Виконання розрахунково-графічної роботи

3.1 Складання заступної схеми ЕЕС для розрахунку струмів трифазного КЗ

Заступна схема ЕЕС для розрахунку струмів трифазного КЗ складається починаючи від джерел живлення (генераторів Г1 Г6). Вона представлена на рис.2.

Рис.2 Заступна схема ЕЕС для розрахунку струмів трифазного КЗ

Лінії Л7 та Л8 до заступної схеми не вносяться, оскільки вони живлять тупикову підстанцію і при КЗ в точці К3 струм до місця КЗ по цим лініям протікати не буде.

3.2 Визначення параметрів заступної схеми ЕЕС для розрахунку струмів трифазного КЗ

Визначення базисних величин. Розглядається КЗ в точці К3. Приймаємо величину в якості базисної напруги . В якості базисної потужності приймаємо довільне ціле число, наприклад . Тоді базисний струм та базисний опір складають:

, (1)

. (2)

Розрахунок параметрів заступної схеми у відносних одиницях з одночасним приведенням до базисних величин.

Генератори.

Оскільки необхідно буде розраховувати струм КЗ в початковий момент часу () та струм КЗ в усталеному режимі (), необхідно визначити як надперехідні так і синхронні параметри генераторів.

Турбогенератори Г1, Г2. Надперехідний опір в Омах складає:

. (3)

Надперехідна ЕРС генератора в кіловольтах, за умови що його режимні параметри дорівнюють номінальним, дорівнює:

, (4)

для визначення надперехідної ЕРС необхідно розрахувати номінальний струм генератора та :

, (5)

. (6)

. (7)

Переходимо до приведених значень у відносних одиницях:

(8)

(9)

Гідрогенератори Г3÷Г6.

Надперехідний опір в Омах складає:

. (10)

Надперехідна ЕРС генератора в кіловольтах, за умови що його режимні параметри дорівнюють номінальним, дорівнює:

, (11)

для визначення надперехідної ЕРС необхідно розрахувати номінальний струм генератора та :

, (12)

. (13)

. (14)

Переходимо до приведених значень у відносних одиницях:

(15)

(16)

(17)

Трансформатори та автотрансформатори.

Трансформатори зв’язку Т1, Т2. Опір в Омах дорівнює:

. (18)

Приведений опір у відносних одиницях:

(19)

Автотрансформатори АТ1, АТ2, АТ3. Опір в Омах дорівнює:

. (20)

Приведений опір у відносних одиницях:

(21)

Трансформатори з розщепленими обмотками Т3, Т4. Напруги КЗ кожної обмотки складають:

. (22)

. (23)

Опір в Омах дорівнює:

. (24)

. (25)

Приведений опір у відносних одиницях:

(26)

(27)

Реактор.

Опір реактора Р в Омах дорівнює:

. (28)

Приведений опір у відносних одиницях:

(29)

Лінії електропередачі.

Лінії Л1, Л2. Опір в Омах дорівнює:

. (30)

Приведений опір у відносних одиницях:

(31)

Лінія Л3. Опір в Омах дорівнює:

. (32)

Приведений опір у відносних одиницях:

(33)

Лінії Л4, Л5. Опір в Омах дорівнює:

. (34)

Приведений опір у відносних одиницях:

(35)

Лінія Л6. Опір в Омах дорівнює:

. (36)

Приведений опір у відносних одиницях:

(37)

Лінія Л7,Л8. Опір в Омах дорівнює:

. (38)

Приведений опір у відносних одиницях:

(39)

Еквівалентні системи.

Еквівалентна система ЕС1. Опір в Омах дорівнює:

. (40)

ЕРС в кіловольтах складає:

. (41)

Приведені параметри у відносних одиницях:

(42)

(43)

Еквівалентна система ЕС2. Опір в Омах дорівнює:

. (44)

ЕРС в кіловольтах складає:

. (45)

Приведені параметри у відносних одиницях:

(46)

(47)

3.3 Розрахунок струму трифазного КЗ в початковий момент часу

Вносимо до заступної схеми ЕЕС генератори Г1÷Г6 їхніми надперехідними параметрами та спрощуємо схему методом еквівалентного перетворення.

