Электромагнитны переходные процессы

где Т			Lэ			xэ		– постоянная времени цепи КЗ, с,	xэ	10,2 – отношение
	а		R	э		r			r
						э			э

между индуктивным и активным сопротивлениями системы, согласно заданию.

	Т			10,2		0,032 с,
		а		2 50

0,01

kуд 1 е0,032 1,735,

iуд2 2 1,735 4,108 10,1 кА.

Апериодические составляющие тока КЗ:

Действующие значения апериодических составляющих токов КЗ в моменты времени t = 0; 0,01; 0,1; 0,2; 0,5; ∞ Iat, кА, определяем по формуле:

t

Та ,

2 I

I

е

а(t)

ИП2

4,108 e

0

IИП1

5,81 кА,

2

0,032

a(0)

Расчеты для остальных моментов времени занесены в таблицу 1.2.

Мощность короткого замыкания

действия

источника ИП2

S

,

К2

определяем по формуле:

(1.23)

МВА,

S

3 I

U

,

(1.24)

К2

ИП2

б2

S

3 4,108 115 818,2 М·ВА.

К2

Действующее значение ударного тока КЗ Iуд1, кА, определяем по формуле:

I

уд2

I

1 2 (k

уд

1)2 ,

(1.25)

ИП2

Iуд2 4,108 1 2 (1,735 1)2 5,692 кА.

Значение тока КЗ от действия источника ИП1 в момент времени t = 0 Iк(0),

кА, определяем по формуле:
I	I2		I2	,	(1.26)
к,0		П(0)	а(0)

22

Iк,0 4,1082 5,812 7,115 кА.

Составляющие тока КЗ в другие моменты времени определяются аналогичным способом, результаты расчета по данному пункту занесены в таблицу 1.1.

Таблица 1.1 – Результаты расчета удаленного КЗ от энергосистемы

		I	,	I	,	I	,		Iat,			S	,
	t, с	ИП2		Пt		Пm2		iуд2, кА		Iуд2, кА	Iкt, кА	К2
		кА		кА		кА			кА			МВА
	0								5,81		7,115
	0,01								4,269		5,925
	0,1	4,108		4,108		5,81		10,1	0,267	5,925	4,116	818,2
	0,2								0,012		4,108
	0,5								0		4,108
	∞								0		4,108

1.7 Определение составляющих тока КЗ в расчетные моменты времени

для источника ограниченной мощности

При определении периодической составляющей тока КЗ руководящие

указания рекомендуют метод типовых кривых [2].

Типовыми кривыми называют графические зависимости, отражающие при заданной удаленности точки КЗ изменение во времени относительного

значения периодической составляющей тока КЗ источника t .

На типовых кривых, изображенных на рисунке 1.9, интерполируя,

определяем кривую γ*t, соответствующую полученному значению I .

И*

Искомое действующее значение периодической составляющей тока

короткого замыкания в расчетный момент времени определяется по формуле:

IПt t IП0 ,	(1.27)
где t – кратность тока кз в расчетный момент времени,	определяется по
кривой рисунок 1.9.

Значения t для различных моментов времени для источника ИП1, а также токи КЗ для этих же значений времени приведены в таблице 1.2.

Таблица 1.2 – Результаты расчета неудаленного КЗ

23

t, с	0	0,01	0,1	0,2	0,5	∞
t	1	0,98	0,94	0,92	0,92	1,05
IПt , кА	2,233	2,188	2,1	2,054	2,054	2,345

Амплитудное значение периодической составляющей тока КЗ IПm1, кА,

определяем по формуле:

I

2 IИП1

,

(1.28)

Пm1

П(0)

I

2 2,233 3,158 кА.

Пm1

Мгновенное значение ударного тока КЗ iуд2, кА, определяем по формуле:

IИП1 ,

i

уд1

2 k

уд

(1.29)

П(0)

iуд1 2 1,735 2,233 5,48 кА.

Действующее значение апериодической составляющей тока КЗ в момент времени t=0 Ia(0), кА, определяем по формуле:

t

Та ;

I

2 IИП1 е

(1.30)

а(0)

П(0)

0

0,032

I

2

2,233 е

3,158 кА.

а(0)

Действующее значение ударного тока КЗ Iуд1, кА, определяем по формуле:

I

уд1

IИП1

1 2 (k

уд

1)2 ,

(1.31)

П(0)

Iуд1 2,417

1 2 (1,8 1)2 3,487 кА.

Значение тока КЗ от действия источника ИП2 в момент времени t = 0 Iк0,

кА, определяем по формуле:

I

I2

I2

,

(1.32)

к(0)

П(0)

а(0)

I

2,4172

3,4192

4,187 кА.

