Расчет короткого замыкания

Содержание



	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

Элемент

Обозначение

Индуктивное сопротивление (о.е.м.)

Активное сопротивление (о.е.м.)

Генератор Г-1

Г1

0,2

17

Генератор Г-2

Г2

0,2

17

Генератор Г-3

Г3

0,15

15

Нагрузка Н-1

Н1

0,7

1,75

Нагрузка Н-2

Н2

0,7

1,75

Нагрузка Н-3

Н3

1

2,5

Воздушная линия Л-1

Л1

0,2

0,8

Воздушная линия Л-2

Л2

0,05

0,2

Трансформатор Т-1

Т1

0,13

5,2

Трансформатор Т-2

Т2

0,13

5,2

Трансформатор Т-3

Т3В

0,09

3,6



Т3С

0

0



Т3Н

0,19

7,6

Трансформатор Т-4

Т4

0,26

4,42

Резистор

Р

0,0002

0,012

Система

С

0,032

3,2



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

Элемент

ЭДС

Сопротивление

Приведенное сопротивление

Генератор Г-1

1,12

1,42

1,893

Генератор Г-2

1,12

1,42

1,893

Генератор Г-3

1,24

0,35

0,2979

Нагрузка Н-1

0

0,35

0,7

Нагрузка Н-2

0

0,35

0,7

Нагрузка Н-3

0

0,35

1



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

Генератор

Критическое сопротивление

Критический ток

Г1

11,8333

0,0845

Г2

11,8333

0,0845

Г3

1,4583

0,6857



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



Генератор

Ток

Г1

0,074225

Г2

0,074225

Г3

0,200006



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





+j

+1

IA

IA1

IA0

IA2

IB2

IC2

IC1

IB1



Рис. 2.2.3


Список использованной литературы



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

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