Короткое замыкание в точке К1.

Задача №1

На основании схемы электрических соединений и исходных данных требуется подсчитать:

- начальное значение периодической составляющей тока при коротком трехфазном замыкании в точках К1……..К4;

- ударный ток трехфазного короткого замыкания в точках К1, К2.

Таблица №1

Номер варианта	Генераторы (G)	Трансформаторы связи (Т)	Линии электропередачи (W)
Количество и мощность	Тип	Количество и мощность	Тип	U	L
Рном, МВт		Sном, МВ*А		кВ	км
	4*32	ТВС-32-У3	2*80	ТД-80000/110

Номер вар.	Реактор секционный (RS) Uном = 10 кВ	Реактор линейный (RL) Uном = 10 кВ	Трансформатор (Т3)	Электро-двигатель (М)
Мощность номинальная	Сопротив-ление	Мощность номинальная	Сопротив-ление	Мощ-ность	Тип	Мощность
Sрс, МВ*А	Хр, %	Sрл, МВ*А	Х0,5, %	МВ*А		МВт
	26,0		6,9		6,3	ТМ-6300/10

Номер варианта
Мощность системы (С), МВ*А
Сопротивление системы Хс, о.е.	0,5

Таблица №2

ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ ТУРБОГЕНЕРАТОРА

Р МВт	Тип	Cosjном	Uном кВ	КПД, %	Хd¢¢, %	Хd¢, %	Xd, %	Х2, %	Х0, %	Тd0 C
	ТВС-32-У3	0,8	10,5		15,3			18,7	7,4	10,4

Таблица №3

ТРЕХФАЗНЫЕ ДВУХОБМОТОЧНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ

35-330 кВ

Sном МВ*А	Тип	Каталожные данные
Uном обмоток, кВ	Uк, %	DРкз, кВт	DРхх, кВт	Iхх,%
ВН	НН
	ТД-80000/110		10,5				0,6

Таблица №4

ТРЕХФАЗНЫЕ ДВУХОБМОТОЧНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ 10 кВ

Sном, МВА	Тип	Каталожные данные
Uном обмоток, кВ	Uк, %	DРкз, кВт	DРхх, кВт	Iхх, %
ВН	НН
6,3	ТМ-6300/10		6,3	7,5	46,5	7,4	0,8

Таблица №5

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛИ СЕРИИ 2АЗМ/2000

Тип	Рном	Uном	nном	h	cosjном	Iпуск/Iном
кВт	кВ	об/мин	%
2АЗМ-2000				96,5	0,91	4,8

Таблица №6

Значения х/r для элементов электрической системы

Наименование элемента	Отношение сопротивлений
Турбогенераторы мощностью до 100 МВт То же, мощностью 100-500 МВт Трансформаторы мощностью 5-30 МВ*А То же, мощностью 60-600 МВ*А Реакторы 6-10 кВ до 1000 А То же, 15000 А и выше Воздушные линии Обобщенная нагрузка	15-85 100-140 7-17 20-50 15-70 40-80 2-8 2,5
Система

Дополнительные условия при выполнении задания следующие:

- генераторы работают с номинальной нагрузкой при U_ном = 10,5 кВ;

- генераторы имеют тиристорную систему возбуждения;

- частота вращения генератора при К.З. не изменяется;

- ЭДС системы принимается в базисных единицах (б.е.) Е¢_с = 1;

- ЭДС электродвигателя равна Е¢_д = 0,9;

- Удельное индуктивное сопротивление воздушной линии электропередачи имеет значение 0,4 Ом/км; сопротивление обратной и нулевой последовательности системы равны х₁=х₂=х₀; для воздушных линий х₀=5,5х₁;

- расчет начального значения тока трёхфазного К.З. в точках КЗ и К4 (рис. 1) выполнить приближённо, принимая ЭДС системы и генераторов равным единице;

- значение ударного коэффициента принять К_уд = 1,93 за линейным реактором генераторного напряжения 10,5 кВ; К_уд = 1,8 на шинах собственных нужд 6,3 кВ; К_уд = 1,75 для ветви электродвигателя.

Рис 1. Схема электрических соединений.

Решение.

Величину базисной мощности принимаем равной

В соответствии с рекомендованной шкалой принимаем, что средние номинальные напряжения ступеней заданной схемы составляют:

В качестве основной сохраним ступень, где включён источник.

Определяем базовый ток по формуле:

ЭДС генератора Е” вводится в схему замещения за сверхпереходным индуктивным сопротивлением . Эта ЭДС в относительных единицах (о.е) равна:

где

ЭДС за сопротивлением системы считается постоянной и равной единице: .

Вычисляем сопротивления всех элементов схемы замещения в относительных единицах при принятых базисных условиях и наносим на схему замещения.

Рис 2. Общая схема замещения.

Сопротивление системы:

=0,5 = 0,33 (о.е.)

где Х_с – эквивалентное сопротивление системы, отнесённое к заданной мощности системы S_с, МВ∙А.

Сопротивление линий W1 и W2:

=0,5 ۬ 120∙ = 4,96 (о.е.)

где - удельное сопротивление линии, Ом/км;

l- протяжённость линии, км;

U_л-среднее напряжение линии.

Сопротивление трансформаторов Т1 и Т2:

где U_к – напряжение КЗ трансформатора, %;

S_{т ном} – номинальная мощность трансформатора, МВ∙А.

Сопротивление секционного реактора (RS):

где Х_р – индуктивное сопротивление реактора;

U_ном – номинальное напряжение реактора;

S_ном – пропускная мощность реактора, МВ∙А.

Сопротивление генераторов (G):

где Х_d^”- сверхпереходное индуктивное сопротивление генератора, %;

S_{г ном} – номинальная полная мощность генератора, МВ∙А.

Сопротивление эквивалентной схемы сдвоенного реактора (RL):

;

Х_12*= Х_13*= 1,5∙ Х_0,5*=1,5∙4,14=6,21 (о.е)

где - сопротивление одной ветви реактора, приведённое к базисным единицам (б.е.) по формуле:

Сопротивление трансформатора (Т3):

Сопротивление асинхронного двигателя (М):

Рис. №3. Общая схема замещения с вычисленными сопротивлениями.

1. Начальное значение периодической составляющей тока при трёхфазном К.З.

Короткое замыкание в точке К1.

Рис 3. Схема замещения.

Ветви с сопротивлениями Х₇, Х₈ и Х₉, Х₁₀ симметричны по отношению к точке К1, и поэтому, исключая сопротивление реактора Х₆, имеем схему рисунок №4, в которой

Формула упрощена, т.к. соответствующие параллельные сопротивления равны.

Начальное значение периодической составляющей тока К.З. от системы (кА) при Е¢¢_с = 1.

=1,78 (кА)

Начальное значение периодической составляющей тока К.З. от генераторов

Суммарное значение начального тока К.З. в точке К1