Теоретический материал

В трехфазных сетях могут возникать следующие несимметричные к.з.: двухфазные к.з.; одно- и двухфазные к.з. на землю. Расчеты несимметричных к.з., так же как и расчеты других несимметричных режимов в электрических системах (обрывы проводов, работа по системе «два провода – земля и т.п.), удобно производить с помощью метода симметричных составляющих. Суть его состоит в том, что любую несимметричную систему токов или напряжений, состоящих из трех векторов А, В, С, можно заменить тремя симметричными системами векторов прямой А₁, В₁, С₁, обратной А₂, В₂, С₂ и нулевой А₀, В₀, С₀ последовательностей.

Векторы системы прямой последовательности равны по величине и сдвинуты друг относительно друга на 120⁰ в направлении прямого чередования фаз. Векторы системы обратной последовательности равны по величине и сдвинуты друг относительно друга на 120⁰ в направлении обратного чередования фаз. Векторы системы нулевой последовательности совпадают по направлению и равны по величине, образуют симметричную, но неуравновешенную систему. Следовательно, геометрическая сумма векторов прямой, обратной и нулевой последовательностей равна нулю.

При расчетах несимметричных к.з. составляются схемы замещения отдельных последовательностей, в каждую из которых входят все элементы, по которым при данном несимметричном к.з. проходят токи соответствующих последовательностей.

Схемы замещения прямой последовательности составляется так же, как для расчета симметричного трехфазного к.з. Она сворачивается относительно точки к.з., и определяется результирующее сопротивление прямой последовательности Х_рез.1

Х_рез.1

С _к.з

Схема замещения обратной последовательности состоит из сопротивления обратной последовательности. При этом следует учесть, что сопротивления обратной и прямой последовательностей ЛЭП, реакторов и трансформаторов равны между собой.

В приближенных расчетах для синхронных машин Х₂ = Х¹¹_d.

Из выше изложенного следует, что результирующие сопротивления прямой и обратной последовательностей относительно рассматриваемой точки к.з. можно принять равными друг другу, т.е. Х_рез.1=Х_рез.2

Схема замещения нулевой последовательности необходима при расчетах токов к.з. на землю. В эту схему вводятся только те элементы расчетной схемы, по которым могут протекать токи нулевой последовательности, а именно: системы с заземленными нейтралями, силовые автотрансформаторы и трансформаторы с заземленными нейтралями, ЛЭП и кабели, соединяющие их.

Порядок выполнения работы:

-повторение теоретического материала; [2, c.116-136]

- определение варианта задания;

- изучение алгоритма решения задачи.

В результате выполнения практической работыстудент должен:

Знать:

- виды несимметричных коротких замыканий;

- порядок расчета несимметричных токов к.з;

- основные формулы ТОЭ;

Уметь:

- преобразовать расчетные схемы в схемы замещения и в точку к.з.

Исходные данные:практическая работа №2.

Вариант определяется по таблице 2.1

Алгоритм решения

1 На расчетной схеме показать схемы соединения обмоток трансформаторов и режимы работы нейтрали. Определить необходимые параметры схемы (из пр.р.№2)

2 Составить эквивалентную схему замещения прямой последовательности.

2.1Определить ее параметры (аналогично 3-х фазному КЗ).

2.2 Определить результирующие сопротивления прямой последовательности, свернув схему в точку к.з, используя известные правила ТОЭ: [3, т.2.2]

или (3.1)

(3.2)

3 Составить схему замещения обратной последовательности. . 3.1Определить ее параметры

Для системы:

, (3.3)

где - сопротивление обратной последовательности системы.

Для генераторов:

, (3.4)

где - сопротивление обратной последовательности генератора

Остальные параметры остаются без изменений.

3.2 Определить результирующее сопротивление обратной последовательности , преобразовав схему в точку к.з.

4 Составить схему замещения нулевой последовательности. .

4.1 Определить ее параметры:

Для системы:

, (3.5)

где - сопротивление нулевой последовательности.

Для линии:

(3.6)

(3.7)

для одноцепных линий:

- без троса ;

- со стальным тросом ;

- с алюминиевым тросом .

для двухцепных линий:

- без троса ;

- со стальным тросом ;

- с алюминиевым тросом .

Для генераторов:

;

Если обмотки трансформаторов соединены по схеме «звезда»-«треугольник», то генераторы из расчетной схемы исключаются.

4.2 Определить результирующее сопротивление , преобразовав схему замещения в точку к.з.

5 Определить токи однофазного к.з. на землю.

5.1 Определить результирующее сопротивление току однофазного КЗ на землю

(3.8)

5.2 Определить периодическую составляющую тока КЗ

, кА, (3.9)

где , кА – базисный ток;

МВА

5.3 Определить ударный ток однофазного к.з. на землю:

, кА, (3.10)

где - ударный коэффициент [3,т 2.3]

6 Определить токи двухфазного к.з. на землю.

6.1 Определить результирующее сопротивление току двухфазного к.з.

; (3.11)

6.2 Определить периодическую составляющую тока КЗ:

, кА, (3.12)

где ; (3.13)

, - коэффициенты распределения тока.

6.3 Определить ударный ток двухфазного КЗ на землю:

(3.14)

Полученные расчетные данные свести в таблицу 3.1