Расчет переходного процесса в системе электроснабжения

Определим ток прямой последовательности особой фазы А в месте КЗ, найдем и все остальные симметричные составляющие.4.1 Составление схем замещения отдельных последовательностейСхема замещения прямой последовательности аналогична схеме рассмотренной при расчете трехфазного КЗ. Следовательно имеем:,(4.1).(4.2)Схема замещения обратной последовательности аналогична схеме прямой, но без ЭДС генерирующих ветвей, следовательно:.(4.3)Схема замещения нулевой последовательности (см. рис. 4.1) будет зависеть от режима работы нейтралей трансформаторов. Сопротивления нулевой последовательности трансформаторов будут равны сопротивлениям прямой последовательности. Сопротивления линий будут отличаться на коэффициент k, зависящий от наличия или отсутствия грозозащитного троса линии. В нашем случае примем, что все одноцепные и двухцепные линии имеют грозозащитный трос, коэффициенты равны и соответственно.Определим сопротивления линий с учетом вышесказанного:,(4.4),(4.5),(4.6),(4.7),(4.8),(4.9),(4.10).(4.11)Рис. 4.1. Схема замещения нулевой последовательности4.2 Преобразование схем замещения к простейшему видуПреобразуем , , , , , , , и :,(4.12).(4.13)Рис. 4.2.Преобразуем , , , и :,(4.14).(4.15)Преобразуем треугольник , и в звезду:,(4.16),(4.17),(4.18)Рис. 4.3.Преобразуем звезду , и втреугольник:,(4.19),(4.20).(4.21)Рис. 4.4.Преобразуем , , и :,(4.22).(4.23)Рис. 4.5.Преобразуем треугольник , и в звезду:,(4.24),(4.25).(4.26)Преобразуем , , , и :.(4.27)Рис. 4.6.Определим суммарное сопротивление (см. рис. 4.7):.(4.28)Рис. 4.7.4.3Определение расчетных величинНайдем ток прямой последовательности фазы А:.(4.29)Из граничных условий определим токи обратной и нулевой последовательностей:.(4.30)Токи в фазах в месте КЗ:,(4.31).(4.32)Определим напряжения прямой, обратной и нулевой последовательностей:,(4.33),(4.34).(4.35)Напряжения фаз в месте КЗ:,(4.36),(4.37),(4.38)Определим токи и напряжения прямой, обратной и нулевой последовательностей в ветви с выключателем, для этого вернемся к соответствующим схемам.Прямая последовательность.Рис. 4.9.Ток в ветви с сопротивлением :.(4.39)Рис. 4.10.Потенциал узла 1:.(4.40)Ток в ветви с сопротивлением :(4.41)Рис. 4.11.Потенциал узла 2:.(4.42)Ток в ветви с сопротивлением :.(4.43)Потенциал узла 3:.(4.44)Рис. 4.12.Ток прямой последовательности в ветви с выключателем будет равен:.(4.45)Напряжениепрямой последовательности на выключателе будет равно:.(4.46)Обратная последовательность.Рис. 4.13.Ток в ветви с сопротивлением :.(4.47)Потенциал узла 1:.(4.48)Рис. 4.14.Ток в ветви с сопротивлением :.(4.49)Рис. 4.15.Потенциал узла 2:.(4.50)Ток в ветви с сопротивлением :.(4.51)Рис. 4.16.Потенциал узла 3:.(4.52)Ток обратной последовательности в ветви с выключателем будет равен:.(4.53)Напряжениеобратной последовательности на выключателе будет равно:.(4.54)Нулевая последовательность.Рис. 4.17.Ток в ветви с сопротивлением :.(4.55)Рис. 4.18.Потенциал узла 1:.(4.56)Ток в ветви с сопротивлением :.(4.57)Потенциал узла 2:.(4.58)Ток в ветви с сопротивлением :.(4.59)Потенциал узла 3:.(4.60)Рис. 4.19.Ток в ветви с сопротивлением :.(4.61)Ток в ветви с сопротивлением :.(4.61)Рис. 4.20..(4.62)Потенциал узла 4:.(4.63)Ток нулевой последовательности в ветви с выключателем будет равен:.(4.64)Напряжениенулевой последовательности на выключателе будет равно:.(4.65)Токи в фазах в месте установки выключателя:,(4.66),(4.67),(4.68)Напряжения фаз в месте установки выключателя:,(4.69),(4.70),(4.71)По полученным данным строим векторные диаграммы токов и напряжений в месте установки выключателя (рис. 4.21).Рис. 4.21. Векторные диаграммы токов и напряжений в месте установки выключателяНайдем модуль периодической составляющей тока КЗ для точки несимметрии упрощенным способом:(4.72)Рис. 4.22. Векторные диаграммы токов и напряжений в месте КЗ5 Сравнение полученных результатовРезультаты расчетов сведем в таблицу 5.1.№п/пВеличинаМетод эквивалентных ЭДСМетод типовых кривыхМетод симметричных составляющих1Периодическая составляющая тока КЗ в месте повреждения, кА3,0782,9643,012Ударный ток в точке КЗ, кА7,835--3Ударный ток в ветви с выключателем, кА2,13--Расчет периодической составляющей тока КЗ методом типовых кривых даёт погрешность 3,7 % для нулевого момента времени, что является допустимым, вследствие того, что сам метод типовых кривых дает погрешность 10-20%.По полученным данным не следует торопиться производить выбор выключателя, поскольку ударный ток в ветви с выключателем получился меньше вероятно возможного, это говорит о достаточной удаленности его от места КЗ. Расчет тока КЗ с целью выбора данного выключателя необходимо производить при КЗ например, на шинах трансформаторов Т1 и Т2 со стороны ВН, либо на линиях W3,W4, либо на шинах Т6 со стороны ВН.Ток однофазного КЗ получился несколько меньшим тока трехфазного КЗ. Поэтому выбор оборудования и уставок РЗА должен производиться по току трехфазного КЗ.ЗаключениеСделаем краткий итог по проделанной работе.Задачей данного курсового проекта являлась рассчитать только начало возникновения аварийного режима в системе электроснабжения, поскольку установившиеся режимы, а именно нормальный и послеаварийный, мы разбирали в курсе «Электроэнергетика». Во втором разделе, пользуясь методом эквивалентных ЭДС, мы произвели расчет токов трехфазного короткого замыкания для точки КЗ и для ветви с выключателем в нулевой момент времени. Поскольку характер изменения тока КЗ во времени является довольно сложной функцией (см. рис. 5.5 [2]), то в первом приближении ток КЗ можно представить как сумму периодической составляющей и апериодической, в первый полупериод изменения тока, данная сумма дает ударное значение тока КЗ, которое мы и рассчитали для точки КЗ и для ветви с выключателем.В третьем разделе, отбросив ветви с нагрузками, мы рассчитали ток КЗ в нулевой момент времени для точки КЗ и в генерирующих ветвях. Определив значение электрической удаленности генераторов от точки КЗ, с помощью типовых кривых (см. рис. 7.1 [2]), рассчитали значения периодической составляющей тока КЗ для всех генерирующих ветвей в различные моменты времени, характер изменения которых показали на графике (см. рис.3.12).В четвертом разделе мы рассчитали токи однофазного КЗ, пользуясь методом симметричных составляющих, хорошо нам известным из курса «ТОЭ». Для определения токов и напряжений однофазного КЗ в ветви с выключателем, мы рассмотрели в отдельности схемы каждой последовательности.В пятом разделе сделали анализ полученных результатов.Список использованных источниковЭлектромагнитные переходные процессы в системах электроснабжения: Метод. указ. – Чита: ЧитПИ, 1993. – 32 с.Суворов И.Ф. Переходные процессы в системах электроснабжения: Курс лекций. В 2ч. Ч1 – Чита: ЧитГУ, 2005. – 145 с.Рожкова Л.Д., Козулин В.С. Электрооборудование станций и подстанций: Учебник для техникумов. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 648 с.