1.1 Расчет токов установившегося режима при трехфазном кз

Под установившимся режимом понимают ту стадию процесса короткого замыкания, когда все возникшие в начальный момент короткого замыкания свободные токи практически затухли.

На рисунке 1 приведена схема заданной электрической системы с указанием места трехфазного короткого замыкания и данными параметров элементов системы.

Рисунок 1 – Схема электрической системы

Параметры элементов электрической схемы приведены в таблице 1.

Таблица 1 − Данные параметров элементов схемы

Элемент	Обозначение на схеме	Параметры элемента
Система	C
Гидрогенератор
Турбогенератор
Автотрансформатор
Двухобмоточный трансформатор
Двухобмоточный трансформатор с расщепленной обмоткой
Обобщенная нагрузка

Продолжение таблицы 1

Заземление в нейтрали
Линия электропередачи

Расчет ведем в относительных единицах, для того чтобы все ЭДС и сопротивления схемы выразить в относительных единицах, задаемся базисными условиями: базисной мощностью , базисным напряжением в точке короткого замыкания . Базисный ток находим по формуле (1):

Для системы ЭДС принимается равной единице , а сопротивле-ние рассчитывается по формуле (2):

Для первого генератора сопротивление и ЭДС рассчитываются по формулам (3) и (4) соответственно:

Для второго генератора сопротивление и ЭДС рассчитываются по формулам (5) и (4) соответственно:

Для третьего и четвёртого генераторов сопротивления и ЭДС рассчитываются по формулам (3) и (6) соответственно:

где , , ‒ соответственно напряжение, ток в относительных единицах и коэффициент мощности, при которых работал генератор до КЗ.

Получаем следующие значения для сопротивлений и ЭДС:

Для второго и пятого трансформаторов сопротивления рассчиты-ваются по формуле (7):

Для трансформатора с расщепленной обмоткой сопротивления выс-шей и низшей обмоток рассчитываются по формулам (8) и (9) соответственно:

Сопротивления автотрансформатора находим по формулам (10) – (13):

где i=В, С, Н.

По формулам (10) – (13) рассчитываем параметры схемы замещения автотрансформатора:

Для линий электропередач сопротивления рассчитываются по фор-муле (13):

Получаем следующие значения сопротивлений для линий:

Для обобщённой нагрузки ЭДС принимается равной нулю , , а сопротивление рассчитывается по формуле (2):

По рассчитанным параметрам составляем схему замещения энергосистемы, которая представлена на рисунке 2.

Рисунок 2 – Схема замещения энергосистемы

Для определения установившегося тока короткого замыкания сворачиваем схему замещения. Складываем следующие сопротивления:

Получаем схему, изображённую на рисунке 3.

Рисунок 3 – Схема промежуточной свертки

Складываем параллельно ЭДС и сопротивления двух генераторов:

Преобразуем треугольник сопротивлений в эквивалентную звезду:

Параллельно складываем два сопротивления:

Получаем схему, изображённую на рисунке 4.

Рисунок 4 – Схема промежуточной свертки

Складываем следующие сопротивления:

Получаем схему, изображенную на рисунке 5.

Складываем параллельно следующие генерирующие ветви:

Так как сопротивление , то его можно просто исключить из схемы замещения.

Получаем схему, изображённую на рисунке 6.

Рисунок 5 – Схема промежуточной свертки

Складываем последовательно следующие сопротивления:

Получаем схему, изображённую на рисунке 7.

Складываем параллельно следующие генерирующие ветви:

Получаем схему, изображённую на рисунке 8.

Рисунок 6 – Схема промежуточной свертки

Рисунок 7 – Схема промежуточной свертки

Рисунок 8 – Схема окончательной свертки

По результирующим и относительно места повреждения определяем ток КЗ в относительных единицах:

В именованных единицах ток КЗ будет равен произведению и :