Алгоритм розрахунку трифазних і однофазних КЗ.



Мы поможем в написании ваших работ!


Мы поможем в написании ваших работ!



Мы поможем в написании ваших работ!


ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Алгоритм розрахунку трифазних і однофазних КЗ.



У основу алгоритму покладені наступні допущення:

1. Відмова від обліку гойдань і АРВ генераторів. При цьому генератори враховуються постійними ЕРС і опорами;

2. Відмова від обліку насичення магнітних систем елементів мережі.

3. Наближений облік навантажень. Залежно від стадії перехідного процесу, навантаження можна представити або деяким постійним опором або постійною ЕРС за опором.

4. Збереження симетрії системи. Всі елементи мережі (окрім пошкоджених) вважаються симетричними.

Трифазне коротке замикання є симетричним, розрахунок виконується на одну фазу.

При прийнятих допущеннях всі елементи електричної мережі стають лінійними, тому як математична модель мережі можна використовувати умову рівняння у формі балансу струмів:

, (2.1)

де yij, yii – власні та взаємні провідності вузлів, елементи матриці вузлових провідностей мережі [y]; j1=yГ1*E1 – струми, що задають, у вузлах мережі.

Вектор-стовпець заданих величин j містить n рядків, що відповідають навантажувальним вузлам, нулі ji=0, а в рядках, що відповідають вузлам з генераторами j1=yГ1E1.

При трифазному короткому замиканні в одному з вузлів мережі напруга відповідного вузла стає рівним нулю, кількість невідомих та рівнянь (2.1) зменшується на одиницю. Система з ( n -2) лінійних вузлових рівнянь.

[yk][Uk]=[Ik], (2.2)

Рішення якої дає значення невідомих напруг у вузлах мережі при короткому замиканні, є математичною моделлю електричної мережі в аварійному режимі при прийнятих допущеннях. Рівняння (2.2), що відповідають коротким замиканням у різних вузлах мережі, виходять з (2.1) викреслюванням рядка та стовпця, що відповідають вузлу з коротким замиканням.

При несиметричних КЗ розрахунок виконується методом симетричних складових:

1. Будь-яку несиметричну систему струмів та напруг фаз трифазної гілки можна однозначно представити у виді суми трьох симетричних трифазних систем векторів: прямої, зворотньої та нульової послідовності.

2. При переході від фазних величин [ Iij]F, [ Uij]F до симетричних складовим матриці [Zij]F та [Yij]F симетричних елементів стають діагональними:

(2.3)

3. Струми та напруги в схемах прямої, зворотньої та нульової послідовностей порізно підкоряються першому та другому законам Кірхгофа.

Основними етапами розрахунку аварійного режиму є:

- розрахунок параметрів елементів та складання схем заміщення мережі для струмів прямої, зворотньої та нульової послідовностей,

- підготовка файлу вихідних чи даних набір схеми на моделі,

- розрахунки струмів КЗ в обсязі, необхідному для перевірки устаткування та вибору релейного захисту.

Одним із джерел живлення в розрахунковій схемі є потужна енергосистема. У складі вихідних даних заданий струм короткого замикання на шинах системи. На основі цих параметрів знайдений опір системи , а ЕРС прийнято рівним номінальній напрузі системи. В основу алгоритму покладені наступні припущення: відмовлення від обліку хитань та АРЗ генераторів, відмовлення від обліку насичення магнітних систем елементів мережі; наближений облік навантажень; збереження симетрії системи. Розрахунки аварійних режимів електричної мережі при симетричних та несиметричних коротких замиканнях виконані на ЕОМ із застосуванням програми W_TKZ [3].

Програма складається з головної програми та ряду процедур, що реалізують основні етапи рішення задачі:

- розрахунок елементів матриці власних та взаємних провідностей вузлів електричної мережі (процедура PROW);

- формування матриці вузлових провідностей електричної мережі блокової структури (процедура FORMY );

- формування вектора струмів, що задають, (процедура FORMW);

- рішення лініаризованих вузлових рівнянь методом Гаусса-Жордана c блоковим виключенням невідомих (процедура JORDAN);

- розрахунок додаткового опору ∆Z, що залежить від виду несиметрії, та включення його в точку КЗ (процедура KZ_NSM);

Вихідні дані симетричних та несиметричних струмів коротких замикань представлені в таблиці 2.3, а результати розрахунку в таблицях 2.4,2.5.

