2.2 Расчет несимметричного кз

Расчет несимметричного КЗ ведем по методу симметричных составляющих. Схему замещения прямой последовательности рассматривать не будем, так как результирующие ЭДС и сопротивление по ветвям были определены ранее.

Схема замещения энергосистемы обратной последовательности изображена на рисунке 22. ЭДС всех генерирующих источников принимается равным нулю. Значения сопротивлений обратной последовательности для трансформаторов, генераторов, линий и нагрузок берутся из схемы прямой последовательности, а сопротивления системы считаются по формуле (18):

где – сопротивление системы для обратной последовательности.

Рисунок 22 – Схема замещения обратной последовательности

Последовательно складываем следующие сопротивления:

Получаем схему, изображённую на рисунке 23.

Рисунок 23 – Схема промежуточной свертки

Складываем параллельно следующие сопротивления:

Преобразуем треугольник сопротивлений в эквивалентную звезду:

Складываем параллельно следующие сопротивления:

Получаем схему, изображённую на рисунке 24.

Рисунок 24 – Схема промежуточной свертки

Складываем последовательно следующие сопротивления:

Получаем схему, изображённую на рисунке 25.

Рисунок 25 – Схема промежуточной свертки

Складываем параллельно следующие сопротивления:

Получаем схему, изображённую на рисунке 26.

Рисунок 26 – Схема промежуточной свертки

Складываем последовательно следующие сопротивлеия:

Получаем схему, изображённую на рисунке 27.

Рисунок 27 – Схема промежуточной свертки

Складываем параллельно ветви 22, 28, 40 и 41:

Получаем окончательную схему, изображённую на рисунке 28:

Рисунок 28 – Схема окончательной свертки

Отсюда получаем, что суммарное сопротивление для схемы обратной последовательности равно:

Ток нулевой последовательности являются однофазным током, разветвлённым между фазами и возвращающимся через землю и параллельные ей цепи. Поэтому токи нулевой последовательности имеют сравнительно небольшую зону прохождения по сети, ограниченную, в частности, обмотками трансформаторов и автотрансформаторов, соединёнными в треугольник. В силу этого пути циркуляции токов нулевой последовательности резко отличаются от путей протекания токов прямой и обратной последовательностей, что и обуславливает значительное отличие схемы нулевой последовательности от схем других последовательностей.

Схему замещения нулевой последовательности рекомендуется составлять, начиная от точки, где возникла эта несимметрия, считая, что в данной точке все фазы замкнуты между собой накоротко и к ней приложено напряжение нулевой последовательности. Принимаем, что все линии в схеме одноцепные с хорошо проводящими тросами, поэтому сопротивление линий для нулевой последовательности равно удвоенному сопротивлению линий для прямой последовательности. Сопротивления отдельных обмоток двухобмоточного трансформатора приблизительно одинаковы и равны половине сопротивления всего трансформатора. Рассчитываем параметры схемы замещения нулевой последовательности:

Для определения сопротивления нулевой последовательности составляем схему замещения нулевой последовательности, которая представлена на рисунке 29.

Рисунок 29 – Схема замещения энергосистемы нулевой последовательности

Складываем последовательно следующие сопротивления:

Складываем параллельно следующие сопротивления:

Получаем схему, изображённую на рисунке 30.

Рисунок 30 Схема промежуточной свёртки

Преобразуем треугольник сопротивлений в эквивалентную звезду:

Складываем последовательно следующие сопротивления:

Складываем параллельно следующие сопротивления:

Получаем схему, изображённую на рисунке 31.

Рисунок 31 Схема промежуточной свёртки

Складываем последовательно следующие сопротивления:

Получаем схему, изображённую на рисунке 32.

Рисунок 32 Схема промежуточной свёртки

Складываем параллельно следующие ветви:

Получаем схему изображённую на рисунке 33.

Рисунок 33 Схема промежуточной свёртки

Складываем последовательно следующие ветви:

Получаем схему, изображённую на рисунке 34.

Рисунок 34 Схема промежуточной свёртки

Складываем параллельно оставшиеся ветви:

В результате получаем окончательную схему свёртки для нулевой последовательности, изображённую на рисунке 35.

Рисунок 35 Схема окончательной свёртки

Отсюда, суммарное сопротивление для схемы нулевой последовательности будет равно:

Определяем установившийся и сверхпереходной ток при двухфазном КЗ на землю. При этом удалим место повреждения на величину шунта, которая определяется по формуле (19):

Рассчитываем величину коэффициента по формуле (20):

Составляем схему замещения прямой последовательности и удаляем точку КЗ за сопротивление, равное величине шунта. Получаем схему, изображенную на рисунке 36.

Рисунок 36 – Схема замещения при несимметричном КЗ

Определяем эквивалентное сопротивление:

Определяем результирующее сопротивление:

Определяем коэффициенты распределения тока:

Определяем результирующие сопротивления:

Получаем схему, изображенную на рисунке 37.

Рисунок 37 – Результирующая схема

Рассчитаем расчетные сопротивления выделяемой генерирующей ветви:

По кривым для гидрогенераторов определяем токи:

По кривым для турбогенераторов определяем токи:

Ток в именованных единицах:

Рассчитываем ток КЗ для системы:

Рассчитываем ток КЗ для нагрузки:

Сверхпереходный ток равен:

Установившийся ток равен:

Ударный ток:

где – ударный коэффициент, показывающий превышение ударного тока над амплитудой периодической слагающей.