Расчет переходного процесса в системе электроснабжения (стр. 3 из 5)

Преобразуем треугольник X_W4X_W878X_W3 в звезду:

Х_Y1=X_W878∙X_W3/(X_W878+X_W3+X_W4)=46,845∙88,81/(46,845+88,81+129,6)= =15,687(Ом);

Х_Y2=X_W4∙X_W878/(X_W878+X_W3+X_W4)=129,6∙46,845∙/(46,845+88,81+129,6)= =22,891(Ом);

Х_Y3= X_W4∙X_W3/(X_W878+X_W3+X_W4)= =129,6∙88,81/(46,845+88,81+129,6)=43,392(Ом);

Преобразуем параллельно соединённые ветви E₂₂ – Х₂₂ и Е₄₄ – Х₄₄₅

Е₂₄=(Е₂₂∙Х₄₄₅+Е₄₄∙Х₂₂)/(Х₄₄₅+Х₂₂)= =(257,198∙141,517+264,566∙170,812)/(141,517+170,812)=261,228(кВ);

Х₂₄=Х₂₂∙Х₄₄₅/(Х₂₂+Х₄₄₅)=170,812∙141,517/(170,812+141,517)=77,395(Ом);

(рис. 2.9.)

Преобразуем последовательно соединённые сопротивления Х_Т12С и Х_Y3:

Х_T2Y3=Х_T12C+Х_Y3=32,796+43,392=76,188(Ом);

Преобразуем последовательно соединённые сопротивления X₁₁ и X_Y2:

Х_1Y2=Х₁₁+Х_Y2=602,427+22,891=625,318(Ом);

Преобразуем последовательно соединённые сопротивления X₃ и X_Y1:

Х_3Y1=Х₃+Х_Y1=265,976+15,687=281,663(Ом);

(Рис 2.10.)

Преобразуем параллельно соединённые ветви E₁₁ – Х_1Y2 и Е₃₃ – Х_3Y1

Е₃₁=(Е₁₁∙Х_3Y1+Е₃₃∙Х_1Y2)/(Х_3Y1+Х_1Y2)= =(226,658∙281,664+243,892∙625,318)/(281,664+625,318)=238,54(кВ);

Х_Y32=Х_1Y2∙Х_3Y1/(Х_1Y2+Х_3Y1)=625,318∙281,664/(625,318+281,664) =194,193(Ом);

(Рис 2.11.)

Преобразуем последовательно соединённые сопротивления X_T2Y3 и X_Y32:

Х_TY=Х_T2Y3+Х_Y32=76,188+194,193=270,381(Ом);

E_TY=E₃₁; (Рис. 2.12.)

2.4 Определение расчетных величин

Определим действующее значение сверхпереходной периодической составляющей тока трехфазного КЗ:

;

Ударный коэффициент принимаем равным

.

Ударный ток в точке КЗ:

.

Для определения тока в ветви с выключателем развернем обратно схему замещения. Токи в ветвях будем находить при помощи метода узловых потенциалов. (см. рис. 2.8, 2.9, 2.10).

φ_М=(E_TY∙X_T2Y3)/X_TY=67.216(кВ);

φ₇= E₁₁ - (E₁₁ - φ_М)∙X₁₁/X_1Y2=226,658 - (226,658-67,216)∙602,427/625,318= =73,0525(кВ);

φ₈=Е₃₃ - (E₃₃ - φ_М)∙X₃/X_3Y1=243,892-(243,892-67,216)∙265,976/281,664= =77,056(кВ);

I⁽³⁾_Q12=(φ₈ - φ₇)/(2X_W8∙√3)∙(K_T2)=(77.056-73.0525)/(119.56∙√3)∙2=0.038665(кА)= =38,665(А) – ток через выключатель с учётом коэффициента трансформации.

Ударный ток в ветви с выключателем:

i_yQ12=√2∙I⁽³⁾_Q12∙k_уд=√2∙38,665∙1,8=98,425(А)

Наибольшее действующее значение полного тока КЗ через выключатель:

3 Расчет методом типовых кривых

3.1 Составление схемы замещения исходной электрической схемы

Схема замещения для данного метода приведена на рис. 3.1. Она получена на основе схем рис. 2.4-2.5. с учётом отбрасывания ветвей с нагрузками до места их присоединения.

3.2 Преобразование схемы замещения к простейшему виду

Х₄=Х₂+Х_Т3W7+X_W6=59.683+107.061+87.00=253.744(Ом);

Х₅=Х₃+Х_Т4W5=59.683+110.976=170.659(Ом);

Х_GST6=X_T6+X_GS=173.578+638.639=812.217(Ом);

Три параллельно соединённых сопротивления: 2Х_W8, 2X_W8, X₇₈.

X₇=X₇₈∙Х_W8/(X₇₈+Х_W8)=216.698∙59.78/(216.698+59.78)=46.854(Ом);

Где Х_W8=2X_W8/2=119.56/2=59.78(Ом);

Рис. 3.2.

Преобразуем параллельно соединённые ветви E_С – Х₈₉ и Е_GS – Х_GST6

Е₅=(Е_C∙Х_GST6+Е_GS∙Х₈₉)/(Х₆+Х₈₉)= =(242,0∙812,217+280,71∙513,741)/(812,217+513,741)=256,998(кВ);

Х_E5= Х_GST6∙Х₈₉/( Х₆+Х₈₉)=812,217∙513,741/(812,217+513,741)=314,693(Ом);

Полученная схема – на рис.3.3.