к(0)

Мощность КЗ от действия

источника

ИП1

S

, МВА,

определяем по

К1

формуле:

S

3 IИП1 U

,

(1.33)

К1

П(0)

б2

24

S
		3 2,233 115 444,8 МВА.
К1

Расчеты по данному подразделу занесены в таблицу 1.3.

	Iп/Iпо						Iп/Iпо					1
	1,1						1,1
												1,853
						*Iпо(н)=1						2
	1,0						1,0
						1,853
	0,9					2	0,9
												3
	0,8					3	0,8
						4						4
	0,7						0,7
						5
						6						5
	0,6						0,6
						7		7
						8						6
								8
	0,5					t, c	0,5					t, c
	0	0,1	0,2	0,3	0,4		0,5	1,0	1,5	2,0	2,5	3,0

Рисунок 1.9 – Типовые кривые для мощных синхронных машин

Таблица 1.3 – Результаты расчета близкого (неудаленного) КЗ

			,	IПt ,		,	iуд1,	Iat, кА	Iуд1,
	t, с	IИП1			IПm1		кА		кА	Iкt, кА	SК1 ,
		кА		кА	кА						МВА
	0			2,233				3,158		3,868	444,8
	0,01			2,188				2,321		3,19	435,9
	0,1	2,233		2,1	3,158		5,48	0,145	3,221	2,104	418,1
	0,2			2,054				0,007		2,054	409,2
	0,5			2,054				0		2,054	409,2
	∞			2,345				0		2,345	467,04

25

1.8 Определение полного тока трехфазного КЗ и его составляющих в

расчетные моменты времени

Ток в месте короткого замыкания определяем как сумму токов по всем ветвям в необходимые моменты времени.

Действующее значение периодической составляющей полного тока КЗ IПtΣ ,

кА, определяем по формуле:

2

IПtΣ IПtk , (1.34)

k 1

где IПtk – действующее значение периодической составляющей тока КЗ k-той ветви, кА.

IП(0) 4,108 2,233 6,341 кА.

Действующее значение апериодической составляющей полного тока КЗ IatΣ,

кА, определяем по формуле:

	2
I	I		,	(1.35)
at	k 1	atk

где Iatk – действующее значение апериодической составляющей тока КЗ k-той ветви, кА.

Ia(0)Σ 5,81 3,158 8,968 кА.

Действующее значение полного тока трехфазного КЗ It, кА, определяется по

формуле:
		I		I2		I2		,	(1.36)
			к,t		Пt	at
I		6,3412 8,9682						10,983	кА.
к,0

Значения полного тока КЗ и его составляющих в другие моменты времени определяются аналогично. Результаты расчета по данному подразделу занесены в таблицу 1.4.

26

Таблица 1.4 – Результаты расчета полного тока КЗ и его составляющих

t, с	IПtΣ, кА	IatΣ, кА	Iк,t, кА
0	6,341	8,968	10,983
0,01	6,296	6,590	9,114
0,1	6,208	0,412	6,222
0,2	6,162	0,019	6,162
0,5	6,162	0	6,162
∞	6,453	0	6,453

27

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В контрольной работе был произведен расчет симметричного трехфазного короткого замыкания на вводе отпаечной расчетной подстанции №1.

По заданной принципиальной схеме электроснабжения группы подстанций, составлены исходная расчетная схема и исходная схема замещения, определены параметры элементов схемы с использованием метода относительных единиц. По известным из курса ТОЭ методам преобразования сопротивлений исходная схема замещения была приведена к результирующей двухлучевой схеме.

Короткое замыкание от электростанции получилось неудаленным, периодическая составляющая тока К(3) в расчетные моменты времени определялась по методу типовых кривых.

Периодическая составляющая тока КЗ от энергосистемы в течении всего времени КЗ неизменна и определяется аналитическим методом.

По рассчитаны составляющим полного тока трехфазного короткого замыкания можно судить о надежности системы и наличии возможных повреждений при протекании токов КЗ.

28

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Константинов, А. М. Электромагнитные переходные процессы: расчет переходных режимов в электрической сети напряжением выше 1000 В [Текст] :

метод. пособие по выполнению расчетно-графической и курсовой работы / А.

М. Константинов, Ю. А. Громашова. – Хабаровск : изд-во ДВГУПС, 2013. – 58

с.

2. ГОСТ Р 52735-2007. Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением свыше 1 кВ

[Текст]: утв. и введен Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 12 июля 2007 г; введ 2008–07-01. – М.:

Стандартинформ. ‒ 54 с.

3.Руководящие указания по расчёту токов короткого замыкания и выбору электрооборудования: РД 153-34.0-20.52–98.

4.Герасименко, А. А. Передача и распределение электрической энергии

[Текст]: учеб. пособие / А. А. Герасименко, В. Т. Федин. – 3-е изд., перераб. –

М.: КНОРУС, 2012. – 648 с.

29