ББК 31.27 я7

© Белгородский государственный

технологический университет

(БГТУ) им. В.Г. Шухова, 2013

СОДЕРЖАНИЕ

1. Определение параметров элементов, составление и преобразование схем замещения.………………………………………..4

2. Расчет трехфазного короткого замыкания….….…….………..10

3. Расчет несимметричных коротких замыканий…………..……27

4. Пример расчета трехфазного и несимметричного короткого замыкания.………………………………………………………36

5. Библиографический список..…………..………………………79

1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕМЕНТОВ,

СОСТАВЛЕНИЕ И ПРЕОБРАЗОВАНИЕ

СХЕМ ЗАМЕЩЕНИЯ

Общие положения

Расчеты токов короткого замыкания выполняются как правило без учета активных сопротивлений и проводимостей элементов сети, а также фазовых сдвигов между векторами ЭДС источников. Поэтому для составления схем замещения заданной электрической схемы необходимо определить лишь индуктивные сопротивления всех элементов сети и ЭДС источников, подпитывающих точку короткого замыкания.

Сопротивлениям, определяемым в результате преобразования схем замещения, присваиваются порядковые номера. При определении сопротивлений отдельных элементов (воздушных линий, реакторов) необходимо использовать значение среднего напряжения в месте установки данного элемента, выбранное из ряда: 515; 340; 230; 115; 37; 24; 20; 18; 15,75; 13,8; 10,5; 6,3 кВ.

При переходе от расчета сверхпереходного к расчету установившегося режима схема замещения изменяется. Поэтому составление и упрощение схемы замещения нужно выполнить как для сверхпереходного, так и для установившегося режима короткого замыкания.

При расчете тока несимметричного короткого замыкания необходимо составить и выполнить преобразование схем замещения прямой, обратной и нулевой последовательностей. Схема прямой последовательности аналогична схеме замещения при определении сверхпереходного тока трехфазного короткого замыкания.

Параметры элементов для отдельных последовательностей

Параметры элементов для схемы прямой последовательности определяется в соответствии с заданием, в котором они даны в относительных единицах при номинальных условиях, либо в именованных единицах (воздушные линии, реакторы). Расчет параметров отдельных последовательностей для различных элементов выполняется следующим образом:

А. Генераторы. В сверхпереходном режиме генераторы замещаются сверхпереходными ЭДС за сверхпереходными сопротивлениями , а в установившемся режиме короткого замыкания. – синхронной ЭДС и сопротивлением Э.Д.С генераторов определяется по формуле:

(1.1)

где - при определении ;

- при определении .

Причем знак минус принимается в случае работы гидрогенераторов в режиме недовозбуждения; знак плюс и минус у турбогенераторов – принимается в режиме перевозбуждения и недовозбуждения.

Схемы соединений обмоток трансформаторов исключают протекание через генераторы токов нулевой последовательности. Определение сопротивлений генераторов в относительных единицах при базисных условиях выполняется по формуле:

(1.2)

Б. Нагрузки. Нагрузки в схему замещения для сверхпереходного режима входят как источники с параметрами , , а в установившемся режиме короткого замыкания - , .

Для обратной последовательности .

Сопротивление нулевой последовательности нагрузки определяется сопротивлениями и схемами соединения входящих в нее элементов. Обычно это только понижающие трансформаторы, подключенные к сети 110 кВ и выше, имеющие заземленную нейтраль. Рекомендуется принимать .

Приведение сопротивлений нагрузки к базисным условиям выполняется по формуле:

(1.3)

В. Трансформаторы. Для трансформаторов:

(1.4)

Г. Система.

Для системы бесконечной мощности:

(1.5)

Для системы конечной мощности рекомендуется принимать , .

Сопротивление прямой (обратной) последовательности системы конечной мощности, отнесенное к базисным условиям:

(1.6)

За этим сопротивление считается подключенным источник с .

Д. Воздушные линии. Сопротивление прямой и обратной последовательности линий электропередачи, приведенное к базисным условиям, равно:

(1.7)

где - индуктивное сопротивление линии на 1 км длины, Ом/км;

- длина линии, км;

- среднее напряжение в месте установки элемента (в данном случае – ЛЭП), кВ.

Сопротивление нулевой последовательности значительно большее, чем прямой (обратной) последовательности. Рекомендуется принимать это сопротивление, как для воздушной линии с тросами:

- для одноцепной линии

- для двухцепной линии

Е. Реакторы. Сопротивление прямой, обратной и нулевой последовательности реакторов равно:

(1.8)

Схемы замещения отдельных последовательностей

Схемы замещения прямой, обратной и нулевой последовательностей составляются в соответствии с заданной схемой электрических соединений при расчете тока несимметричного короткого замыкания.

Схема прямой последовательности соответствует схеме, составленной для расчета действующего значения периодической составляющей сверхпереходного тока симметричного трехфазного короткого замыкания. Генераторы и нагрузки вводятся в нее соответствующими реактивностями и ЭДС

Схема обратной последовательности по структуре аналогична схеме прямой последовательности, но не содержит ЭДС Генераторы и нагрузки вводятся в схему своими сопротивлениями обратной последовательности .

Схема нулевой последовательности определяется соединением обмоток участвующих в ней трансформаторов и автотрансформаторов и способом заземления нейтрали. В общем случае эта схема отличается от схем обратной и прямой последовательностей. При составление схемы необходимо помнить, что ток нулевой последовательности является по существу однофазным током, разветвленным между тремя фазами и возвращающимся через землю и параллельным ей цепям. Ток нулевой последовательности может протекать только в сторону обмоток трансформаторов, соединенных в звезду с заземленной нейтралью.

Схему нулевой последовательности начинают составлять от точки короткого замыкания.

Началом схем прямой, обратной и нулевой последовательности считают точку нулевого потенциала, а концом схемы – точка короткого замыкания. К концу схемы приложено напряжение соответствующей последовательности (U_K1, U_K2, U_Ko).

Эквивалентные преобразования исходной схемы

Целью преобразования схемы замещения является ее приведение к простейшему виду.

Преобразование, применяемые в расчетах обычных линейных электрических цепей, включают в себя нахождение эквивалентной ЭДС, последовательное и параллельное сложение сопротивлений, преобразование треугольника в звезду и обратно, многолучевой звезды в многоугольник.

Рис.1.1. Преобразование схемы замещения системы в случае одной группы источников (а) n- групп (б)

Преобразование схем замещения приведены в таблице 1.1 и 1.2.

Таблица 1.1