Расчет токов короткого замыкания

 

 

 

 

 

 

2.  Определение  токов трехфазного короткого  замыкания методом типовых кривых

 

 

1. Составление схемы замещения и ее преобразование

 

 

         Дана схема с несколькими генераторами, не одинаково удаленными от места КЗ, но связанных с ней независимо друг от друга.

 

Схема берется частично преобразованной.

 

 

Рисунок 23 – Схема замещения

 

Рисунок 24 – Преобразование схемы замещения

 

;

;

;

;

 

;

 

 

 

Рисунок 25 – Второй этап преобразования схемы

 

;

;

;

;

;

 

;

;

 

 

Рисунок 26 – Второй этап преобразования схемы

;

;

;

;

;

 

;

 

;

;

;

Рисунок 27 – Итоговая схема

 

 

 

 

2. Определение токов в ветвях генераторов и суммарного тока короткого замыкания

 

 

Находим токи в ветвях схемы:

 

;

 

;

 

;

 

 

Оцениваем удаленность генераторов  от точки короткого замыкания:

 

;

 

;

 

 

,  , < 2, следовательно КЗ удаленное и ток не изменен во времени.

 

;

 

;

 

;

 

;

 

 

Рисунок 28 – График зависимости  суммарного тока от времени

 

 

 

3  Сравнение  результатов расчета токов короткого  замыкания методом эквивалентных  ЭДС и методом типовых кривых

 

Сверхпереходной ток  , кА:

 

Метод эквивалентных ЭДС: .

 

Метод типовых кривых: .

 

Разница в значениях Δ, %: Δ=4.065 %.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.  Расчет несимметричных коротких замыканий методом типовых кривых

 

 

4.1 Составление схемы прямой последовательности и определение суммарного сопротивления

 

 

Схема берется преобразованной:

 

 

Рисунок 29 – Схема замещения прямой последовательности

 

Результирующее сопротивление схемы прямой последовательности:

 

.

 

 

4.2  Составление схемы обратной последовательности и определение суммарного сопротивления

 

 

Пересчитываем сопротивления генераторов  для обратной последовательности.

 

Станция №1:

 

;

 

 

Станция №2:

 

;

 

Станция №3:

 

 

Составляем схему замещения:

 

Рисунок 30 – Схема замещения

 

;

 

;

 

;

 

Рисунок 31 – Первый этап преобразования схемы

 

;

;

;

Рисунок 32 – Второй этап преобразования схемы

;

 

;

 

;

 

;

 

;

 

Рисунок 33 – Третий этап преобразования схемы

 

;

;

;

;

;

;

;

               

Рисунок 34 – Четвёртый этап преобразования схемы

 

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

Рисунок 35 – Итоговая схема замещения обратной последовательности

 

 

 

Результирующее сопротивление схемы обратной последовательности:

 

;

 

 

4.3  Составление схемы нулевой последовательности и определение суммарного сопротивления

 

 

Сопротивления генераторов не учитываются. Сопротивления трансформаторов учитываются с заземленной нейтралью. Сопротивления  линий, системы и нагрузки пересчитываем.

 

 

Линии:

;

;

;

;

;

 

 

 

Система:

 

Рисунок 36 – Исходная схема замещения

 

;

;

;

 

 

Преобразование из треугольника в  звезду:

;

 

.

 

Рисунок 37 – Первый этап преобразования схемы

 

;

;

 

;

Рисунок 38 – Второй этап преобразования схемы

;

;

;

;

;

Рисунок  39 – Итоговая схема замещения нулевой последовательности

 

 

 

Результирующее сопротивление схемы нулевой последовательности:

 

.

 

 

 

4.4  Расчет двухфазного  короткого замыкания 

 

4.4.1  Определение результирующих сопротивлений

 

 

;

 

;

 

;

 

.

                                         

 

4.4.2 Определение токов в ветвях генераторов и суммарного тока короткого замыкания

 

Определение токов:

 

;

 

;

 

;

 

;

 

Оцениваем удаленность генераторов  от точки короткого замыкания:

 

;

 

;

 

 

, , , < 2, следовательно КЗ удаленное и ток не изменен во времени.

 

Определяем суммарный ток короткого замыкания:

 

;

 

 

 

 

4.4.3 Определение фазных токов и фазных напряжений в месте короткого замыкания

 

 

;

 

;

 

;

 

;

 

;

 

.

 

 

 

4.4.4  Сравнение коэффициентов  несимметрии

 

 

;

 

.

 

Разница в значениях Δ, %: Δ=0.231 %.

 

 

4.5  Расчет двухфазного короткого замыкания на землю

 

4.5.1 Определение результирующих сопротивлений

 

;

;

 

 

4.5.2 Определение токов в ветвях генераторов и суммарного тока короткого замыкания

 

 

Определение токов:

;

 

;

 

 

Оцениваем удаленность генераторов от точки короткого замыкания:

 

;

 

, , < 2, следовательно КЗ удаленное и ток не изменен во времени.

Токи  , берем из расчета двухфазного КЗ.

 

Определяем суммарные токи прямой последовательности отдельно в ветвях трансформаторов с заземленными и разземленными нейтралями:

 

 

Определяем суммарный ток прямой последовательности в месте кз:

 

 

 

 

3. Определение токов обратной последовательности

 

 

Определяем токи отдельно в ветвях трансформаторов с заземленными и разземленными нейтралями:

       

где   - суммарное сопротивление схемы обратной последовательности без учета ветвей, где нейтрали трансформаторов разземлены:

 

 

 

Определяем суммарный ток обратной последовательности в месте КЗ:

 

 

 

4.5.4  Определение фазного тока и фазных напряжений в месте короткого замыкания

 

 

;

 

 

;

 

;

 

 

;

 

.

 

 

4.5.5  Сравнение коэффициентов несимметрии

 

 

;

 

.

 

Разница в значениях Δ, %: Δ=2.247 %.

 

 

 

 

4.6  Расчет однофазного  короткого замыкания

 

4.6.1  Определение тока прямой и обратной последовательности

 

 

Ток обратной последовательности :

.

 

Ток прямой последовательности :

 

.

 

4.6.2  Определение фазного тока и фазных напряжений в месте короткого замыкания

 

;

 

;

 

;

;

;

 

;

 

 

 

 

 

 

4.6.3  Сравнение коэффициентов несимметрии

 

 

;

 

.

 

Разница в значениях Δ, %: Δ=3.34 %.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложение  А

 

Двухфазное короткое замыкание:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1 – Диаграмма токов (М: 1см/1 кА)

 

 

 

 

 

 

Рисунок 2 – Диаграмма напряжений (М: 1см/15 кВ)

 

 

 

Двухфазное короткое замыкание на землю:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 3 – Диаграмма токов (М: 1см/0.5 кА)

 

 

 

Рисунок 4 – Диаграмма напряжений (М: 1см/15 кВ)

 

 

 

 

 

Однофазное короткое замыкание:

 

Рисунок 5 – Диаграмма токов (М: 1см/0.2 кА)

 

Рисунок 6 – Диаграмма напряжений (М: 1см/15 кВ)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

 

В курсовой работе был произведен расчет токов короткого замыкания. Для симметричных коротких замыканий методами эквивалентных ЭДС и типовых кривых, а для несимметричных – методом типовых кривых. Выяснено, что наибольший ток при трехфазном коротком замыкании. Для несимметричного короткого замыкания – при двухфазном на землю. Наибольшее различие коэффициентов несимметрии при однофазном коротком замыкании. Также были построены векторные диаграммы токов и напряжений.