:

2)Рассчитывается начальное действующее значение периодической составляющей тока короткого замыкания по формуле:

I_n0 = I_бК1/х_рез, (1.3.12)

где х_рез – результирующее сопротивление одной ветви.

Начальное действующее значение периодической составляющей тока короткого замыкания в точке К1 рассчитывается для каждой ветви генератора:

-ветвь энергосистемы S_c

I_n01 = I_бК1/х₄₄ = 5,24/3,14 = 1,66 кА

-ветвь генераторов G1,G2

I_n02 = I_бК1/х₄₆ = 5,24/2,38 = 2,2 кА

-ветвь генераторов G3,G4

I_n03 = I_бК1/х₄₅ = 5,24/43 = 0,12 кА

-суммарное значение

I_n0K1 = I_n01+I_n02+ I_n03 =1,66+2,2+0,12 = 3,98 кА

3)Рассчитывается ударный ток короткого замыкания по формуле:

i_y = ∙ k_y ∙ I_n0, (1.3.13)

где k_y – ударный коэффициент (определяется по таблице 3.6 [2, с.110]).

Значение ударного тока короткого замыкания в точке К1 рассчитываются для каждой ветви генераторов:

-ветвь энергосистемы S_c (k_y= 1,608)

i_y1 = ∙ I_n01 ∙ k_y = ∙ 1,66 ∙ 1,717 = 4,03 кА

-ветвь генераторов G1,G2 (k_y2=1,955)

i_y2 = ∙ I_n02 ∙ k_y2 = ∙ 2,2 ∙ 1,975 = 6,14 кА

-ветвь генераторов G3,G4 (k_y2 =1,955)

i_y3 = ∙ I_n03 ∙ k_y3 = ∙ 0,12 ∙ 1,975 = 0,33 кА

-суммарное значение

i_yK1 = i_y1 + i_y2 + i_y3 = 4,03 + 6,14 + 0,33 = 10,5 кА

4)Рассчитывается апериодическая составляющая тока короткого замыкания по формуле:

i_aτ = ∙ I_no ∙ e^-(τ/Та), (1.3.14)

где Т_а – постоянная времени (определяется по таблице 3.6 [2, с.110]).

τ - момент времени после начала короткого замыкания.

Значение апериодической составляющей тока короткого замыкания в точке К1 рассчитываются для каждой ветви генераторов:

-ветвь энергосистемы S_c (T_a= 0,02)

i_aτ1 = ∙ I_no1 ∙ e^-(τ/Та1) = ∙ 1,66 ∙ e^-(0,07/0,02) = 0,07 кА

-ветвь генераторов G1,G2 (T_a2 = 0,25)

i_aτ2 = ∙ I_no2 ∙ e^-(τ/Та2) = ∙ 2,2 ∙ e^-(0,07/0,02) = 0,09 кА

-ветвь генераторов G3,G4 (T_a2 = 0,25)

i_aτ3= ∙ I_no3 ∙ e^-(τ/Та3) = ∙ 0,12 ∙ e^-(0,07/0,02) = 0,005 кА

-суммарное значение

i_aτK1 = i_aτ1 + i_aτ2 + i_aτ3 = 0,07 + 0,09 + 0,005 = 0,165 кА

5)Рассчитывается периодическая составляющая тока короткого замыкания по формуле:

I_н= (n ∙ P_ном) /(√3 ∙ U_ср ∙ cosφ), (1.3.15)

где n–число объединенных генераторов;

P_ном – номинальная мощность одного генератора;

U_ср - среднее напряжение на шине (в точке К1);

cosφ –коэффициент мощности генератора.

Значения периодической составляющей тока короткого замыкания в точке К1 рассчитываются для каждой ветви генераторов:

-ветвь энергосистемы S_c

Для энергосистемы I_пτ= I_п0, то есть

I_пτ1 = I_n01 = 1,66 кА

-ветвь генераторов G1,G2

I_н2 = (n ∙ P_ном)/(√3 ∙ U_ср ∙ cosφ) = (2 ∙ 200)/(√3 ∙ 10,5 ∙ 0,85) = 25,85 кА

I_n02/I_н2 = 2,2/25,85 = 0,08 < 1 => I_nτ2 = I_n02 = 2,2

так как отношение I_n0/I_н получилось < 1,то I_пτ = I_п0;

-ветвь генераторов G3,G4

I_н3 = (n ∙ P_ном3)/(√3 ∙ U_ср ∙ cosφ₃) = (2 ∙ 50)/(√3 ∙ 10,5 ∙ 0,8) = 6,87 кА

I_n03/I_н3 = 0,12/6,87 = 0,01 < 1 => I_nτ3 = I_no3 = 0,12

так как отношение I_n0/I_н получилось < 1,то I_пτ = I_п0;

-суммарное значение

I_nτK1 = I_nτ1+ I_nτ2+ I_nτ3 = 1,66+2,2+0,12 = 3,98 кА.

Дата добавления: 2017-01-14