Параметры  элементов  системы

 

Генераторы Г1, Г2:  134 МВА; 11 кВ; cosφ = 0,895;  X_d = 0,97;

 = 0,18;

Г3:  176,5 МВА; 15,75 кВ; cosφ = 0,85;  X_d = 1,01;

 = 0,24.

Трансформаторы Т1, Т2:  160 МВА; u_к% = 11 %; 242/11 кВ;

Т3:  200 МВА; u_к% = 11 %;  242/15,75 кВ;

Т4, Т5:  63 МВА; u_к% = 11,5 %; 230/6,3-6,3 кВ.

ЛЭП:  W₁  L₁ = 150 км; (двухцепная); Х₁₀ = 0,42 Ом/км;

W₂  L₂ = 90 км; Х₂₀ = 0,4 Ом/км;

W₃  L₃ = 80 км; Х₃₀ = 0,42 Ом/км.

Система С:  U_c = 230 кВ = const;  S_к = 4000 МВА.

Реактор LR:  I_н = 3,75 кА; Х_н = 0,105 Ом.

Узлы нагрузок с преобладанием асинхронных потребителей.

Время отключения КЗ τ = 0,1 с.

Выключатель В – отключен/включен.

 

 

Параметры режима системы

 

Генераторы Г1, Г2, Г3 – загружены номинальной мощностью. Мощности нагрузок Н1 – Н6 также номинальные и равны:  S_нг1 = 0,45S_Г1 = 60,3 МВА; S_нг2 = 0,4S_Г2 = 53,6 МВА; S_нг3 = 0,15SГ₃ = 26,5 МВА; S_нг4 = 0,1(134 + 134 + 176,5) = 44,45 МВА; S_нг5 = 0,05^.444,5 = 22,23 МВА; S_нг6 = 22,23 МВА.

Коэффициент мощности всех нагрузок одинаков, cosφ_нг = 0,85. Номинальная мощность генераторов 444,5 МВА. Мощность, потребляемая в нагрузке, 229,3 МВА. Мощность, передаваемая от генераторов в систему, 215,2 МВА.

Все генераторы снабжены автоматическими регуляторами возбуждения АРВ.

Нагрузка представлена в основном асинхронными потребителями.

В одной из точек системы происходит симметричное глухое короткое замыкание.

Требуется определить: начальный ток в ветвях схемы, примыкающих к месту КЗ; величину ударного тока в этих ветвях, а также периодический и полный ток в них в заданный момент времени t = τ, соответствующий моменту отключения КЗ.

 

 

Построение  схемы  замещения  электрической  системы

В относительных  единицах

 

Схему замещения строим для начального момента переходного процесса короткого замыкания. Все генераторы и двигатели (нагрузки) вводим в схему замещения своими сверхпереходными параметрами - ЭДС и сопротивлениями; линии и трансформаторы – индуктивными сопротивлениями.

1. За базисную мощность принимаем

 

S_б = 200 МВА.

 

2. Выделяем четыре ступени напряжения, для которых в качестве базисных принимаем значения из ряда номинальных напряжений:

 

U_бI = 230 кВ; U_бII = 11 кВ; U_бIII = 15,75 кВ;  U_бIV = 6,3 кВ, см. рис. 1.1.

 

3. Сопротивление элементов в относительных единицах при выбранных базисных условиях

 

 

Схемы замещения (рис. 1.7) и сопротивления лучей звезды трансформаторов Т4 и Т5 с расщепленными обмотками низшего напряжения одинаковы:

 

Рис. 1.7

 

 

Сопротивления нагрузок, приведенные к базисным условиям,

 

.

 

Опуская в целях упрощения записи штрихи, получаем

 

 

ЭДС системы в о.е. U_C = 1,0.

ЭДС генераторов определяем по формуле

 

 

где    I₀ - номинальный ток предшествующего режима;

 - сверхпереходное сопротивление генератора;

;

cosφ₀ - коэффициент мощности при номинальной нагрузке в предшествующем режиме.

Ток I₀ в о.е. при базисных условиях

 

 

При cosφ₀ = 0,895 имеем sinφ₀ = 0,446. Тогда ЭДС генераторов Г1 и Г2

 

 

Для генератора Г3

 

 

Сверхпереходная ЭДС двигательной нагрузки

 

.

 

Здесь учтено, что

 

а

 

тогда

 

 

При коэффициенте мощности нагрузки cosφ₀ = 0,85   имеем sinφ₀ = 0,527. Тогда для всех нагрузок независимо от величины

 

 

Полная схема замещения представлена на рис. 1.8. Схема позволяет судить об электрической удаленности отдельных ее участков от места короткого замыкания.

 

Рис. 1.8