Преобразуем параллельно соединённые сопротивления Х₄ и Х₅

Х₆=Х₄∙Х₅/(Х₄+Х₅)=253,744∙170,659/(253,744+170,659)=102,034(Ом);

Преобразуем треугольник X_W4, X_W3, X₇ в звезду:

X_7’=X_W3∙X_W4/(X_W3+X_W4+X₇)=88.81∙129.6/(88.81+129.6+46.845)=43.392(Ом)

X_Р7=X₇∙X_W4/(X_W3+X_W4+X₇)=46.845∙129.6/(88.81+129.6+46.845)=22.891(Ом)

X_Р8=X_W3∙X₇/(X_W3+X_W4+X₇)=88.81∙46.845/(88.81+129.6+646.845)=15.687(Ом)

Полученная схема на рис. 3.5.

Преобразуем последовательно соединённые сопротивления X_Р7 и X₇₉:

Х_Р79=Х_Р7+Х₇₉=22,891+899,047=921,938(Ом);

Преобразуем последовательно соединённые сопротивления X_Р8 и X_Е5:

Х_РЕ5=Х_Р8+Х_Е5=15,687+314,693=330,38(Ом);

Преобразуем последовательно соединённые сопротивления X₆ и X₁:

Х₈=Х₆+Х₁=102,034+38,256=140,29(Ом);

Схема после данных преобразований – на рис. 3.6.

Преобразуем параллельно соединённые ветви E_С – Х_Р79 и Е₅ – Х_РЕ5

Е_С5=(Е_C∙Х_РЕ5+Е₅∙Х_Р79)/(Х_Р79+Х_РЕ5)= =(242,0∙330,38+256,998∙921,938)/(921,938+330,38)=253,041(кВ);

Х₉= Х_РЕ5∙Х_Р79/(Х_РЕ5+Х_Р79)= 330,38∙921,938/(330,38+921,938)=243,221(Ом);

Полученная схема – на рис.3.7.

Преобразуем последовательно соединённые сопротивления X_7’, X₉ и Х_Т12С:

Х₁₀=Х_7’+Х₉+Х_Т12С=43,392+243,221+32,796=319,409(Ом); (рис. 3.8.)

3.3 Определение изменения периодической составляющей тока КЗ во времени

Определим действующее значение сверхпереходной периодической составляющей тока КЗ (см. рис. 3.8):

Определим токи в ветвях с генераторами:

φ_l=(E₄/X₈)∙X₁=265.232/140.29∙102.034=192.905(кВ); см. рис 3.1., 3.8.

φ_m=φ_l-φ_l/(X₂+X_T3W7+X_W6)∙X_W6=192.905+192.905/(59.683+107.061+87.00)∙59.683= =147.532(кВ); см. рис 3.8., 3.9.

φ_n=φ_l-φ_l/(X₃+X_T4W5)∙X₃=192.905--192.905/(59.683+110.976)∙59.683==125.442(кВ);

см. рис 3.8., 3.9.

I_G3(0)=(E_G3-φ_m)/(√3∙X_G3)=(265.232--147.532)/(√3∙136.195)=0.4989(кА);

I_G4(0)=(E_G4-φ_n)/(√3∙X_G4)=(265.232--125.445)/(√3∙136.195)=0.593(кА);

I_G1(0)=I_G2(0)=E_G2/(X_G1T1H∙√3)=262.764/(368.563∙√3)=0.4116(кА); (см. рис 2.2)

Найдём токи в ветви с системой и синхронным компенсатором

φ_Р=Е_С5-Е_С5∙X₉/X₁₀=253.041-253.041/(319.409)∙243.221=60.357(кВ);

(рис. 3.6, 3.7)

φ₇=Е_С-(Е_С-φ_Р)∙X₇₉/X_P79=242.0-(242.0-60.357)/(921.938)∙899.047=64.867(кВ); (рис. 3.5, 3.6)

φ₈=Е₅-(Е₅-φ_Р)∙X_Е5/X_PЕ5=256.998-(256.998-60.357)/(330.38)∙314.693=69.694(кВ); (рис. 3.5, 3.6)

I_GS(0)=(E_GS-φ₈)/(Х_GSТ6∙√3)=(280.71-69.694)/(812.217∙√3)=0.15(кА);

(см. рис. 3.2.)

; (см. рис. 3.2.)

Определим номинальный ток синхронного компенсатора , приведённый к 9базисному напряжению по формуле:

I_нGS=S/(√3∙U_н∙K_T1∙K_T6)=15/(√3∙10.5∙(115/10.5)∙(242/121))=0.0377(кА).

Для G1: I_н=37.5/(√3∙242)=0.0895(кА).

Далее находим номер типовой кривой. n_GS=I_GS(0)/I_нGS=0.15/0.0377=3.984≈4;

Определим номинальные токи генераторов , приведённые к базисному напряжению по формуле:

I_н=S/(√3∙U_н∙K_Ti)= S/(√3∙242).

Для G1: I_н=37.5/(√3∙242)=0.0895(кА).

Номер типовой кривой определяется аналогично синхронному компенсатору.

Для остальных генераторов данные сведены в таблицу:

Таблица 2.

	G1	G2	G3	G4	GS	S
Iп(0)	0,412	0,412	0,499	0,593	0,150	0,307
Iном	0,089	0,089	0,164	0,164	0,038	1
n(расч.)	4,601	4,601	3,040	3,610	3,984	-
n	5	5	3	4	5	-

Примечание: ток величину периодической составляющей тока энергосистемы считаем постоянной на всём протяжении к.з.