Составление и расчет схемы прямой последовательности

Введение

Несимметричные режимы возникают вследствие несимметрич­ных коротких замыканий или обрыва одной/двух фаз линии. В первом случае в электрической сети появляется поперечная не­симметрия, во втором продольная.

Возникновение коротких замыканий связано с нарушением изоляции электрооборудования, вызванного старением изоляционных материалов, перенапряжениями, недостаточно тщательным уходом за оборудованием и непосредственными механическими повреждениями. Короткие замыкания вызывают снижение напряжений в отдельных узлах ЭЭС и увеличение токов в цепях электроустановок, примыкающих к месту возникновения КЗ, до значений, превосходящих наибольший допустимый ток продолжительного режима. Кроме того, происходит искажение симметрии трехфазной системы напряжений, особенно вблизи КЗ. Последствиями КЗ являются дополнительный нагрев токоведущих элементов и проводников, а также значительные электромеханические (электродинамические) усилия между проводниками.

Поэтому расчет несимметричных режимов необходим для выбора оборудования, аппаратов защиты, что бы обеспечить безопасную работу электроустановок и персонала.

Исходные данные

Схема электроэнергетической системы (по варианту 4) для расчета токов короткого замыкания представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 – Схема электроэнергетической системы

Для представленной схемы необходимо выполнить следующее:

1) Для заданного вида несимметричного КЗ в заданном узле схемы для начального момента времени переходного процесса:

а) определить ток и напряжение в аварийном узле, построить векторные диаграммы токов и напряжений для этого узла;

б) построить векторную диаграмму токов в заданном сечении и векторную диаграмму напряжений в заданном узле схемы ЭС.

2) Для заданного вида обрыва определить ток и напряжение в аварийном узле, построить векторные диаграммы токов и напряжений для этого узла.

Таблица 1 – Задание к первой части

Таблица 2 – Задание ко второй части

Таблица 3 – Параметры генераторов, синхронных компенсаторов

Все генераторы снабжены автоматическим регулированием возбуждения АРВ.

Таблица 4 – Параметры трансформаторов и автотрансформаторов

Характеристика электроэнергетической системы:

GS1: S = 900 МВ·А, , X₍₁₎ = 0,24, X₍₀₎ = 036.

Таблица 5- Параметры линий электропередач

Таблица 6 - Мощность нагрузки

cosφ = 0,85 – коэффициент мощности нагрузки

Таблица 7 - Параметры реакторов

Расчет токов однофазного короткого замыкания, построение векторных диаграмм токов и напряжений

Расчет начальных условий

По условию задания необходимо определить ток и напряжение в аварийном узле для начального момента времени переходного процесса при однофазном КЗ. В качестве расчетной точки КЗ возьмем точку 5.

Расчет будем проводить в относительных единицах, поэтому в качестве базисных единиц выбираем S_Б=100 МВт, U_Б1=121 кВ, U_Б2=10,5 кВ.

кА

кА

Составление и расчет схемы прямой последовательности

Схема замещения прямой последовательности является по существу обычной схемой, которая применяется при расчете трехфазного КЗ. Однако в ней дополнительно между точкой КЗ (концом схемы) и точкой нулевого потенциала подключается источник с ЭДС, равной напряжению прямой последовательности U_К1, возникающему в месте несимметрии.

При расчёте токов КЗ при несимметричном режиме нагрузки можно не учитывать.

Рисунок 2 – Схема замещения прямой последовательности

Рассчитаем сопротивления элементов схемы замещения прямой последовательности (см. рисунок 2).

Генераторы G1–G3:

Трансформаторы T1 – T4:

ЛЭП W1, W2, W3:

Система GS:

Реакторы LR1:

Рассчитаем ЭДС элементов схемы замещения (см. рисунок 2) в относительных единицах с точным приведением к основной ступени. Во всех приближенных расчетах рекомендуется принимать следующие средние значения ЭДС в относительных единицах при номинальных условиях:

ЭДС генераторов G1-G3:

ЭДС системы GS:

Используя правила преобразования упростим схему замещения до простейшего вида.

Т.к. генераторы G1 и G2 имеют одинаковые ЭДС, то их можно объединить в эквивалентный генератор с мощностью S=2S_ном. При таком объединении образуется треугольник сопротивлений X_G1, X_G2, X_LR1, который преобразуется в звезду X₁, X₂, X₃.

Рисунок 3 – Промежуточная схема упрощения 1

Рисунок 4 – Промежуточная схема упрощения 2

Рисунок 5 – Упрощенная схема замещения прямой последовательности

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: