Расчет короткого замыкания

• 1. Рассчитать трехфазное короткое замыкание в точке К-1 заданной схемы
• 1.1. Определить мгновенное значение апериодической составляющей тока КЗ при t=0,1 с.
• 2. Рассчитать однофазное короткое замыкание в точке К-2 заданной схемы.
• 2.1. Определить действующее значение периодической составляющей тока в точке К-2 для момента времени t=0,2 с. Построить векторные диаграммы токов и напряжений в месте несимметричного КЗ для заданного момента времени.
• 2.2. Определить действующее значение периодической составляющей тока КЗ в указанном сечении F-F и напряжения в указанной точке М для момента времени t=0,2 с и построить соответствующие векторные диаграммы.
• Список использованной литературы

1. Рассчитать трехфазное короткое замыкание в точке К-1 заданной схемы.

1.1. Определить мгновенное значение апериодической составляющей тока КЗ при t=0,1 с.

Используя результаты пунктов 1.1 и 1.2 приводим исходную схему (рис. 1.1.1) к двух лучевому виду (рис. 1.3.1).

Рис. 1.1.1

Далее находим начальные значения периодических составляющих тока КЗ обоих лучей.

кА

кА

Далее составим схему замещения, в которую все элементы вводятся своими активными сопротивлениями.

Данная схема замещения показана на рисунке 1.3.2:

Рис. 1.1.2

В таблице 1.3.1 показаны параметры схемы замещения 1.3.2, которые были получены с помощью таблицы 1.1.1 и таблицы 5.3 [1, c.42]

Таблица 1.1.1

Параметры схемы замещения

Далее преобразуем схему 1.3.2 к двух лучевому виду. Для начала «треугольник», и преобразовываем в «звезду»:

Схема после преобразования показана на рисунке 1.3.3.

Рис. 1.1.3

Продолжаем выполнять сворачивание схемы путем объединения параллельных и последовательных сопротивлений:

Схема приобретает вид, показанные на рис. 1.3.4:

Рис. 1.1.4

После этого «сворачиваются» сопротивления 1,4,5,6,7,8:

Схема приобретает вид, показанный на рис 1.3.5:

Рис. 1.1.5

Окончательно приводим схему к двух лучевому виду:

Определяем постоянные времени затухания апериодических составляющих тока КЗ:

Рассчитываем значение апериодической составляющей тока в точке КЗ для момента времени t=0,1 с

кА

2. Рассчитать однофазное короткое замыкание в точке К-2 заданной схемы.

2.1 Определить действующее значение периодической составляющей тока в точке К-2 для момента времени t=0,2 с. Построить векторные диаграммы токов и напряжений в месте несимметричного КЗ для заданного момента времени.

Схема замещения прямой последовательности.

Схема замещения прямой последовательности, включая схемы замещения генераторных и нагрузочных узлов, та же, что и при симметричном трехфазном коротком замыкании.

На рис 2.1.1 представлена развернутая схема замещения прямой последовательности.

Рис. 2.1.1

Проведя ее преобразование к простейшему виду (рис. 2.1.2) получим:

Рис. 2.1.2

Схема замещения обратной последовательности

Пути протекания токов обратной последовательности аналогичны путям протекания прямой последовательности, поэтому структурно схема замещения обратной последовательности. Исключение составляют генераторные и нагрузочные узлы, сопротивления которых считаются постоянными по величине. ЭДС. Началом обоих схем замещения считается точка нулевого потенциала, где объединены свободные концы генераторных и нагрузочных ветвей. Конец схемы — точка не симметрии, причем при продольной не симметрии имеется две точки конца. Поскольку в точке не симметрии в переходном режиме имеется остаточное напряжение, которое можно разложить на симметричные составляющие, то в точках конца подключаются напряжения U₁ или U₂ для поперечной не симметрии и или для продольной.

Для обратной последовательности предположим, что

Схема замещения нулевой последовательности

В силу особенности протекания токов нулевой последовательности схема замещения нулевой последовательности существенно отличается от схемы замещения прямой последовательности. Различие, в первую очередь определяется схемами замещения линий электропередач и трансформаторов. Параметры всех элементов считаются постоянными, ЭДС нулевой последовательности принимается равной нулю.

Принимаем:

После проведения расчетов, получим:

С помощью таблицы 6.2 [1, c.48] определяем дополнительное сопротивление и значение коэффициента:

Рассчитываем ток прямой последовательности особой фазы

Определяем ток поврежденной фазы:

кА

Рассчитываем ток обратной последовательности:

кА

Рассчитываем ток нулевой последовательности:

кА

Находим напряжение прямой последовательности:

В

Находим напряжение обратной последовательности:

В

Находим напряжение нулевой последовательности:

Строим векторные диаграммы токов и напряжений [2,с.215], которые показаны на рис. 2.1.3 и 2.1.4.

Рис. 2.1.3 Векторная диаграмма токов

Рис. 2.1.4 Векторная диаграмма напряжений

2.2 Определить действующее значение периодической составляющей тока КЗ в указанном сечении F-F и напряжения в указанной точке М для момента времени t=0,2 с и построить соответствующие векторные диаграммы.

Расчет проводим методом спрямленных характеристик.

Поскольку t=0,2c<0,5c, то считаем, что все генераторы работают в режиме подьема возбуждения и вводим в схему замещения ЭДС и сопротивлением

Эти параметры определяем по испрямленным характеристикам [1, c.56, рис. 6.5].

Результаты заносим в таблицу 2.2.1

Таблица 2.2.1

Параметры генераторов

Развернутая схема замещения представлена на рис. 2.2.1

Рис. 2.2.1 Схема замещения для определения

Сворачиваем схему замещения к простейшему виду и определяем эквивалентную ЭДС и результирующее сопротивление прямой последовательности аналогично пункту 2.2.1.

Далее принимаем сопротивление обратной последовательности равным сопротивлению прямой последовательности и повторяем расчет для нулевой последовательности.

В итоге получаем:

Определяем ток прямой последовательности в точке КЗ:

Далее находим критическое сопротивление и критический ток для каждого генератора в данный момент времени. Результаты расчетов сводим в таблицу 2.2.2

Таблица 2.2.2

Критические параметры генераторов

Далее находим распределение тока прямой последовательности по ветвям схемы и определяем ток от каждого генератора.

Поскольку полученные значения токов меньше критических значений, необходимо делать перерасчет для режима нормального напряжения.

После перерасчета получим:

Рассчитываем ток прямой последовательности особой фазы

Определяем ток поврежденной фазы:

кА

Рассчитываем ток обратной последовательности:

кА

Рассчитываем ток нулевой последовательности:

кА

Ток поврежденной фазы, А в точке КЗ:

кА

Действующее напряжение в точке М будет равно:

Действующее значение периодической составляющей тока КЗ в сечении F-F будет равно:

кА

Строим векторные диаграммы для токов и напряжений [2, c.246]

Рис. 2.2.2

Рис. 2.2.3

1. «Методические указания к выполнению курсовой работы „Расчет токов короткого замыкания“», Г. К. Воронковский и др., Харьков, НТУ «ХПИ», 2004 г, 68 с.

2. «Переходные процессы в системах электроснабжения», учебник для втузов, Г. Г. Ивняк и др., Днепропетровск, Национальный горный университет, 2003 г, 548с., ил.