Таблиця 2.3 - Вихідні дані розрахунку трифазних та однофазних КЗ у максимальному режимі

Число вузлів  
Число гілок  
Інформація про вузли  
N VNOM PN QN PG QG RG XG  
110,00 110,00 110,00 110,00 110,00 110,00 110,00 110,00 110,00 110,00 11.35 23.16 22.32 21.84 13.63 0,00 0,00 0,00 0,00 13.48 4.51 9.21 8.88 9.84 6.19 0,00 0,00 0,00 0,00 5.36 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 56.83 48.95 0.00 0,00   0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 35.43 8.56 0.00 0,00   0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 10,95 2,54 0.00 0.00  
Інформація про гілки  
i j r x g b kt  
Продовження таблиці 2.3  
2.10 4.46 0,00 114.62 0,00  
3.03 5.20 0,00 129.70 0,00  
1.85 3.34 0,00 101.24 0,00  
2.72 4.67 0,00 116.32 0,00  
5.72 8.94 0,00 222.80 0,00  
1.28 4.33 0,00 120.16 0,00  
5.29 9,07 0,00 56.52 0,00  
2.64 4.53 0,00 28.26 0,00  
2.64 4.53 0,00 28.26 0,00  
Дані про елементи схем зворотної та нульової послідовностей
N XG2 UNOMO XTO
0,00 110,00 69,5
0,00 110,00 27,95
0,00 110,00 27,95
0,00 110,00 44,45
0,00 110,00 71,1
0,00 110,00 43,35
12,49 110,00 3,85
2,56 110,00 2,56
0,00 110,00 0,00
Дані про елементи схем зворотної та нульової послідовностей
I J R0 X0 G0 B0
2.10 24,53 0,00 114.62
3.03 28,60 0,00 129.70
1.85 21,67 0,00 101.24
2.72 25,85 0,00 116.32
5.72 49,17 0,00 222.80
1.28 23,81 0,00 120.16
5.29 31,74 0,00 56.52
2.64 15,85 0,00 28.26
2.64 15,85 0,00 28.26
                                             

 

Таблиця 2.4 - Результати розрахунку трифазного КЗ у максимальному режимі

Коротке замикання в 8 вузлі
IA VA IR VR IM VM ID VD   IUA N     IUR
Вузол №6(6)
0.000 0.000 0.000 0.000   0.000 0.000 0.000 0.000   0.000 0.000 0.000 0.000   0.000 0.000 0.000 0.000   0.000   8( 8) 9( 9) 10( 10)   0.000  
Вузол №8(8)
-0.732 0.000 0.000 -0.257 0.000   2.433 0.000 0.000 25.048 0.000   2.541 0.000 0.000 25.050 0.000   0.764 0.000 0.000 0.785 0.000   -0.989 3( 3) 6( 6) 9( 9) G   27.481  
Вузол №9 (9)  
0.000 0.000 0.000   0.000 0.000 0.000   0.000 0.000 0.000   0.000 0.000 0.000   0.000   8( 8) 6( 6)   0.000  
Вузол №10 (10)  
0.000 0.000 0.000   0.000 0.000 0.000   0.000 0.000 0.000   0.000 0.000 0.000   0.000     6( 6)   0.000  
Коротке замикання в 6 вузлі
IA VA IR VR IM VM ID VD   IUA N     IUR
Вузол №6(6)
-1.613 -1.613 0.000 0.000   4.006 4.012 0.000 0.000   4.318 4.324 0.000 0.000   0.748 0.748 0.000 0.000   -3.226 8( 8) 9( 9) 10( 10)     8.018
Вузол №8(8)
-0.386 1.613 1.613 -2.841 44.866   0.628 -4.006 -4.011 7.385 -6.564   0.737 4.318 4.324 7.912 45.343   0.706 -0.748 -0.748 0.751 -1.426       -0.001 3( 3) 6( 6) 9( 9) G       -0.005  
  Вузол №9(9)  
Продовження таблиці 2.4  
-1.613 1.613 22.434   4.011 -4.012 -3.283   4.324 4.324 22.673   0.748 -0.748 -1.425   -0.000 8( 8) 6( 6)   -0.001
Вузол № 10(10)
0.000 0.000   0.000 0.000   0.000 0.000   0.000 0.000   0.000     6(6)     0,000  
Коротке замикання в 9 вузлі
IA VA IR VR IM VM ID VD   IUA N     IUR
Вузол №6(6)
-0.903 0.890 0.013 13.471   2.464 -2.455 -0.009 -2.452   2.624 2.611 0.016 13.692   0.754 -0.755 -0.513 -1.391       -0.000 8( 8) 9( 9) 10( 10)       -0.001  
Вузол №8(8)
-0.470 0.903 2.696 -3.129 40.592   0.782 -2.464 -7.390 9.067 -7.296   0.913 2.624 7.866 9.592 41.243   0.708 -0.754 -0.754 0.757 -1.393   -0.001 3( 3) 6( 6) 9( 9) G   -0.004  
Вузол №9(9)
-2.696 -0.890 0.000   7.390 2.455 0.000   7.866 2.611 0.000   0.754 0.755 0.000   -3.586 8( 8) 6( 6)     9.845  
Вузол № 10(10)
-0.013 13.051   0.009 -3.006   0.016 13.393   0.513 -1.344   -0.013   6( 6)     0.009  
Коротке замикання в 10 вузлі
IA VA IR VR IM VM ID VD   IUA N     IUR
Вузол №6(6)
-0.064 -0.064 0.129 54.722   0.626 0.627 -1.256 2.843   0.629 0.631 1.262 54.796   0.783 0.783 -0.783 1.519   0,000 8( 8) 9( 9) 10( 10)     -0,003
Вузол №8(8)
Продовження таблиці 2.4
0.082 0.064 0.064 -0.211 60.738   0.110 -0.626 -0.626 1.136 0.118   0.137 0.629 0.629 1.155 60.739   0.676 -0.783 -0.783 0.777 1.569   0,000 3( 3) 6( 6) 9( 9) G -0,006
Вузол №9(9)
-0.064 0.064 57.734   0.626 -0.627 1.478   0.629 0.631 57.753   0.783 -0.783 1.545   0,000 8( 8) 6( 6)   -0,002
Вузол №10(10)
-0.129 0.000   1.256 0.000   1.262 0.000   0.783 0.000   -0.129   6( 6)     1.256  

У результаті розрахунку трифазного КЗ бачимо, що найбільший струм КЗ буде при КЗ у 8 вузлі і складе 27,481кА для максимального режиму і 15.501 кА для мінімального режиму.

Таблиця 2.5. – Результати розрахунку однофазного КЗ у максимальному режимі

Коротке замикання в 6 вузлі
IA VA IR VR IM VM ID VD IUA N IUR
Вузол № 6(6)
-0.309 -0.309 0.051 46.520   1.127 1.130 -0.020 2.213   1.169 1.171 0.054 46.573   0.767 0.767 -0.348 0.000   -0.568 8( 8) 9( 9) 10( 10)       2.237  
Вузол № 8(8)
0.010 0.309 0.309 -0.629 58.381   0.186 -1.127 -1.128 2.064 -0.944   0.186 1.169 1.170 2.157 58.389   0.785 -0.767 -0.767 0.763 -1.555   -0.000 3( 3) 6( 6) 9( 9) G   -0.006
  Вузол № 9(9)
Продовження таблиці 2.5
-0.309 0.309 52.454   1.128 -1.130 0.632   1.170 1.171 52.458   0.767 -0.767 1.559   0.000 8( 8) 6( 6)     -0.001  
Вузол №10(10)
-0.051 45.553   0.020 0.055   0.054 45.553   0.348 1.570   -0.051 6( 6) 0.020
СИМЕТРИЧНІ СКЛАДОВІ СТРУМУ І НАПРУГИ У ВУЗЛІ КЗ
  UA UR UM IA IR IM
(1) (2) (0)   46.520 -16.861 -29.659   2.213 2.187 -4.400   46.573 17.002 29.984   0.568 0.568 0.568   -2.239 -2.239 -2.239   2.310 2.310 2.310  
Коротке замикання в 8 вузлі
Вузол № 6(6)
-0.023 -0.023 0.045 42.207   0.009 0.009 -0.020 0.212   0.024 0.024 0.049 42.207   0.340 0.359 -0.382 1.566   0.000   8( 8) 9( 9) 10( 10)     -0,002
Вузол № 8(8)
-0.153 0.023 0.023 -0.111 42.404   0.815 -0.009 -0.008 8.354 0.372   0.829 0.024 0.024 8.355 42.405   0.777 -0.340 -0.320 0.785 0.000   -0.218 3( 3) 6( 6) 9( 9) G       9.152  
Вузол №9(9)
-0.023 0.023 42.308   0.008 -0.009 0.290   0.024 0.024 42.309   0.320 -0.359 1.564   0.000 8( 8) 6( 6)     -0.001  
Вузол №10(10)
-0.045 41.249   0.020 -1.705   0.049 41.284   0.382 -1.529   -0.045   6( 6)   0.020  
 
