(кВ).

(Ом).

(Ом).

(Ом).

(кВ).

В результаті отримали схему такого виду:

Схема зворотної послідовності

Рис.2.2

Приводимо до базових умов реактивність генераторів для схеми зворотньої послідовності:

Г1: (Ом).

Г2, Г3: (Ом).

Виконаємо спрощення схеми зворотньої послідовності:

 (Ом).

(Ом).

(Ом).

Наступний крок починаємо звертати схему із паралельного складання віток з реактивностями х22 та х23 .

(в.о).

(Ом).

(Ом).

(Ом).

Перетворимо трикутник з реактивностями x9, x10, x11 в зірку.

(Ом).

(Ом).

(Ом).

(Ом).

(Ом).

(Ом).

(Ом).

(Ом).

В результаті перетворень отримали схему такого виду:

Схема нульової послідовності

Рис.2.3

_{Перетворимо} трикутник опорів х9, х10, х11 в зірку опорів х21, х22, х23.

(Ом).

(Ом).

(Ом).

(Ом).

Отрималу таку схему:

Рис. 2.4

(Ом).

(Ом).

(Ом).

Спрощуючи схему нульвої послідовності, отримали кінцеву схему такого виду:

Рис. 2.5

Визначаємо струми та напруги прямої, зворотної та нульової послідовності для однофазного короткого замикання.

І1(1) = (кА).

І1(1) = І2(1) = І0(1) = 1,42 (кА).

ІК(1) = І1(1) · m(1) = 1,42 · 3 = 4,26 (кА).

UК1(1) = І1(1) · ( х2? + х0? ) = 1,42 · (35,09 + 26,024) = 86,78 (кВ).

UК2(1) = І1(1) · х2? = 1,42 · 35,09 = 49,83 (кВ).

UК0(1) = І1(1) · х0? = 1,42 · 26,024 = 36,95 (кВ).

Також визначимо напруги в фазах в точці короткого замикання при однофазному КЗ:

UКА(1) = UКА1(1) + UКА2(1) + UКА0(1) = j86,78 - j49,83 - j36,95 = 0

UКВ(1) = UКА1(1) · а2 + UКА2(1) · а + UКА0(1) =

= j86,78 е - j 120 - j49,83 е j 120 - j36,95 =118,308-j55,425 (кВ)

UКС(1) = UКА1(1) · а + UКА2(1) · а2 + UКА0(1) =

= j86,78 е j 120 - j49,83 е - j 120 - j36,95 = -118,308 - j55,425 (кВ)

Визначаємо струми та напруги прямої, зворотної та нульової послідовності для двофазного короткого замикання.

І1(2) = (кА)

І2(2) = - І1(2) = ¦1,91¦ (кА), І0(2) = 0 кА

ІК(2) = І1(2) · = 1,91 · = 3,37 (кА)

UК1(2) = І1(2) · х2? = 1,91 · 35,09 = 67,02 кВ

UК2(2) = - І1(2) · х2? = - 1,91 · 35,09 = | 67,02 | кВ

UК0(2) = 0 кВ

Також визначимо напруги в фазах в точці короткого замикання при двофазному КЗ:

UКА(2) = UКА1(2) + UКА2(2) = j67,02 + j67,02 = j134,04 = 134,04·е j 90 (кВ)

UКВ(2) = UКА1(2) · а2 + UКА2(1) · а =

= j67,02 е - j 120 + j67,02 е j 120 =67,02·е - j 90 (кВ)

UКС(2) = UКА1(2) ·а + UКА2(2) ·а2 =

= j67,02 е j 120 + j67,02 е - j 120 = 67,02·е - j 90 (кВ)

Визначаємо струми та напруги прямої, зворотної та нульової послідовності для двофазного короткого замикання на землю.

