Расчет токов короткого замыкания
Определение токов короткого замыкания необходимо для выбора электрических аппаратов и токоведущих частей станции. В соответствии с заданием следует определить токи к.з. на сборных шинах РУ 500 кВ (точка К1), на выводах блочного генератора (точка К2) и на сборных шинах РУ 220 кВ (точка К3).
Рисунок 6. Электрическая схема замещения расчетной схемы.
2.1 Расчет токов короткого замыкания на шинах ру 220кВ
Составим схему замещения, где все элементы заменим на соответствующие индуктивные сопротивления, приведенные к ступени базисного напряжения Uб= 220кВ (230кВ):
Рисунок 7. Схема замещения
Приводим сопротивление генератора к ступени базисного напряжения 230кВ
Двухобмоточные трансформаторы:
Энергосистема:
Автотрансформатор:
Воздушные линии:
Рассчитаем сверхпереходные ЭДС всех источников по формулам:
После подстановки значений получаем:
Упрощаем схему замещения:
Рисунок 8. Упрощенная схема замещения.
Преобразуем треугольник сопротивлений в звезду:
Объединяем верхнюю часть схемы в одну ветвь:
Найдем эквивалентную э.д.с. системы и РЭС:
Схема замещения принимает вид:
Рисунок 9. Схема замещения после преобразования.
Определим начальное значение периодической составляющей тока к.з. для каждой ветви, изображенной на рисунке 7:
Начальное значение суммарного периодического тока к.з. от всех источников:
Ударный ток для каждой ветви:
Для РУ 220 и РУ 500 ку=1,977; для системы и РЭС ку =1,85.
Ударный ток от всех источников в месте к.з.:
Определяем периодические составляющие тока I п τ:
Т.к. РЭС и система являются удаленными источниками, то их периодическая составляющая InτРЭС-С = IпоРЭС-С = 9,78 кА
Для генераторов
станции
:
После подстановки значений получаем:
По расчетным
значениям β, для расчетного времени τ,
(τ = 0,07 с) и типовым кривым периодической
составляющей тока к.з., изображенных на
рисунке 10, определяем соотношение
Рисунок 10. Типовые кривые изменение во времени периодических составляющих тока к.з. при различных удаленностях точки к.з.
Для РУ 220 кВ α = 0,89, для РУ 500 кВ α = 0,99.
Периодическая составляющая тока в месте к.з.
После подстановки значений получаем:
Суммарная периодическая составляющая тока в месте к.з.:
Для расчета апериодической составляющей тока к.з. зададимся значением постоянной времени затухания для РУ 220 и РУ 500 Та = 0,32 с, для системы и РЭС Та = 0,06 с.
Суммарная апериодической составляющей тока к.з.:
2.2 Расчет токов короткого замыкания на выводах генератора блока
Приводим сопротивление генератора к ступени базисного напряжения 20 кВ
Двухобмоточные трансформаторы:
Энергосистема:
Автотрансформатор:
Воздушные линии:
Рассчитаем сверхпереходные ЭДС всех источников по формулам:
После подстановки значений получаем:
Преобразуем схему замещения:
Рисунок 11. Упрощенная схема замещения.
Определим параметры верхней части схемы:
Объединяем верхнюю часть схемы в одну ветвь:
Найдем эквивалентную э.д.с. системы и РЭС:
Преобразуем расчетную схему:
Схема замещения принимает вид:
Рисунок 12. Преобразованная схема замещения.
Определим начальное значение периодической составляющей тока к.з. для каждой ветви:
Начальное значение суммарного периодического тока к.з. от всех источников:
Ударный ток для каждой ветви:
Ударный ток от всех источников в месте к.з.:
Периодическая составляющая тока в месте к.з.:
После подстановки значений получаем:
По расчетным значениям β, для расчетного времени τ, и типовым кривым периодической составляющей тока к.з., изображенных на рисунке 10, определяем соотношение
Для РУ 220 кВ α = 1, для РУ 500 кВ α = 0,96, для блочного генератора α = 0,79.
Периодическая составляющая тока в месте к.з.
После подстановки значений получаем:
Суммарная периодическая составляющая тока в месте к.з.:
Апериодической составляющей тока к.з.
Суммарная апериодической составляющей тока к.з.:
