Переходные процессы в электрических системах Доступные варианты:             смотреть таблицу вариантов …

ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ В СИСТЕМАХ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

Расчетная схема системы электроснабжения для определения токов короткого замыкания.

В себя включает: Электростанция (ТЭЦ) и районная подстанция ( ПС) 110/35/6 кВ, соэдиненные между собой и с энергосистемой двухцепной (W1) и одноцепными (W2,W3) линиями связи напряжением Ucp

Исходные данные:

Данные из таблицы:

Решение: Выполним расчет в относительных единицах

Схема замещения для расчета трехфазных коротких замыканий представлена на рис 2. Нагрузку, расположенную вблизи генераторов G1 и G2, учитываем именьшением ЭДС генераторов до E``=1. Влиянием относительно малой нагрузки собственных нужд и удаленных от мест короткого замыкания нагрузок пренебрегаем. Определим сопротивления системы (рис 2) при базовой мощности

Сопротивления генераторов G1,G2:

Рис 2. Общая схема замещения для расчета токов короткого замыкания в цепях электростанции

Определим ЭДС генератора G3:

где

тогда

Значения параметров в относительных единицах взяты в предположении, что генератор G3 до короткого замыкания имел номинальную нагрузку

Сопротивление раектора

Сопротивления трансформаторов T1 и T2

Сопротивление трансформатора T3:

Сопротивление линий электропередачи:

(двухцепной)

где

- удельное сопротивление линий 110 кВ

короткое заыкание в точке К1 (шины 110 кВ станции). Ветви генераторов G1 и G2 симметричны относительно точки короткого замыкания К1. поэтому сопротивление реактора Xlr можно исключить из схемы замещения, так как оно включено между узлами одинакового потенциала и не влияет на ток. С учетом этого схема замещения для короткого замыкания в точке К1 будет иметь вид показанный на рис 3.

Рис 3. Схемы замещения для точки короткого замыкания К1.

Упростим схему. Результирующее сопротивление цепи генератора

Результирующее сопротивление цепи однотипных генераторов G1 и G2 суммарной мощностью

Результирующее сопротивление цепи энергосистемы

Начальное значение периодической составляющей тока короткого замыкания

- базовый ток

Значения токов по ветвям

Генераторов

Суммарный ток короткого замыкания в точке К1:

Короткое замыкание в точке К2 (на выводах генератора G2). Используя частично результаты преобразований предыдущего расчета, схему замещения для данной точки короткого замыкания можно представить в виде , показаном на (Рис. 3а) . Генератор G3 находится на значительной электрической удаленночти от места короткого замыкания, поэтому для упрощения расчетов его целесообразно включить в состав ветви системы , соответственно скорректировав ее сопротивление (Рис3б).

Таким образом, к точке короткого замыкания ток будет поступать от трех источников, причем генератор G2 включен в точке короткого замыкания непосредственно.

ток генератора G2:

Преобразуем треугольник сопротивлений в эквиваалентную звезду

Схема замещения (рис 3б) преобразуется к виду (рис 3в) где

Конечная схема замещения для расчетов токов короткого замыкания в точке К2 будет иметь вид, представленный на рисунке (Рис 3г) Сопротивление эквивалентной ветви

Суммарный ток эквивалентного источника

Начальное значение периодической сосоатвляющей тока короткого замыкания в точке К2 (суммарное значение)

Короткое замыкание в точке К3.

Генераторы G1 и G3 находятся на значительной электрической удаленности от точки короткого замыкания, поэтому для упрощения расчетов их цеелесообразно включить в состав ветви энергосистемы, соответственно скорректировав ее сопротивление. Итоговая схема на (Рис 4.)

Здесь

Рис 4. Схемы замещения для точки короткого замыкания К2.

Токи по ветвям схемы при коротком замыкании в точке К3 при

Генератора G3

Суммарный ток при трехфазном коротком замыкании в точке К3:

Рис 5. Схема замещения для точки короткого замыкания КЗ.

Пункт 2

Определим ударные токи трехфазного короткого замыкания для точек К1,К2 и К3

Ударный ток при коротком замыкании в точке К1.

Суммарный ударный ток трехфазного короткого замыкания для точки К1

Ударный ток при коротком замыкании в точке К2.

Определим ударные коэффициенты для ветвей схемы замещения

для генератора G2

для генераторов G1 и G3

тогда

Ударный ток при коротком замыкании в точке К3

Генератор G3

ударный коэффициент для генератора

ударный коэффициент для энергосистемы

Ударные токи по ветям схемы замещения:

генератора -

энергосистемы -

Суммарный ударный ток для точки К3

Пункт 3.

Расчетные токи для выключателей типа МГГ, устанавливаемых в цепи генератора G2(G1).

Расчетное время

Предварительно определим номинальный ток генератора G2:

Отношение начального значения периодической составляющей тока короткого замыкания от генератора G2 при коротком замыкании в точке K2 к номинальному току

тогда согласно рисунку 2.1

Таким образом периодическая сосатвляющая тока от генератора G2 к моменту τ будет:

апериодическая составляющая тока короткого замыкания от генератора G2 к моменту времени τ определится из выражения

см табл (2.3)

Периодическая составляющая тока короткого замыкания от энергосистемы и присоединенных к ней генераторов G1 и G3 в пункте 1 рассматривалась как поступающая в место короткого замыкания от шин неизменного напряжения через эквивалентное результирующее сопротивление поэтому она может быть принята неизменной по времени и равной

Апериодическая составляющая тока кокроткого замыкания от эквивалентного источника :

Таким образом полный ток короткого замыкания от генератора G2:

от эквивалентного источника

По полученным значениям полного тока короткого замыкания выбираем выключатели типа

тип :

Расчетные токи для выключателей 110 кВ ТЭЦ.

Выключатели распределительных устройств напряжением 35 кВ и выше выбираются обычно однотипными для 3всех цепей данного РУ и проверяется по наиболее тяжелым условиям короткого замыкакния. Таким образом в рассматриваемом случае необходимо для данного типа выключателя определить суммарные расчетные токи короткого замыкания. Для выключателей У-110 расчетное время

Периодическая составляющая тока определится суммированием периодических составляющих токов по ветвям энергосистемы, генераторов G1 и G2генератора G3 при коротком замыкании в точке К1

Энергосистемы

Генераторов G1 и G2

по кривым (рис 2.1)

Тогда

Генератора G3

по кривым (рис 2.1)

тогда

Суммарное значение периодической составляющей тока короткого замыкания для момента времени

Апериодическая составляющая тока по ветвям короткого замыкания:

Энергосистемы:

генераторов G1 и G2:

генераторов G3:

Суммарное значение апериодической составяляющей тока короткого замыкания для момента

Таким образом полный ток короткого замыкания равен

По результатам расчета полного тока короткого замыкания выбираем выключатели типа

Пункт 4.

Схемы замещения отдельых последовательностей:

Схемы замещения прямой последовательности не отличаются от схем замещения при трехфазном коротком замыкании и показаны на рис (1-4). Схемы замещения обратной последовательности целесообразно для упрощения расчетов принять такими же, как и схемы замещения прямой последовательности, но при ЭДС, равных 0.

Схему замещения нулевой последовательности необходимо составить для случая короткого замыкания в сети с зазаемленной нейтралью т.е. для точки К1. Для расчетной схемы , такая схема показана на рис 6.а

Дополнительные данные к расчетной схеме:

Линии электропередачи: W1 - двухцепная линия без тросов,

W2 и W3 - одиночные линии без тросов

Трансформаторы Т4 и Т5 трехобмоточные, но в схему нулевой последовательности вводятся лишь обмотки ВН и НН одного из них. Отсюда индуктивное сопротивление одного из этих трансформаторов

Определим сопротивления эемеентов схемы, приведенной на рис 6а. Расчет ведем в относительных единицах

Рис.6 Схема замещения нулевой последовательности

Сопротивления трансформаторов ТЭЦ Т1 и Т2, нейтрали которых заземлены:

W1:

W2:

W3:

сопротивление трехобмоточного трансформатора ПС:

Свернем схему к точке К1

Преобразуем треугольник сопротивлений в звезду :

Приведем схему к виду (рис 6.б) :

В итоге получим результирующее сопротивление схемы замещения нулевой последовательности

Определение токов несимметричных коротких замыканий:

Короткое замыкание в точке К1:

Двухфазное короткое замыкание. Начальное значение периодической сосотавляющей тока короткого замыкания для каждой ветви схемы определится из выражения

ток от генераторов G1 и G2:

ток от генератора G3

ток от энегросистемы:

Суммарный ток :

Однофазное короткое замыкание. Начальное значение периодической составляющей тока короткого замыкания в месте повреждения (рис7) определится из выражения:

- результирующее сопротивление прямой, обратной и нулевой последователности.

Рис. 7. Результирующая схема замещения для определения токов однофазного короткого замыкания в точке К1.

Результирующее сопротивление прямой последовательности определяется использованием данных расчета трехфазного короткого замыкания в пункте 1:

Сопротивление обратной последовательности

Сопротивление нулевой последовательности:

Суммарное значение тока однофазного короткого замыкания в точке К1:

При необходимости расета токов с учетом распределения их в ветвях схемы необходимо поределять сопротивления всех последовательностей для каждой ветви и с их учетом определять токи.

Короткое замыкание в точке К2:

Точка короткого замыкания располагается в сети с незаземленной нейтралью, поэтому рассматривается лишь двухфазное короткое замыкание . По аналогии с расчетом двухфазного короткого замыкания для точки К1 определяем токи по ветвям схемы с использованием данных пункта 1:

ветвь генератора G2:

ветвь эквивалентного источника: система +G1+G3:

Суммарное значение тока двухфазного короткого замыкания в точке К2:

короткое замыкание в точке К3:

Рассматриваются только двухфазное короткое замыкание. Токи по ветвям схемы взяты , как и в предыдущем случае , из примера 1. Значения тока равны: ветвь генератора G3:

ветвь энергосистемы:

Суммарный ток

Полученные результаты расчета сводим в таблицу.