На першому кроці складуються послідовні елементи:

(48)

На другому кроці складуються паралельні елементи:

(49)

(50)

(51)

(52)

Після двох кроків перетворення заступна схема набуває вигляду (рис.3).

Рис.3 Заступна схема після двох кроків перетворення

На третьому кроці складаються паралельні гілки з ЕРС:

(53) (54)

(55)

На четвертому кроці перетворення складаються послідовні елементи:

(56)

(57)

Після третього та четвертого кроків перетворення схема набуває вигляду (рис.4).

Рис.4 Заступна схема після чотирьох кроків перетворення

На п’ятому кроці перетворення складуються послідовні гілки з ЕРС:

(58)

На шостому кроці перетворення складуються паралельні елементи:

(59)

(60)

Після п’ятого та шостого кроків перетворення схема набуває вигляду (рис.5).

Рис. 5 Заступна схема після шести кроків перетворення

На сьомому кроці перетворення «трикутник» перетворюються у «зірку»:

(61)

(62)

(63)

Після сьомого кроку перетворення схема набуває вигляду (рис.6).

Рис. 6 Заступна схема після семи кроків перетворення

На восьмому кроці перетворення складуються послідовні елементи:

(64)

(65)

На дев’ятому кроці перетворення складуються паралельні елементи:

(66)

(67)

На десятому кроці перетворення складуються послідовні елементи:

(68)

Після десятого кроку схема набуває вигляду (рис.7).

Рис.7 Заступна схема після десяти кроків перетворення

На одинадцятому кроці перетворення «зірка» перетворюються у «трикутник»:

(69)

(70)

(71)

Схема після одинадцятого кроку має такий вигляд (рис.8).

Рис.8 Заступна схема після одинадцяти кроків перетворення

//між назвою рисунку та текстом має бути пуста строка

На дванадцятому кроці перетворення складуються паралельні гілки з ЕРС:

(72)

(73)

(74)

(75)

Після дванадцятого кроку перетворення схема набуває вигляду (рис.9).

Рис. 9 Заступна схема після дванадцяти кроків перетворення

////

На тринадцятому кроці перетворення «трикутник» перетворюється у еквівалентну «зірку»:

(76)

(77)

(78)

Після тринадцятого кроку перетворення схема набуває вигляду (рис.10)

Рис.10 Заступна схема після тринадцяти кроків перетворення

На чотирнадцятому кроці перетворення складуються послідовні елементи:

(79)

(80)

(81)

Після чотирнадцятого кроку перетворення схема набуває вигляду (рис.11).

Рис.11 Заступна схема після чотирнадцяти кроків перетворення

На п’ятнадцятому кроці перетворення складаються паралельні гілки з ЕРС:

(82)

(83)

Після п’ятнадцятого кроку перетворення схема набуває вигляду (рис.12).

Рис.12 Заступна схема після п’ятнадцяти кроків перетворення

На шістнадцятому кроці перетворення складаються послідовні гілки:

(84)

Після шістнадцятого кроку перетворення схема набуває вигляду (рис.13).

Рис.13 Заступна схема після шістнадцяти кроків перетворення

На сімнадцятому кроці складуються паралельні гілки з ЕРС. В результаті цього отримуємо еквівалентну однопроменеву заступну схему (рис.15):

(85)

(86)

Після цього перетворення схема набуває вигляду (рис.14).