Продовження таблиці 2.5
СИМЕТРИЧНІ СКЛАДОВІ СТРУМУ І НАПРУГИ У ВУЗЛІ КЗ
  UA UR UM IA IR IM
(1) (2) (0)   42.404 -21.307 -21.096   0.372 0.041 -0.413   42.405 21.307 21.100   0.218 0.218 0.218   -9.157 -9.157 -9.157   9.159 9.159 9.159  
Коротке замикання в 9 вузлі
Вузол № 6(6)
-0.177 0.122 0.055 51.065   0.635 -0.614 -0.023 0.743   0.659 0.626 0.060 51.071   0.767 -0.776 -0.374 1.556   0.000 8( 8) 9( 9) 10( 10)     -0.003
Вузол № 8(8)
-0.001 0.177 0.477 -0.654 57.764   0.209 -0.635 -1.886 2.307 -1.008   0.209 0.659 1.946 2.398 57.772   0.785 -0.767 -0.770 0.766 -1.553   0,000 3( 3) 6( 6) 9( 9) G   -0,006
Вузол № 9(9)
-0.477 -0.122 47.960   1.886 0.614 1.809   1.946 0.626 47.994   0.770 0.776 0.000   -0.600   8( 8) 6( 6)     2.500  
Вузол №10(10)
-0.055 49.928   0.023 -1.587   0.060 49.953   0.374 -1.539   -0.055 6( 6) 0.023
СИМЕТРИЧНІ СКЛАДОВІ СТРУМУ І НАПРУГИ У ВУЗЛІ КЗ
  UA UR UM IA IR IM
(1) (2) (0)   47.960 -15.532 -32.428   1.809 1.687 -3.496   47.994 15.623 32.616   0.600 0.600 0.600   -2.502 -2.502 -2.502   2.573 2.573 2.573  
                         

 

 

2.1.4 - Дослідження впливу режиму нейтралі на токи однофазних К.З..

 

Під час дослідження розземлення нейтралей по черзі розземлюємо нейтралі трансформаторів в вузлах, і вираховуємо струми к.з. Результати наведені у таблиці 2.6.

 

Таблиця 2.6 – Результати досліджень розземлення нейтралей

I кА
27,28
27,28
27,05
27,28
27,28
26,92
27,26
6,44

 

В результаті розрахунків бачимо, що при розземленні трансформаторів у 1-7 вузлах вихідні дані не змінюються, а при розземленні трансформатора 8 вузла струми зменшуються, а напруги збільшуються. Результати розрахунків показують, що при однофазному короткому замиканні струми КЗ у вузлах не перевищують здатності відключення високовольтних вимикачів на 110 кв. Для вимикачів даної напруги припустима величина струму однофазного короткого замикання в межах 31,5 кА. Тому немає необхідності в проведенні заходів щодо обмеження струмів однофазних КЗ.

Результати розрахунків струмів КЗ, необхідні для розрахунків релейного захисту, зведені в таблицю 2.7

 

Таблиця 2.7 – Вихідні дані для розрахунків релейного захисту



Последнее изменение этой страницы: 2016-04-23; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 35.171.146.141 (0.017 с.)