Расчет токов коротких замыканий

Расчет токов коротких замыканий

Определение параметров элементов расчетной схемы и составление схемы замещения

 

Определение параметров расчетной схемы

 

На основании расчетной схемы из справочника[1] выписываются параметры оборудования электрической системы.

Генераторы G1, G2, G3

Тип: ТВВ-220-2ЕУ3;

;

;

;

;

;

.

Трансформатор Т1

Тип: ТЦ-250000/500;

;

;

;

.

Трансформатор Т2

Тип: ТЦ-250000/220;

;

;

;

.

Трансформатор Т3

Тип: ТДЦ-250000/110;

;

;

;

.

Трансформатор Т4

Тип: ТДНС-16000/20;

;

;

;

.

Автотрансформатор АТ1

Тип: АТДЦН-500000/500/220;

;

;

;

;

Автотрансформатор АТ2

Тип: АТДЦТН-200000/220/110;

;

;

;

;

;

.

Система:

;

;

;

.

ЛЭП:

Провод 3xАС - 400;

.

 

Схема замещения

 

Схема замещения изображена на рисунке 1.1.

 

Рисунок 1.1. Схема замещения электроэнергетической сети

 

Расчет параметров схемы замещения прямой последовательности в именованных единицах для сверхпереходного и установившегося режима короткого замыкания

 

Для схемы замещения ЭЭС (рисунок 1.1) рассчитываются параметры ее элементов. При этом в соответствии с [2] при расчете периодической составляющей тока КЗ допускается учитывать только реактивные сопротивления элементов.

Прежде чем определять параметры схемы замещения в именованных единицах, следует задать базовое напряжение. Расчет будет производится по приближенному методу, основанному на шкале средних напряжений. Для данной схемы базовым принято высшее напряжение электроэнергетической сети - 500 кВ. Поэтому U_б = 515 кВ.

Сопротивления генераторов определяются по формуле:

 

,    (2.1)

 

.

ЭДС генераторов принимается равной сверхпереходной ЭДС. Сверхпереходная ЭДС:

 

, (2.2)

 

где I_ном(б) - номинальный ток генератора, приведенный к базовому напряжению:

, (2.3)

 

.

Сопротивление трансформаторов рассчитывается по формуле:

 

,   (2.4)

 

;

;

Сопротивление двухобмоточного автотрансформатора также определяется по формуле (2.4):

.

Трехобмоточный автотрансформатор изображается на схеме замещения ввиде трехлучевой звезды. Ее сопротивления рассчитываются следующим образом:

 

; (2.5)

; (2.6)

. (2.7)

 

В соответствии с формулами (2.5 - 2.7) определяются сопротивления автотрансформатора АТ2:

;

;

Сопротивление системы:

 

, (2.8)

 

,

ЭДС системы:

 

, (2.9)

 

.

Сопротивление ЛЭП:

 

,   (2.10)

 

.

 

Векторная диаграмма и сверхпереходная ЭДС генератора

Для генератора G1 типа ТВВ-220-2ЕУ3 из справочника [1] необходимо выписать следующие параметры:

;

;

;

;

.

Для векторной диаграммы принимается базовое напряжение 500 кВ, поэтому .

Величины, приведенные к базовому напряжению:

 

;

;

;

.

 

Из диаграммы следует, что сверхпереходная ЭДС генератора , определенная графически, приблизительно равна 330 кВ, что совпадает со значением, рассчитанным в пункте 2.

 

Трехфазное короткое замыкание в точках К1 и К2

 

Расчет токов короткого замыкания на шинах собственных нужд

 

Расчет тока КЗ от системы

 

При коротком замыкании на шинах собственных нужд всю электрическую сеть, находящуюся за трансформатором собственных нужд, можно рассматривать как систему бесконечной мощности.

Для расчета сопротивления системы можно воспользоваться рисунком 4.5, с учетом сопротивления трансформатора собственных нужд (рисунок 5.1).

 

Рисунок 5.1 - КЗ на шинах собственных нужд

 

Из расчетов подпункта 4.1:

;

.

Эквивалентное сопротивление системы:

 

,

эквивалентная ЭДС системы:

 

.

 

Начальное значение периодической составляющей тока от системы:

 

.

 

Периодическая составляющая тока от системы в любой момент времени одинакова и равна начальному значению:

.

Для расчета ударного коэффициента следует определить активное сопротивление системы. Сопротивление трансформатора собственных нужд по формуле (4.6):

.

В соответствии со схемой на рисунке 4.8 эквивалентное активное сопротивление системы:

 

.

 

Постоянная времени (4.4):

,

ударный коэффициент (4.3):

.

Ударный ток от системы:

.

Апериодическая составляющая тока КЗ от системы:

.

Для момента времени t = 0,2 с:

.

 

Библиографический список

сверхпереходный трехфазный замыкание короткий

1. Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для дипломного проектирования. - М.: Энергоатомиздат, 1989.

. ГОСТ 27514-87. Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением свыше 1 кВ.

. Попов В.А., Кушкова Е.И. Методы практического расчета начального значения периодической составляющей тока трехфазного короткого замыкания. М.у. к практическим занятиям и лабораторной работе. - Киров, ВятГУ, 2008

. Попов В.А., Кушкова Е.И. Установившийся режим короткого замыкания. М.у. к практическим занятиям и лабораторной работе. - Киров, ВятГУ, 2010.

. Кушкова Е.И. Расчет ударного тока, апериодической и периодической составляющих тока в произвольный момент времени при трехфазном коротком замыкании. М.у. к практическим занятиям и лабораторной работе. - Киров, ВятГУ, 2010.

. Кушкова Е.И. Расчет несимметричных коротких замыканий. М.у. к практическим занятиям и лабораторной работе. - Киров, ВятГУ, 2010.

Расчет токов коротких замыканий