І1(1,1) = (кА)

І2(1,1) = І1(1,1) · (кА)

І0(1,1) = І1(1,1) · (кА)

ІК(1,1) = І1(1,1) · (кА)

UК1(1,1) = І1(1,1) ·хД(1,1) = 2,75 · 14,95 = 41,11 (кВ)

UК2(1,1) = UК0(1,1) = UК1(1,1) = 41,11 (кВ)

Також визначимо напруги в фазах в точці короткого замикання при двофазному КЗ на землю:

UКА(1,1) = 3 · UКА1(1,1) = 3 · 41,11 = 123,33 (кВ)

UКВ(1,1) = UКС(1,1) = 0 (кВ)

2.6 Для порівняння розрахунків зведемо розраховані величини в таблиц

Таблиця 2.1

Для однофазного короткого замикання

Векторна диаграмма напруг:

Векторна диаграмма струмів:

Для двофазного короткого замикання

Векторна диаграмма напруг:

Векторна диаграмма струмів:

3. Аналіз результатів розрахунків за п 1.2. Загальні висновки

Розрахунок електромагнітних перехідних процесів в СЕП при к.з. передбачає визначення струмів і напруг в тому чи іншому короткозамкненому колі при заданих (розрахункових) умовах. Він має важливе значення для проектування і експлуатації СЕП. Розрахунки струмів к.з. необхідні для наступних кінцевих цілей:

· виявлення умов роботи споживачів при можливих к.з. і визначення допустимості того чи іншого режиму;

· вибір електричних апаратів електроустановок за умовами термічної і електродинамічної стійкості;

· проектування і на лаштування засобів релейного захисту у автоматики СЕП;

· оцінка і вибір схем електричних з'єднань СЕП;

· координації і оптимізації значень струмів к.з.;

· оцінки стійкості роботи СЕП та її вузлів навантаження;

· проектування заземлюючи пристроїв;

· визначення впливу струмів к.з. на лінії зв'язку;

· вибір розрядників;

· аналіз аварій в електроустановках;

· проведення різних випробувань в СЕП.

В початковому розрахунку п.1.1 початкове значення (надперехідне) періодичної складової струму трифазного к.з. визначали за результуючим опором короткозамкненого кола в іменованих або відносних одиницях і над перехідній ЕРС Е``. Вплив навантаження в початковий момент трифазного к.з. залежить від значення залишкової напруги в точці її прикладення. Чим далі знаходиться джерело живлення від точки к.з. і чим ближче знаходиться навантаження до цієї точки, тим сильніше воно впливає на збільшення струму к.з.

За допомогою методу розрахункових кривих в п.1.3 визначили діюче значення струму к.з. для визначених моментів часу. Криві дозволяють просто і швидко виконувати розрахунок струмів к.з., при цьому генератори відрізняються тільки за типом і наявністю АРЗ.

В методі симетричних складових будь-яка трифазна несиметрична неврівноважена система векторів представляється у вигляді геометричної суми векторів трьох послідовностей - прямої, зворотної і нульової. Для різних видів к.з. визначили діючі значення струмів (п.2.1) та напруг (п.2.2) в місці виникнення несиметрії.

4. Розробка заходів для зниження впливу короткого замикання на систему електропостачання

Величини струмів і потужностей к. з. характеризують очікуванні умови роботи електрообладнання СЕП в аварійних режимах. Вони визначають вибір шин, струмопроводів, проводів і кабелів, комутаційну здатність апаратів, електродинамічну і термічну стійкості струмоведучих частин і конструкцій електрообладнання. Визначає не тільки висування більш жорстких вимог до його технічних характеристик, але і свідчить про відповідне зростання його вартісних показників.

При проектуванні СЕП вирішується техніко-економічна задача обмеження рівнів струмів і потужностей к. з. до значень, допустимих параметрами електрообладнання, застосовувати яке економічно доцільно. В процесі експлуатації СЕП, яка супроводжується їх розвитком з вмиканням нових джерел електричної енергії, виникає задача обмеження рівнів струмів і потужностей к. з., якщо вони перевищують технічні параметри встановленого електрообладнання.

При її розв'язку використовуються рівні заходи, пов'язані з обмеженням струмів к. з. і спрямовані на збільшення опору кола к. з., локалізацію в аварійному режимі джерел його живлення і вимикання пошкодженої електричної мережі.

