Введение. 
Применение численных методов в электротехнических расчетах

Под электрической системой понимают часть энергосистемы в которой вырабатывается, преобразуется, распределяется и потребляется электрическая энергия.

Режим электрической системы — её состояние в данный момент времени или на заданном интервале времени.

Отличают три основных режима:

• — Нормальный установившейся режим — режим, в котором электрическая система работает продолжительное время, и относительно которого рассчитаны все технико-экономические показатели.
• — Переходный режим или аварийный (ненормальный) — он вызывается запланированными или незапланированными отключениями элементов электрической системы, короткими замыканиями. В переходном режиме электрическая система переходит из одного установившегося состояния в другое. В переходном режиме заменяются все параметры режима электрической системы.
• — Послеаварийный режим — он характеризуется достаточно продолжительной работой системы с одним или несколькими отключёнными показателями (система работает с непроектными или ухудшенными технико-экономическими показателями).

РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ СХЕМЫ ЗАМЕЩЕНИЯ ДЛЯ НОРМАЛЬНОГО РЕЖИМА И РЕЖИМА КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

Значения параметров заданных генераторов и трансформаторов приведены соответственно в таблицах 1.1 и 1.2.

Таблица 1.1 — Значения параметров генераторов.

Обозначение.	Тип.	. МВА.	. кВ.
G1.	2ТВФ-120−2У3.		10,5.	1,907.	0,192.	0,8.
G2.	2ТВФ-120−2У3.		10,5.	1,907.	0,192.	0,8.
G3.	2ТВВ-320−2ЕУ3.			1,698.	0,173.	0,85.
G4.	ТВФ-63−2У3.	78,75.	10,5.	1,199.	0,153.	0,8.
G5.	ТВФ-110−2ЕУ3.	137,5.	10,5.	2,04.	0,189.	0,8.
G6.	3ТВФ-63−2У3.	78,75.	10,5.	1,199.	0,153.	0,8.

Таблица 1.2 — Значения параметров трансформаторов.

Длины ЛЭП приведены в таблице 1.3, а значения нагрузок в таблице 1.4.

Таблица 1.3 — Длины ЛЭП.

Таблица 1.4 -Нагрузки.

В целях более простой нумерации, в дальнейшем узел короткого замыкания 2, из задания, назовём узлом 8. Таким образом, схемы замещения для нормального режима (рисунок 1.1) и режима короткого замыкания примут вид:

Направление токов на нагрузках IS2, IS3, IS6, IS7, IS9, IS10, IS11, IS12 выбираем от соответствующего узла к нулевому узлу, а направление остальных токов I07, I71, I08, I82, I09, I93, I010, I104, I011, I115, I012, I126, I12, I14, I34, I53, I64, I54, I63, I56 выбираем от узла с номером первого числа индекса тока к узлу с номером второго числа индекса тока.

Расчет будем вести в относительных единицах при МВА и кВ.

Схема замещения генератора представляется сопротивлением и ЭДС. В зависимости от режима работы сопротивление и ЭДС генератора имеют три разных значения. В установившемся режиме генератор заменяется установившемся сопротивлением и установившейся ЭДС; в переходном режиме — переходным сопротивлением и переходной ЭДС; для расчета токов короткого замыкания — сверхпереходным сопротивлением и сверхпереходной ЭДС. Активное сопротивление генератора обычно не учитывают из-за его малости. Значения сопротивлений и представлены в таблице 2.1.

Значение ЭДС в установившемся режиме можно рассчитать по формуле:

.

Значит:

При режиме короткого замыкания значение ЭДС рассчитывается по формуле:

.

Тогда:

Расчет сопротивлений генераторов в установившемся режиме выполняется по формуле:

.

Следовательно:

;

;

;

;

.

Для режима короткого замыкания сопротивления генераторов находятся по следующей формуле:

.

Подставив значения параметров, получаем:

;

;

;

;

.

Трансформаторы замещаются своим индуктивным сопротивлением, так как для силовых трансформаторов активное сопротивление мало. Рассчитаем сопротивления трансформаторов по выражению:

.

Значит:

;

;

;

;

Для воздушных ЛЭП обычно задается удельное индуктивное сопротивление. Сопротивление линии электропередачи найдем из формулы:

.

Значит:

Нагрузки в схеме замещения для установившегося режима работы вводим их номинальными полными сопротивлениями ZS, при этом схема замещения примет комплексный вид. Сопротивление нагрузок в относительных единицах рассчитаем по формуле:

Значит:

Для режима КЗ генераторы заменяем их сверхпереходными значениями ЭДС и сопротивлениями. Фазовые сдвиги генераторов примем одинаковыми. Нагрузки заменяем относительными значениями реактивных сопротивлений Хнагр=0,35 и ЭДС Е''S=0,85, которые отнесены к номинальным параметрам нагрузки. Сопротивления трансформаторов и ЛЭП для режима КЗ останутся без изменений.

Сопротивления нагрузок при КЗ рассчитываются по формуле:

Значит:

Режим короткого замыкания в узле 8 задаём параметрическим способом. Для этого в схеме замещения между узлами 0 и 8 включим дополнительную ветвь КЗ с сопротивлением, равным сопротивлению дуги. Принемаем сопротивление дуги чисто активным и равным RД= 0.1 Ом. Тогда сопротивление ветви КЗ в относительных единицах: