Расчет трехфазного Симмитричного и несимметричного коротких замыканий в сложной электрической системе

Принимаем, что схема обратной последовательности и её сопротивления совпадают  со схемой прямой последовательности, т.е. , .

2.3. Схема замещения нулевой последовательности

 

Схема нулевой последовательности существенно отличается от схемы  прямой последовательности и в значительной мере определяется соединением обмоток  трансформаторов. Началом схемы  нулевой последовательности считают  точку, в которой объединены ветви  с нулевым потенциалом. А её концом – место КЗ, в которой приложено U_0К.

Для автотрансформаторов АТ4, АТ5, трансформаторов  Т1, Т2 и системы сопротивления нулевой последовательности равны сопротивлениям прямой последовательности.

В упрощенных практических расчетах сопротивление нулевой последовательности Х₀ воздушных линий электропередач допускается определять через коэффициент К=Х₀/Х₁ , значение которого зависит от конструктивного исполнения ЛЭП.

Определим сопротивления нулевой  последовательности ВЛЭП. «К» определяем в соответствии с заданным в исходных данных конструктивным исполнением по [2, табл. П2.1, стр.58]:

 

 

 

 

Преобразование  схемы замещения:

Рис. 13. Схема замещения нулевой последовательности

Этапы преобразования схемы замещения  прямой последовательности.

 

 

Рис. 14. Упрощение схемы замещения(1)

 

 

Рис. 15. Упрощение схемы замещения(5)

 

 

 

Рис. 16. Упрощение схемы замещения(3)

 

Определим сопротивление шунта:

 

Определим периодическую  слагающую для фиктивного трехфазного  замыкания:

 

 

 

2.5. Расчет параметров аварийного режима для начального момента времени t=0

 

Все выше приведенные расчеты сделаны  для фактического трехфазного короткого  замыкания. А в данном расчете  необходимо рассчитать несимметричное однофазное короткое замыкания на землю. Т.е. необходимо найти дополнительное сопротивление (реактанс), чтобы попасть в реальное место КЗ. Также необходимо выбрать коэффициент пропорциональности m, чтобы вычислить модуль I_n поврежденной фазы при несимметричном КЗ.

Вид замыкания. К⁽¹⁾: m⁽¹⁾=3

 

Пересчитаем I_n тока прямой последовательности для К⁽¹⁾ особой фазы по месту КЗ:

 

Для того, чтобы найти токи обратной и нулевой последовательностей  фазы А воспользуемся [1, табл.П2.3, стр.64]: 

Модуль I_n тока КЗ: 

Ударный ток КЗ:

 

6. Построение векторной диаграммы по месту КЗ

 

 

                                        

                                         

                                                   

 

Векторная диаграмм токов в точке К⁽¹⁾ представлена на рисунке 17:

Симметричные составляющие напряжения в месте КЗ особой фазы А определяем по [1, табл.П2.3, стр.64] для К⁽¹⁾.

В относительных единицах:

 

 

 

В именованных единицах:

 

 

 

 

 

Векторная диаграмм напряжений в точке К⁽¹⁾ представлена на рисунке 18:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.17. Векторная диаграмма токов 

 

Рис.18. Векторная диаграмма напряжений 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                               Заключение

Расчеты режимов КЗ трехфазных симметричных схем производятся на одну фазу вследствие подобия явлений, происходящих в каждой из фаз, и равенства значений одноименных величин.

При несимметрии в произвольной точке системы, которая может  быть поперечной при коротком замыкании  между фазами или между фазой  и землей, или продольной – при  неодинаковых сопротивлениях в фазах  и обрывах, явления по фазам различны. Неодинаковы в том случае величины токов и напряжений, а также  узлы сдвига между ними. Для нахождения токов и напряжения в любой  фазе несимметричной системы необходимо составить трехфазную схему замещения  и написать необходимое число  уравнений с учетом взаимоиндукции, что сильно усложняет решение  задачи, особенно для синхронных генераторов.

Сравнительно прост расчет несимметричных режимов в трехфазных схемах с помощью метода симметричных составляющих. Вычисление токов и  напряжений при несимметричных КЗ сводится к вычислению этих величин при  некотором фиктивном трехфазном КЗ. А это предоставляет возможность  воспользоваться однолинейной схемой замещения и производить расчет на одну фазу. В этом состоит одно из достоинств метода симметричных составляющих.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                       Список используемых источников:

 

1. Готман В.И., Хрущёв Ю.В. Электромагнитные переходные процессы в электрических системах: Учебное пособие по курсовому проектированию по дисциплине «Электромагнитные переходные процессы в электрических системах», Томск: изд-во ТПУ, 2002, - 68с.

2. Борисов Р.И., Готман В.И. Основы переходных процессов в электрических системах. Учебное пособие, Томск: изд-во ТПИ, 1969.

3. Ульянов С.А. Электромагнитные переходные процессы в электрических системах. М.:»Энергия», 1970 – 420с.