До таких заходів відносяться: вибір структури і схеми електричних з'єднань елементів СЕП; стаціонарне і автоматичне розділення електричної мережі; вибір режиму її експлуатації; вибір схем комутації; застосування обладнання з підвищеним електричним опором; використання швидкодіючих комутаційних апаратів; зміна режиму нейтралі елементів мережі і електромагнітне перетворення параметрів режиму системи.

Структура і схеми електричних з'єднань елементів СЕП вибираються на стадії її проектування і реконструкції. При побудові схем електропостачання необхідно дотримуватися важливих вимог:

1) максимальне наближення джерел живлення до елетроприймачів;

2) секціонування всіх ступенів розподілення електричної енергії в СЕП;

3) побудова і вибір конфігурації електричної мережі (радіальної, магістральної, радіально-магістральної) повинні обґрунтовуватись (поряд з такими основними факторами як надійність, втрати потужності, енергії, т. і.) також ступеня використання перерізів провідників, вибраних по струмові к. з.

4) Використання ступінчатого струмообмеження в схемі електропостачання, при якому струмообмежуючі пристрої або елементи мережі, які володіють струмообмежуючою дією, встановлюються на декількох ступенях розподілення електричної мережі.

Стаціонарне або автоматичне розподілення мереж здійснюється в системах зовнішнього електропостачання у зв'язку із збільшенням кількості і потужності джерел електричної енергії як в енергетичній системі, так і на власних ТЕС.

Необхідність розділення мережі з'являється в таких випадках, коли рівень струмів к. з. у вузлах навантаження перевищує допустимий рівень по параметрам електрообладнання, яке знаходиться в експлуатації.

Вибір режиму експлуатації мережі пов'язаний із схемними рішеннями. В СЕП із тривалим режимом рекомендується окрема робота силових трансформаторів

ГПП, а також ТП.

Схеми живлення СЕП при проектуванні зовнішнього електропостачання вибираються на базі фактичної потужності к. з., що надходить від енергетичної системи, необхідної ступені безперервності електропостачання, територіального розміщення електроприймачів.

Застосування електрообладнання з підвищеним електричним опором передбачає встановлення як загально мережних, так і спеціальних елементів. При проектуванні СЕП цілеспрямовано вибирати елементи мережі з більшими реактивними і активними опорами, змінюючи кількість і потужність трансформаторів, застосовуючи трансформатори з підвищеними відносними напругами к. з. ПЛ і струмопроводи з більшою відстаню між фазами, протяжні шинопроводи і т. п.

Струмообмежуюча дія комутаційних апаратів проявляється в швидкодії, у відповідності з періодом зміни струму. При цьому вони здійснюють функції обмеження впливу по амплітуді і тривалості відключення струму к. з.

Досить суттєвим фактором зміни значень струмів к. з., які протікають в контурах провідники-земля, є зміна режиму нейтралі електричної мережі. Заземлення нейтралей елементів через кола з додатковими опорами приводить до зміни еквівалентного опору нульової послідовності.

Електромагнітне перетворення параметрів СЕП (параметрів режиму навантаження) включає в себе передачу потужності споживачам із здійсненням операцій спрямування, інвертування і зміни частоти струму, а також перетворення трифазної системи напруг в однофазну, перетворення системи напруг в систему струму і т. п.

Таким чином, обмеження потужностей і струмів к. з. в СЕП проводиться проектуванням схем їх підстанцій та електричних мереж. Вибір заходу обмеження потужностей і струмів к. з. практично представляє собою сукупність заходів, які комплексно вирішують ряд питань вибору параметрів електрообладнання і режимів його роботи на базі техніко-економічних розрахунків.

Література

1. Переходные процессы в системах электроснабжения: Учебник/В. Н. Винославский, Г. Г. Пибняк, Л. И. Несен и др.; Под ред. В. Н. Винославского. - К.: Вища шк. Главное изд-во, 1989.- 422с.: ил.

2. Электромагнитные переходные процессы в электрических системах: Учебник для электротехнических и энергетических вузов и факультетов/С. А. Ульянов. --М.:»Энергия», 1970. - 520 с.: ил.

Додаток

Размещено на Allbest.ru