Рис.14 Заступна схема після сімнадцяти кроків перетворення

На вісімнадцятому кроці складуються послідовні гілки з ЕРС. В результаті цього отримуємо еквівалентну однопроменеву заступну схему(рис.15):

(87)

Рис.15 Еквівалентна заступна схема

З отриманої еквівалентної заступної схеми визначається періодична складова струму трифазного КЗ у відносних одиницях, приведена до базисних параметрів:

(88)

В іменованих одиницях періодична складова струму трифазного КЗ в початковий момент часу складає:

(89)

3.4 Розрахунок максимального ударного струму трифазного КЗ

Максимальний ударний струм при трифазному КЗ в точці К3 буде в момент часу . Він визначається за виразом:

(90)

1.3.5 Складання заступної схеми зворотної послідовності схеми ЕЕС та визначення її параметрів

Заступна схема зворотної послідовності складається аналогічно до заступної схеми прямої послідовності (див. рис.2) за виключенням того, що в ній відсутні ЕРС генераторів та еквівалентних енергосистем, а в місці КЗ підключена ЕРС, яка дорівнює напрузі зворотної послідовності. Заступна схема зворотної послідовності представлена на рис.16.

Рис.16 Заступна схема ЕЕС зворотної послідовності

Опори елементів заступної схеми зворотної послідовності дорівнюють опорам елементів прямої послідовності, за виключенням опорів генераторів Г1÷Г6, які визначаються за виразом для опору зворотної послідовності генератора з демпферними обмотками.

Для Г1, Г2:

(91)

Для Г3÷Г6:

(92)

(93)

(94)

Для визначення еквівалентного опору зворотної послідовності необхідно спростити схему зворотної послідовності. Спрощення виконується аналогічно до спрощення схеми прямої послідовності з урахуванням того, що паралельні гілки, котрі були з ЕРС у схемі прямої послідовності, складуються як звичайні паралельні гілки.

Перший крок:

(95)

Другий крок:

(96)

(97)

(98)

(99)

Після другого кроку перетворення схема набуває вигляду (рис.17).

Рис.17 Заступна схема після двох кроків перетворення

Третій крок:

(100)

(101)

(102)

(103)

Після третього кроку перетворення схема набуває вигляду (рис.18).

Рис.18 Заступна схема після трьох кроків перетворення

Четвертий крок:

(104)

(105)

Після четвертого кроку перетворення схема набуває вигляду (рис.19).

Рис.19 Заступна схема після чотирьох кроків перетворення

П’ятий крок:

(106)

(107)

(108)

Після п’ятого кроку перетворення схема набуває вигляду (рис.20).

Рис.20 Заступна схема після п’яти кроків перетворення

Шостий крок:

(109)

(110)

(111)

(112)

Після шостого кроку перетворення схема набуває вигляду (рис.21).

Рис.21 Заступна схема після шести кроків перетворення

Сьомий крок:

(113)

(114)

(115)

Після сьомого кроку перетворення схема набуває вигляду (рис.22).

Рис.22 Заступна схема після семи кроків перетворення

Восьмий крок:

(116)

(117)

Після восьмого кроку перетворення схема набуває вигляду (рис.23).

Рис.23 Заступна схема після восьми кроків перетворення

Дев’ятий крок:

(118)

(119)

(120)

Після дев’ятого кроку перетворення схема набуває вигляду (рис.24).

Рис.24 Заступна схема після дев’яти кроків перетворення

Десятий крок:

(121)

(122)

(123)

Після десятого кроку перетворення схема набуває вигляду (рис.25).

Рис.25 Заступна схема після десяти кроків перетворення

Одинадцятий крок:

(124)

Після одинадцятого кроку перетворення схема набуває вигляду (рис.26).

Рис.26 Заступна схема після одинадцяти кроків перетворення

Дванадцятий крок:

(125)

Після дванадцятого кроку перетворення схема набуває вигляду (рис.27).

Рис.27 Заступна схема після дванадцяти кроків перетворення

Тринадцятий крок:

(126)

Після тринадцятого кроку перетворення схема набуває вигляду (рис.28).

