Расчет параметров элементов схемы замещения
Схема замещения ГРЭС включает следующие элементы:
- систему ;
( – прил.1-3);
;
;
- линию связи с системами
;
( – [1, с.432-433])
;
;
.
- трансформаторы блоков
;
;
;
;
- генераторы
- группы из двух трехфазных автотрансформаторов связи
;
;
,
где - относительная мощность обмотки низшего напряжения (если неизвестна, принять ее равной 0,4);
- резервный трансформаторы собственных нужд
;
.
Расчет трехфазного КЗ в точке К1
По рис.9, отбросив элементы, не обтекаемые током короткого замыкания, составляем схему (рис.10), для которой определим значения сопротивлений:
; ; ; ; ; ; | ; ; ; ; ; . |
Преобразовав многолучевую звезду (рис.10) в многоугольник, получим схему, представленную на рис. 11.
Значения сопротивлений ветвей радиальной схемы (рис. 6) следующие:
;
;
.
Поскольку определен состав ветвей и для каждой из них найдены индуктивное и активное сопротивления, можно приступить к заполнению левой части табл. 6 (такая таблица составляется для каждой расчетной точки КЗ и каждого вида КЗ), используя формулы:
; ; ;
; ,
где i – номер ветви; – сверхпереходный ток КЗ ветви; – расчетное сопротивление ветви; – сумма номинальных мощностей всех генераторов ветви; – постоянная времени ветви; – ударный коэффициент (можно определить по графику книги [2. с.147]); – ударный ток КЗ ветви.
Поскольку к установке в цепи линии W1 принят элегазовый выключатель типа ВГТ-220-40/2500, у которого собственное время отключения , а полное время отключения (см. п.3.1), то можно приступить ко второму этапу расчета токов КЗ.
На втором этапе расчета заполняем правую половину табл.6, определяя следующие величины:
- момент времени расхождения контактов выключателя
,
где – минимальное время действия РЗ, принятое равным 0,01 с;
- максимальное время существования КЗ
,
где – максимальное время действия РЗ (прил.4);
- коэффициент затухания апериодической составляющей тока КЗ
,
- апериодическую составляющую тока КЗ в момент t
;
- периодическую составляющую тока КЗ
,
где – коэффициент затухания периодической составляющей тока КЗ i-ой ветви, определяемый по типовым кривым (рис.12).
Расчет однофазного КЗ в точке К1
Этот расчет выполняется при условии , т.к. ток однофазного КЗ в этом случае больше трехфазного и является расчетным при проверке выключателей на коммутационную способность. Здесь и – эквивалентные сопротивления прямой и нулевой последовательности, полученные путем преобразования соответствующих схем замещения по отношению к точке КЗ.
По рис.8 с учетом возможных путей циркуляции токов нулевой последовательности составим СЗНП, рис.13.
Расчет параметров СЗНП
Сопротивления в основном такие же, как и на рис.9. Исключение составляет сопротивление линий и систем:
, для одноцепных ЛЭП с заземленным тросом;
, для двухцепных ЛЭП с заземленным тросом
;
, если в исходных данных нет сведений об индуктивных сопротивлениях нулевой последовательности систем.
Таблица 6
Точка К1, трехфазное КЗ, Uб = 230 кВ, Iб = 2,51 кА, t = 0,045 с, tоткл = 0,155 с | |||||||||||||||
Ветвь | Sн, МВ×А | х*б | , кА | храсч | r*б | Та, с | ку | iу, кА | lt | iаt, кА | gt | Int , кА | gоткл | In.откл, кА | |
G1 | 0,611 | 4,11 | 0,359 | 0,0058 | 0,335 | 1,97 | 11,45 | 0,874 | 5,083 | 2,783 | 0,94 | 3,863 | 0,87 | 3,576 | |
G1 | 0,611 | 4,11 | 0,359 | 0,0058 | 0,335 | 1,97 | 11,45 | 0,874 | 5,083 | 2,783 | 0,94 | 3,863 | 0,87 | 3,576 | |
C1 | 0,6 | 4,18 | 1,2 | 0,068 | 0,028 | 1,70 | 10,05 | 0,202 | 1,192 | 0,833 | 0,995 | 4,159 | 0,98 | 4,096 | |
G3 | 1,336 | 1,88 | 0,785 | 0,0147 | 0,289 | 1,97 | 5,23 | 0,856 | 2,276 | 1,273 | 0,981 | 1,844 | 0,93 | 1,748 | |
G4 | 1,336 | 1,88 | 0,785 | 0,0147 | 0,289 | 1,97 | 5,23 | 0,856 | 2,276 | 1,273 | 0,981 | 1,844 | 0,93 | 1,748 | |
G5 | 1,336 | 1,88 | 0,785 | 0,0147 | 0,289 | 1,97 | 5,23 | 0,856 | 2,276 | 1,273 | 0,981 | 1,844 | 0,93 | 1,748 | |
G6 | 1,336 | 1,88 | 0,785 | 0,0147 | 0,289 | 1,97 | 5,23 | 0,856 | 2,276 | 1,273 | 0,981 | 1,844 | 0,93 | 1,748 | |
C2 | 1,221 | 2,06 | 4,884 | 0,0633 | 0,061 | 1,85 | 5,39 | 0,481 | 1,400 | 0,205 | 2,060 | 2,060 | |||
S | 21,98 | 59,26 | 19,208 | 21,32 | 7,44 | 20,301 |
.
;
;
.
Сопротивления нулевой последовательности остальных элементов примем равными сопротивлениям прямой последовательности.
Алгоритм преобразований СЗНП следующий:
||[ =0,000887
Сворачиваем СЗПП (рис.11):
Так как , то требуется произвести расчет токов однофазного короткого замыкания. Для этого составим комплексную схему замещения (КСЗ), рис.14, путем добавления к соответствующей результирующей СЗПП, полученной при расчете токов трехфазного КЗ
,
т.к. принято равным ;
,
т.к. принято равным .
Сворачивая схему, представленную на рис.14, к точке К1, получим радиальную схему, совпадающую по конфигурации с рис.11 .
Значения сопротивлений ветвей радиальной схемы следующие:
- ветви G1 | |
= | |
= | |
- ветви G2 - ветви C1 - ветви G3 - ветви G4 | |
- ветви G5 - ветви G6 - ветви C2 |
Далее вычисляем
Результаты расчета представлены в левой части табл.7. Правую часть таблицы заполняем аналогично правой части табл.6 .
Таблица 7
Точка К1, однофазное КЗ, Uб = 230 кВ, Iб = 2,51 кА | ||||||||||
Ветвь | Sн, МВ×А | х*б | , кА | храсч | r*б | Та э, с | , кА | , кА | ку | iу , кА |
G1 | 1,501 | 1,672 | 0,883 | 0,015 | 0,319 | 2,374 | 5,718 | 1,969 | 15,924 | |
G2 | 1,5 | 1,673 | 0,882 | 0,015 | 0,318 | 2,374 | 5,721 | 1,969 | 15,930 | |
C1 | 1,474 | 1,703 | 2,948 | 0,175 | 0,027 | 0,197 | 3,603 | 1,689 | 8,604 | |
G3 | 3,281 | 0,765 | 1,929 | 0,0379 | 0,276 | 0,6 | 2,130 | 1,964 | 5,917 | |
G4 | 3,281 | 0,765 | 1,929 | 0,0379 | 0,276 | 0,6 | 2,130 | 1,964 | 5,917 | |
G5 | 3,281 | 0,765 | 1,929 | 0,0379 | 0,276 | 0,6 | 2,130 | 1,964 | 5,917 | |
G6 | 3,281 | 0,765 | 1,929 | 0,0379 | 0,276 | 0,6 | 2,130 | 1,964 | 5,917 | |
C2 | 2,753 | 0,912 | 11,012 | 0,163 | 0,054 | 0,1 | 1,923 | 1,830 | 4,979 | |
ПРТСН | 0,327 | |||||||||
АТ | 1,288 | |||||||||
9,02 | 9,06 | |||||||||
SI | 27,06 | 25,485 | 69,105 |
Равенство токов прямой и нулевой последовательностей – признак правильности расчетов. =9,02, =9,06, разность составляет порядка 0,5% что допустимо
Таблица 7 (продолжение)