Составление схемы замещения по расчетной схеме

Расчетная схема в однолинейном изображении должна включать участвующие в питании КЗ генераторы и все элементы их связей как с местом КЗ, так и между собой . Дополнительные источники - синхронные компенсаторы, крупные двигатели, мелкие станции следует вводить в схему только в тех случаях, когда они сравнительно близко расположены к месту КЗ.

Очень крупные источники (смежные системы и др.) часто можно заменять источниками неограниченной мощности, т.е. считать, что напряжения в точках их присоединения к схеме остаются неизменными в течении всего процесса КЗ.

При учете нагрузок их можно объединять в крупные группы, как: нагрузка района сети, подстанции и т.д.

Таблица 1.2.

Наименование	Обозначение на расчетных схемах	Схема замещения	Реактивности элементов
Именованные единицы, Ом	Относительные базовые единицы
Синхронный генератор (двигатель, компенсатор)
Двухобмоточ ный трансфор матор
Трёхобмо точный трансфор матор
ЛЭП: воздушная кабельная
Токоограничивающий реактор
Сдвоенный реактор
Асинхронный двигатель
Обобщённая нагрузка	Н

где – номинальное напряжение элемента (для трансформатора – напряжение высшей или низшей стороны);

– относительный пусковой ток асинхронного двигателя (коэффициент кратности пуска).

Пример расчетной схемы и ее схемы замещения приведены на рис. 1.1

Рис.1.1. Расчетная схема и схема замещения

2 Преобразование схем замещения

Основные расчетные приемы

Если схема замещения не содержит замкнутых контуров и в ней имеется один или несколько источников ЭДС, то ее необходимо привести к простейшему виду путем элементарных преобразований как в обычных расчетах линейных электрических цепей. К ним относятся, например: замена нескольких генерирующих ветвей, присоединенных к общему узлу, одной эквивалентной; преобразования треугольника в звезду и обратно и т.д.

Эквивалентная замена генераторных ветвей одним эквивалентным генератором возможна если:

1. Генераторы, питающие точку КЗ однотипные (турбогенераторы или гидрогенераторы).

2. Генераторы, питающие точку КЗ соизмеримой мощности и имеют соизмеримую удаленность от точки КЗ.

Определение взаимных сопротивлений например, между источником и точкой КЗ при преобразовании схемы к радиальному (лучевому) виду (рис.2.1).

	Порядок преобразования схемы следующий: êê êê , , , Проверка : С1 + С2 + С3 = 1. , , .
Рис.2.1.Преобразование схемы

При преобразованиях схем в ходе выполнения расчетов нужно учитывать некоторые специфические особенности:

1. Первоочередной задачей расчета тока КЗ является определение тока непосредственно в аварийной ветви или в месте КЗ.

	Поэтому преобразование схемы нужно вести так, чтобы аварийная ветвь по возможности была сохранена до конца преобразования или, в крайнем случае, участвовала в нем на последнем этапе. С этой целью, в частности, концы нагрузочных ветвей, ЭДС которых принимаются равными нулю, следует соединять с точкой КЗ (рис.2.2).
Рис 2.2.Преобразование схемы

2. Когда КЗ находится в узле с несколькими сходящимися в нем ветвями, этот узел можно разрезать, сохранив на конце каждой образовавшейся ветви такое же КЗ. Далее полученную схему нетрудно преобразовать относительно любой из точек КЗ, учитывая другие ветви с КЗ как нагрузочные ветви с ЭДС равными нулю (рис.2.3).

	Такой прием эффективен, когда нужно найти ток в одной из ветвей, присоединенных к узлу КЗ.
Рис. 2.3.Преобразование схемы

Определенные трудности в упрощении схем возникают, когда точка КЗ находится в одном из узлов многоугольника, к другим узлам которого присоединены генерирующие ветви (рис.2.4).

Рис.2.4.Преобразование схемы

Если точка КЗ делит схему на две симметричные части, например точки К₁, К₂, то при одинаковых характеристиках генераторов G₁, G₃ и трансформаторов узлы а и b схемы будут иметь одинаковые потенциалы, вследствие чего их ожно совместить: ветви генераторов G₁ и G₃ объединяют, представляя их эквивалентной машиной с S = 2S_ном. В результате получится схема ”в”. В этой схеме êê , êê , .

Преобразуем схему, приведенную на рис.2.5. Если генераторы G1 и G2 имеют одинаковые ЭДС, то их можно объединить в эквивалентный генератор с мощностью S = 2S_ном.

	При таком объединении образуется треугольник сопротивлений Х4, Х6, Х7 (рис.2.5,б), который преобразуется в звезду Х9, Х10, Х11.
Рис.2.5.Преобразование схемы

Далее преобразовывая, получим: , . Полученный треугольник Х₃, Х₁₂, Х₁₃, преобразуется в звезду Х₁₄, Х₁₅, Х₁₆ (рис.2.5,в). Последовательно сложив сопротивления и , получим схему рис. 2.5,г.

Если схема имеет одинаковые ЭДС, то в некоторых случаях упрощение схемы достигается объединением источников. Например, если схема на рис.2.6,а имеет одинаковые ЭДС Е₂ и Е₃, то объединяя эти ЭДС и преобразуя полученный треугольник 2-3-6 в эквивалентную звезду, получим схему (рис.2.6.б).

А б

Рис.2.6. Преобразование схемы

Следует отметить, что трудность преобразования схем замещения в значительной степени определяется выбранным порядком выполнения операций по упрощению схемы. Поэтому при преобразовании схем следует придерживаться такого порядка расчётов и записи результатов, который обеспечивает проверку полученных результатов. После получения простейшей схемы содержащей точку КЗ и эквивалентную ЭДС за эквивалентным сопротивлением приступают к расчёту тока КЗ. Токи и напряжения в других ветвях схемы (если в этом есть необходимость) определяют, совершая обратный переход от простейшей схемы к всё более сложным, вплоть до исходной.