Рис.28 Заступна схема після тринадцяти кроків перетворення

Чотирнадцятий крок:

(127)

Отримана величина є еквівалентним опором заступної схеми зворотної послідовності, тобто ??????

Рис.29 Еквівалентна заступна схема

1.3.6 Складання заступної схеми нульової послідовності схеми ЕЕС та визначення її параметрів

Заступна схема нульової послідовності представлена на рис.30.

Рис.30 Заступна схема ЕЕС нульової послідовності

Розрахунок параметрів заступної схеми у відносних одиницях.

Деякі опори елементів заступної схеми нульової послідовності дорівнюють опорам елементів прямої послідовності:

(128)

(129)

(130)

(131)

(132)

(133)

(134)

(135)

(136)

(137)

Для визначення еквівалентного опору зворотної послідовності необхідно спростити схему зворотної послідовності.

Перший крок:

(138)

(139)

(140)

(141)

(142)

(143)

Другий крок:

(144)

Після другого кроку перетворення схема набуває вигляду (рис.31).

Рис.31 Заступна схема після двох кроків перетворення

Третій крок:

(145)

(146)

(147)

Четвертий крок:

(148)

(149)

(150)

Після четвертого кроку перетворення схема набуває вигляду (рис.32).

Рис.32 Заступна схема після чотирьох кроків перетворення

П’ятий крок:

(151)

(152)

(153)

Після п’ятого кроку перетворення схема набуває вигляду (рис.33).

Рис.33 Заступна схема після п’яти кроків перетворення

Шостий крок:

(154)

(155)

(156)

Після шостого кроку перетворення схема набуває вигляду (рис.34).

Рис.34 Заступна схема після шести кроків перетворення

Сьомий крок:

(157)

(158)

(159)

Після сьомого кроку перетворення схема набуває вигляду (рис.34).

Рис.34 Заступна схема після семи кроків перетворення

Восьмий крок:

(160)

(161)

Після восьмого кроку перетворення схема набуває вигляду (рис.35).

Рис.35 Заступна схема після восьми кроків перетворення

Дев’ятий крок:

(162)

Отримана величина є еквівалентним опором заступної схеми нульової послідовності, тобто

Рис.29 Еквівалентна заступна схема

1.3.7 Розрахунок струму двофазного КЗ в початковий момент часу

Складова струму прямої послідовності для двофазного КЗ дорівнює:

(163)

Періодичний струм двофазного КЗ в момент часу t=0 дорівнює:

(164)

В іменованих одиницях періодичний струм двофазного КЗ в початковий момент часу складає:

(165)

1.3.8 Розрахунок струму однофазного КЗ в початковий момент часу

Складова струму прямої послідовності для однофазного КЗ дорівнює:

(166)

Періодичний струм двофазного КЗ в момент часу t=0 дорівнює:

(167)

В іменованих одиницях періодичний струм двофазного КЗ в початковий момент часу складає:

(168)

1.3.9 Розрахунок струму двофазного КЗ на землю в початковий момент часу

Складова струму прямої послідовності для двофазного КЗ на землю дорівнює:

(169)

Періодичний струм двофазного КЗ в момент часу t=0 дорівнює:

(170)

В іменованих одиницях періодичний струм двофазного КЗ в початковий момент часу складає:

(171)

ВИСНОВОК

У розрахунково-графічної роботі ми розрахували струм короткого замикання в енергосистемі. Розрахували струм трифазного КЗ в початковий момент часу(t=0): . Розрахували максимальний ударний струм трифазного КЗ в момент часу t=0,01с: Також ми навчилися складати заступні схеми зворотної та нульової послідовностей схеми ЕЕС та визначати їхні параметри. У роботі ми також визначили струми двофазного, однофазного та двофазного КЗ на землю в початковий момент часу:

Визначили, що найбільш небезпечним є однофазне КЗ, так як має найбільше значення струму.

Поиск по сайту: