Порядок выполнения работы. 3.1 Для заданной принципиальной схемы определить параметры расчетной схемы.

3.1 Для заданной принципиальной схемы определить параметры расчетной схемы.

3.2 Составить схему замещения для расчета начального значения периодической составляющей тока трехфазного короткого замыкания.

3.3 Заданным преподавателем методом рассчитать параметры схемы замещения.

3.4 Выполнить расчет I_П0.

3.4.1 На практических занятиях преобразовать схему замещения относительно точки КЗ и найти начальный ток в месте КЗ; определить токораспределение в схеме при КЗ в заданной точке.

3.4.2 На лабораторной работе расчет выполняется по программе TKZ–3, разработанной на кафедре «Электроэнергетические сети и системы» ВятГТУ. Необходимо пронумеровать ветви и узлы схемы замещения, ввести, согласно инструкции /4/, исходные данные о схеме замещения и выполнить расчеты трехфазного КЗ в заданных точках; определить токи и напряжения в схеме в именованных единицах, приведенные к собственной ступени напряжения.

Таблица 3 – Расчетные выражения для определения приведенных параметров элементов схемы замещения при приближенном учете коэффициентов трансформации трансформаторов.

 

Наименование элемента	Параметры элемента
Именованные единицы x, R (Ом); E (кВ)	Относительные единицы
Генератор (синхронный компенсатор), синхронный двигатель
Генератор, синхронный двигатель	В режиме перевозбуждения
В режиме недовозбуждения
Синхронный компенсатор	В режиме перевозбуждения
В режиме недовозбуждения
Продолжение таблицы 3
Асинхронный двигатель
Эквивалентный источник (система)
Эквивалентная нагрузка
Двухобмоточные трансформаторы (автотрансформаторы)
Продолжение таблицы 3
Трехобмоточные трансформаторы (автотрансформаторы)
Двухобмоточный трансформатор с обмоткой НН, расщепленной на две части
Двухобмоточный трансформатор с обмоткой НН, расщепленной на две части, при параллельной работе обмоток НН
Реактор
Сдвоенный реактор
Продолжение таблицы 3
Воздушная линия
Кабельная линия

 

Примечания:

1. До КЗ все источники работали в номинальном режиме.

2. – номинальные мощности элементов (МВА); – базисная мощность (МВА); – среднее (по шкале средних номинальных напряжений) базисное напряжение основной ступени (кВ); – среднее (по шкале) напряжение в месте установки данного элемента (кВ); – номинальный ток, приведенный к базисному напряжению основной ступени; ; .

3. Шкала средних номинальных напряжений: 3,15; 6,3; 10,5; 13,8; 15,75; 18; 20; 24; 37; 115;154;230;340;515 кВ.

Контрольные вопросы

1. Каковы цели расчета КЗ?

2. Какие условия и основные допущения принимают при расчетах КЗ?

3. Что понимается под термином «относительные единицы»?

4. Как выбираются и пересчитываются базисные условия для различных ступеней напряжения электроэнергетической системы?

5. Зависит ли результат расчета тока КЗ от выбора базисных условий?

6. Назовите отличия принципиальной схемы, расчетной схемы и схемы замещения.

7. На чем основаны точное и приближенное приведения параметров элементов короткозамкнутой цепи в схемах замещения?

 

Литература

1. ГОСТ 27514-87. Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением свыше 1 кВ.

4. Винославский В.Н., Пивняк Г.Г., Несен Л.И., Рыбалко А.Я, Прокопенко В.В. Переходные процессы в системах электроснабжения. - Киев.: Выща школа, 1989.

5. Ульянов С.А. Электромагнитные переходные процессы в электрических системах.- М.: Энергия, 1979.

6. Сборник инструкций к специализированным программам вычислительной системы коллективного пользования для студентов специальности 1003 – «Электрические системы». – Киров: изд. КирПИ, 1987.

Приложение

Составить схему замещения для расчета трехфазного КЗ и определить начальное значение периодической составляющей тока короткого замыкания для заданной расчетной схемы.

 

Параметры расчетной схемы:

генератор:

трансформатор: ;

автотрансформатор:

воздушная линия электропередачи:

система:

 

1. Схема замещения

 

2. Параметры схемы замещения в именованных единицах с точным приведением параметров к основной ступени напряжения:

 

 

Принимаем за основную ступень напряжения 220 кВ, тогда параметры генератора приводятся к основной ступени напряжения через коэффициент трансформации трансформатора:

 

Сопротивления трансформатора, линии и обмотки среднего напряжения автотрансформатора приведены к ступени напряжения 220 кВ и не пересчитываются. Осуществим приведение сопротивлений обмоток высокого и низкого напряжений автотрансформатора и параметров системы к основной ступени напряжения через соответствующие коэффициенты трансформации автотрансформатора:

3. Начальное значение периодической составляющей тока короткого замыкания

Сопротивление обмотки низкого напряжения автотрансформатора не входит в короткозамкнутую цепь, тогда:

Так как точка КЗ находится на основной ступени напряжения, полученное значение тока не нужно приводить к ступени напряжения с коротким замыканием.

4. Параметры схемы замещения в именованных единицах с приближенным приведением параметров к основной ступени напряжения.

За основную ступень напряжения принимаем 500 кВ. По шкале средних номинальных напряжений напряжение основной ступени U_б=515 кВ. Пользуясь формулами таблицы 3, рассчитаем параметры схемы замещения:

 

5. Начальное значение периодической составляющей тока короткого замыкания

Рассчитанное значение тока КЗ приведено к ступени напряжения 515 кВ. Чтобы определить реальную величину в точке короткого замыкания, необходимо разделить его на соответствующий коэффициент трансформации:

6. Параметры схемы замещения в относительных единицах с точным приведением параметров к основной ступени напряжения:

Принимаем за основную ступень напряжения 220 кВ. Задаемся базисной мощностью S_б=200 МВА и базисным напряжением основной ступени =230 кВ.

Базисные напряжения других ступеней сети:

Определяем относительные значения ЭДС источников энергии и сопротивления всех элементов при выбранных базисных условиях:

6. Начальное значение периодической составляющей тока короткого замыкания

 

8. Параметры схемы замещения в относительных единицах с приближенным приведением параметров к основной ступени напряжения.

Принимаем за основную ступень напряжения 220 кВ. Задаемся базисной мощностью S_б=1000 МВА. По таблице 3:

7. Начальное значение периодической составляющей тока короткого замыкания

 

Сравнивая результаты расчетов при различных способах составления схемы замещения, можем отметить, что погрешность в определении для простой схемы невелика. В более сложной схеме погрешность может быть выше, но считается допустимой для практических расчетов.