- •3.1. Общие положения
- •3.2. Параметры элементов для отдельных последовательностей
- •3.3. Схемы замещения отдельных последовательностей.
- •4. Расчет трехфазного короткого замыкания. Порядок расчета токов при трехфазном к.З.
- •Расчетная схема
- •Составление схем замещения системы
- •Составление схемы замещения по точному приведению, используя именованные единицы.
- •Составление схемы замещения по приближенному приведению, используя именованные единицы
- •Составление схемы замещения по точному приведению, используя относительные единицы
- •Составление схемы замещения по приближенному приведению, используя относительные единицы
- •Расчет периодической слагающей тока в месте трехфазного к.З. Методом типовых кривых
- •5. Расчет несимметричных коротких замыканий
- •Определение токов прямой, последовательности в месте несимметричного к.З.
- •5.2. Определение фазных величин и построение векторных диаграмм
- •Принципиальная схема
- •Преобразование схемы замещения
- •Преобразование схемы замещения
- •6.6. Определение напряжения в удаленной точке на средней стороне автотрансформатора при двухфазном коротком замыкании на землю.
5. Расчет несимметричных коротких замыканий
Порядок расчета токов и напряжений при несимметричных к.з.
1. Для рассматриваемой точки несимметричного к.з. составляется схема замещения для токов прямой последовательности. За тем, упрощая схему относительно точки к.з., определяют суммарные сопротивление и эквивалентную ЭДСсхемы.
2. Составляется схема замещения для токов обратной последовательности. Затем упрощая схему относительно точки к.з. определяют ее суммарное сопротивление обратной последовательности .
3. Составляется схема замещения для токов нулевой последовательности. Затем, упрощая схему относительно точки к.з., определяют ее суммарное сопротивление нулевой последовательности .
4. Определяется сопротивление шунта к.з. для различных видов к.з.
где - показатель вида к.з.
5. Определяется величина тока прямой последовательности для рассматриваемых видов к.з.
6. Определяются искомые фазные токи и напряжения в месте рассматриваемых видов к.з. либо аналитическим способом, либо построением векторных диаграмм токов и напряжений.
7. При необходимости определяют: величину тока в земле или в нейтрали элемента (генератора, трансформатора); симметричные составляющие токов и напряжений в месте к.з. и их распределение в схеме соответствующих последовательностей и т.п.
Определение токов прямой, последовательности в месте несимметричного к.З.
1. Составляется схема замещения для токов прямой последовательности. Эта схема является обычной схемой, которую составляют для расчета токов при трехфазном к.з., т.к. последние являются токами прямой последовательности. Далее, упрощая схему относительно рассматриваемой точки несимметричного к.з., определяют ее эквивалентную ЭДС и суммарное сопротивление . Конечная схема имеет вид (рис.5)
Рис 5. Упрощенная схема прямой последовательности
2. Составляется схема замещения для токов обратной последовательности. Схема состоит их трех элементов, как и схема прямой последовательности, т.к. токи прямой и обратной последовательностей протекают по одним и тем же путям.
Отличие: точки приложения ЭДС источников заземляются, т.к. ЭДС обратной последовательности генерирующих ветвей условно принимают равными нулю ();
а) генераторы замещаются со своими сопротивлениями обратной последовательности . (сопротивлениеX*d заменяется сопротивлением ).
В данной работе можно принять .
Сопротивление трансформаторов, линии и реактора прямой и обратной последовательностей равны.
Далее упрощая схему относительно точки несимметричного к.э. определяют ее суммарное сопротивление . Конечная схема имеет вид (рис. 6).
Рис 6. Упрощенная схема обратной последовательности
3. Составляется схема замещения для токов нулевой последовательности.
Схема существенно отличается от схемы прямой и обратной последовательности, т.к. токи нулевой последовательности протекают по путям, отличным от путей протекания токов при трехфазном к.з.
Токи нулевой последовательности, протекая от места к.з., могут иметь возврат к месту к.з. только через землю и параллельные ей цепи (троссы линий, оболочка кабелей, нулевые провода). Поэтому, приступая к составлению схемы, прежде всего необходимо установить возможные контуры протекания тока нулевой последовательности. Для образования таких контуров необходимо чтобы в цепи, электрически связанной с точкой к.з., имелись заземленные нейтрали элемента (генератора, трансформатора).
Составление схемы следует начинать от точки к.з. Вид этой схемы зависит от количества трансформаторов и схемы соединений их обмоток.
Например, рассмотрим трансформатор, имеющий соединение обмоток . Пусть этот трансформатор на участок сети включен, как на рис.7.
Рис.7 – Вариант включения трансформатора в сеть
Если точка к.з. K-1 со стороны обмотки, соединенной в заземленную звезду, то образуется циркуляция тока нулевой последовательности: через точки к.з. попадает в землю, затем в нейтраль обмотки ВН трансформатора, далее по трем фазам обмотки ВН, линии и обратно к точке к.з. Кроме того, во вторичной обмотке соединенной в треугольник трансформатора наводится ЭДС нулевой последовательности и так как фазы этой обмотки соединены в треугольник, то в них возникает ток нулевой последовательности, не выходящий за пределы треугольника.
Таким образом, в случае к.з. в точке K-1 в схему нулевой последовательности войдет сам трансформатор и элементы от схемы точки к.з. до этого трансформатора , т.е. в схему должны войти все элементы, по которым пойдет ток нулевой последовательности.
Если точка к.з. К-2 со стороны обмотки, соединенной в треугольник то сам трансформатор и элементы от точки к.з. до этого трансформатора в схему не войдет, т.к. через обмотки соединенной в треугольник, ток нулевой последовательности не образуется.
Рис. 8 – схема замещения нулевой последовательности
Сопротивление нулевой последовательности определяется схемой обмоток. При учете трансформатора в схеме нулевой последовательности его сопротивление можно принимать равным,
Тип трансформатора и соединение его обмоток |
Сопротивление нулевой последовательности |
Рисунок | ||
Д в у х о б м о т о ч н ы е |
| |||
1. Тр-р любого типа с соединением обмоток |
|
| ||
|
а) | |||
2. Трехфазная группа из трех однофазных тр-ров или трехфазный тр-ор с 4 или 5 сердечниками (четырех или пяти стержневой) с соединением обмоток |
|
| ||
|
в) | |||
б) | ||||
3. Трехфазный трехстержневой тр-ор с соед-м обмоток |
|
| ||
|
в) | |||
|
б) | |||
Т р е х о б м о т о ч н ы е |
| |||
4. Трехобмоточные тр-ы с соединением обмоток |
|
| ||
|
г) | |||
определяется по своей схеме |
д) | |||
5. Двухобмоточные с расщепленной обмоткой НН на две |
е) | |||
|
А в т о т р а н с ф о р м а т о р ы | |||
|
определяется по своей схеме |
ж) | ||
|
Л и н и и | |||
Характеристика линии |
Отношение | |||
Одноцепная без тросов |
3,5 |
1,4 | ||
Одноцепная со стальными тросами |
3,0 |
0,8 | ||
Одноцепная с хорошо проводящими тросами (из цветного метала) |
2,0 |
- | ||
Двухцепная без тросов |
5,5 |
1,1 | ||
Двухцепная со стальными тросами |
4,7 |
0,6 | ||
Двухцепная с хорошо проводящими тросами |
3,0 |
- | ||
К а б е л и | ||||
Трехжильные | ||||
Одножильные | ||||
Р е а к т о р ы | ||||
|
Расчет режима сети при несимметричном к.з основан на использование метода симметричных составляющих, в соответствии с которым фазные токи и напряжения определяется как геометрическая сумма токов или напряжений, обратной и нулевой последовательности.
Учитывая что полный ток в месте к.з., а также токи обратной и нулевой последовательности при несимметричном к.з. пропорциональны току прямой последовательности, основная задача расчета несимметричных коротких замыканий заключается в определение тока прямой последовательности. Расчетные выражения, приведенные ниже определяют токи и напряжения отдельных последовательностей для особой фазы (фазы А).
Для определения тока требуется предварительно найти результирующие реактивные сопротивления схем обратной и нулевой последовательности и дополнительное сопротивление зависящее от вида к.з.
- для однофазного к.з;
- для двухфазного к.з;
- для двухфазного к.з на землю.
Начальное значение тока прямой последовательности определяется по формуле:
(5.1)
Ток обратной последовательности:
- для однофазного к.з.
Ток нулевой последовательности:
- для однофазного к.з.
Ток обратной последовательности:
- для двухфазного к.з.
Ток нулевой последовательности:
- для двухфазного к.з.
Ток обратной последовательности:
- для двухфазного к.з. на землю.
Ток нулевой последовательности:
- для двухфазного к.з. на землю.
Модуль полного тока в месте к.з. определяется как;
(5.2)
где - коэффициент, зависящий от вида к.з.
- для однофазного к.з;
- для двухфазного к.з;
- для двухфазного к.з на землю.
Напряжения отдельных последовательностей в месте к.з определяется в соответствии с уравнениями второго закона Кирхгофа:
(5.3)
Составляющая напряжение прямой последовательности может быть также определена по известному значению дополнительного сопротивления.
Составляющие напряжений отдельных последовательностей в заданном узле схемы (шины СН автотрансформатора) удобно определять суммированием (с учетом знаков) напряжений соответствующих последовательностей в месте к.з. и падений напряжений в сопротивлениях, включенных в схемах каждой последовательности между точкой к.з. интересующим узлом, по соотношениям:
(5.4)
Здесь ,,- токи сопутствующих последовательностей, протекающие по сопротивлениям,,
Определение токов и напряжений отдельных последовательностей следует вести в именованных единицах: напряжений – в кВ, токов – в кА. При этом перевод сопротивлений в именованные единицы следует выполнять по формуле:
(5.5)
Во избежание ошибки следует помнить, что напряжение прямой последовательности увеличивается по мере удаления от точки к.з, а напряжения обратной последовательностей – уменьшается.