Определение трехфазного и двухфазного замыкания

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

В процессе выполнения проекта необходимо:

Определить сверхпереходной и ударный токи трёхфазного К.З.;

Определить значение периодической составляющей тока двухфазного К.З. на землю для заданного момента времени;

Построить фазные диаграммы токов и напряжений в месте К.З. и на зажимах ближайшего генератора;

Начальные данные приведены в таблицах 1, 2, 3, 4, 5 .

Таблица 1 Данные для составления расчётной схемы.

Таблица 2. Параметры турбогенератора Г2 и гидрогенератора Г1, Г3

Таблица 3. Параметры трансформаторов

Таблица 4. Параметры нагрузок

Таблица 5. Параметры воздушных линий

Таблица 6. Параметры синхронного компенсатора

1. Расчет трехфазного короткого замыкания

1.1 Составление схемы замещения

1.2 Расчёт сопротивлений в относительных единицах

а) сопротивление генератора Г1:

б) сопротивление генератора Г3:

в) сопротивление трансформатора Т1:

г) сопротивление трансформатора Т3:

д) сопротивление трансформатора Т5:

е) сопротивление нагрузки Н1:

ж) сопротивление нагрузки Н4:

з) сопротивление нагрузки Н5:

ж) сопротивление линий:

З) сопротивление синхронного компенсатора СК:

После определения сопротивлений элементов составляем эквивалентную схему замещения:

1.3 Преобразования эквивалентной схемы

Преобразование выполняется в направлении от источников питания к месту к.з. При этом используются правила последовательного и параллельного сложения сопротивлений, преобразование звезды сопротивлений в треугольник сопротивлений и обратно, замена нескольких генерирующих ветвей с разными ЭДС, присоединённых к одному общему узлу, одной эквивалентности и т. п.

;

;

;

;

;

;

;

Рисунок- 4 Результирующая эквивалентная схема

Определение сверхпереходного и ударного токов

Составляем схему замещения системы, которая учитывает только активные сопротивления.

Значения сопротивлений вычисляются следующим образом:

,

где x/r берётся из таблицы 2 [1].

а) сопротивление генератора Г1:

б) сопротивление генератора Г3:

в) сопротивление трансформатора Т1:

г) сопротивление трансформатора Т3:

д) сопротивление трансформатора Т5:

е) сопротивление нагрузки Н1:

г) сопротивление нагрузки Н4:

д) сопротивление нагрузки Н4:

е) сопротивление линий:

ж) сопротивление синхронного компенсатора:

Рассчитываем rрез. Используем те же преобразования, что и при расчёте xрез :

;

;

;

;

;

.

.

Определяем постоянную времени:

Определяем ударный коэффициент:

Определяем базисный ток:

Определяем сверхпереходной ток в именованных единицах:

Определяем ударный ток в именованных единицах:

Определяем наибольшее действующее значение полного тока КЗ:

Определяем сверхпереходную мощность:

2. Расчет двухфазного короткого замыкания на землю

Для заданной схемы составляют схемы замещения прямой обратной и нулевой последовательностей.

Составление схемы замещения прямой последовательности

В схему замещения прямой последовательности генераторы вводят своими сверхпереходными сопротивлениями; нагрузки в ней должны отсутствовать за исключением крупных двигателей и синхронных компенсаторов, расположенных вблизи места КЗ, которые рассматриваются как генераторы разновеликой мощности. Никаких ЭДС в схему вводить не нужно.

Реактивности элементов в схеме прямой последовательности определяются так же, как и в расчёте прямой последовательности. Выполняем соответствующие преобразования:

;

;

;

Рисунок 7 - Эквивалентная схема после преобразований

При преобразовании схемы замещения прямой последовательности широко используются коэффициенты распределения, которые характеризуют долю участия каждого источника в питании короткого замыкания.

Найдем результирующее сопротивление относительно точки к.з.:

;

Определим далее коэффициенты распределения:

;

;

Далее находим взаимные сопротивления между точкой к.з. и соответствующим источником:

;

;

Рисунок 8 - Схема замещения прямой последовательности.

Определим результирующее сопротивление прямой последовательности:

;

Составление схемы замещения обратной последовательности

Схема замещения обратной последовательности составляется аналогично схеме прямой последовательности. Генераторы в ней учитываются своими сопротивлениями обратной последовательности :

Рисунок 9 - Эквивалентная схема замещения обратной последовательности

Пересчитываем сопротивления генераторов:

Используем результаты вычислений схемы прямой последовательности и составляем эквивалентную схему после первых преобразований.

При преобразовании схемы замещения обратной последовательности также используем коэффициенты распределения, которые характеризуют долю участия каждого источника в питании короткого замыкания.

Рисунок 10 - Эквивалентная схема после преобразований

Найдем результирующее сопротивление относительно точки к.з.:

;

Определим далее коэффициенты распределения:

;

;

Далее находим взаимные сопротивления между точкой к.з. и соответствующим источником:

;

;

Определим результирующее сопротивление прямой последовательности:

;

Рисунок 11 - Результирующая схема замещения обратной последовательности

2.3 Составление схемы замещения нулевой последовательности

Составление схемы нулевой последовательности следует начинать от точки, где возникла несимметрия, считая, что в этой точке все фазы замкнуты между собой накоротко и к ней приложено напряжение нулевой последовательности. Эта схема в основном определяется соединением обмоток участвующих трансформаторов и автотрансформаторов и существенно отличается от схем других последовательностей.

При составлении схемы нулевой последовательности для воздушных линий следует принять следующие сопротивления нулевой последовательности:

для одноцепных линий ;

для двухцепных линий ;

Сопротивления всех элементов выражаются в относительных единицах при выбранных базисных условиях.

Определяем реактивности элементов для обратной последовательности:

Рисунок 12 - Эквивалентная схема замещения нулевой последовательности

Выполняем преобразования:

;

;

;

;

;

;

;

Результирующее сопротивление нулевой последовательности:

;

Рисунок 13 - Результирующая схема замещения обратной последовательности

Определение расчётных реактивностей

При