Схемы замещения элементов электроустановок

Схемы замещения элементов электроустановок

По расчетной схеме ЭЭС составляется ее схема замещения, в которую вводятся все источники энергии и учитываемые элементы своими схемами замещения.

При расчетах токов КЗ в общем случае учитывается все элементы ЭЭС. Допускается эквивалентность удаленную от места КЗ часть ЭЭС.

Для упрощения расчета при составлении схемы замещения все элементы ЭЭС принимаются линейными; токами намагничивания трансформаторов и автотрансформаторов, активными сопротивлениями элементов в основных звеньях высокого напряжения схемы[1], емкостными проводимостями линий электропередачи пренебрегают (или учитывают их в виде емкостей, сосредоточенных по концам линий); нагрузки учитывают приближенно.

Схемы замещения основных элементов электроэнергетических систем приведены в табл. 1.

Параметры элементов схем замещения, необходимые для расчета токов короткого замыкания, даны в приложении 1.

Приведение параметров элементов к одной ступени напряжения

Если расчетная схема содержит несколько магнитосвязанных цепей (элементов схемы, связанных между собой трансформаторами (рис.1, а), то сопротивления всех элементов каждой цепи должны быть приведены к напряжению одной из ступеней, что позволит перейти к электрической схеме замещения (рис.1, б).

Z1

Z2

Z3

Z4

Z5

Z6

II

U2

Л1

U3

Т2

U5

Т3

IV

Основная ступень напряжения

•

•

•

•

•

•

•

•

•

U1

Т1

I

~

G

•

III

U4

Л2

•

U6

•

 

а)

 

б)

 

Рисунок 1 –Приведение параметров элементов расчетной схемы к основной ступени напряжения; а – расчетная схема; б – схема замещения.

 

Электрические величины могут быть приведены к выбранной ступени напряжения по формулам:

, (1)

, (2)

, (3)

, (4)

где - знак произведения m сомножителей; - коэффициенты трансформации трансформаторов и автотрансформаторов, через которые величины связаны с выбранной основной ступенью напряжения. При этом под коэффициентом трансформации трансформатора n_i понимается отношение междуфазного напряжения холостого хода обмотки, обращенной в сторону основной ступени напряжения, к аналогичному напряжению другой его обмотки, находящейся ближе к ступени, элементы которой подлежат приведению. Кружок над величинами указывает, что данная величина является приведенной к основной ступени напряжения. Для примера рис. 1:

.

Если известны фактические при принятых исходных условиях коэффициенты трансформации всех трансформаторов и автотрансформаторов расчетной схемы, то составление схемы замещения рекомендуется производить с учетом этих коэффициентов. Если же для части трансформаторов и автотрансформаторов фактические коэффициенты трансформации неизвестны, то допускается при составлении схемы замещения эти коэффициенты учитывать приближенно, как указано ниже.

 

Пример расчета начального значения периодической составляющей тока трехфазного короткого замыкания.

Для расчетной схемы (рис.10) найти начальный сверхпереходный и ударный токи в точке короткого замыкания.

 

 

Т2

Л2

Л1

G1

~

G2

~

Н1

AD

Т1

система

АТ1

АТ2

Т3

Л3

Л4

Р

Т4

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

Н2

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

 

 

Рисунок 10 – Расчетная схема электрической системы

 

Параметры для:

генераторов: G1, G2: S_н=120 МВА; U_н=10, 5 кВ; cos φ _н=0, 8; x″ _d*(н)= 0, 19; Т_а=0, 4 с;

системы: при .

трансформаторов Т-1, T2: D Р_к..з.=380 кВт; 242/10, 5 кВ;

Т-3:

Т-4:

автотрансформаторов АТ1, АТ2:

нагрузки Н1, Н2:

асинхронного двигателя:

реактора Р:

линий электропередачи:

Л-1:

Л-2:

Л-3:

Л-4:

Для определения начального сверхпереходного тока КЗ составляется эквивалентная схема замещения (рис.11).

III

II

I

IV

 

Рисунок 11 – Схема замещения расчетной схемы рис. 10

 

Расчет будем выполнять в относительных единицах при базисных условиях при точном приведении.

За основную ступень напряжения принимаем ступень напряжения, где произошло КЗ Задаемся для нее базисными величинами

Определяем базисные величины для остальных ступеней напряжения:

Определяем параметры элементов в эквивалентной схеме замещения:

сопротивления генераторов:

Сопротивление системы

Сопротивление нагрузки:

Сопротивление асинхронного двигателя:

 

Сопротивление трансформаторов Т1, Т2:

Сопротивление трансформатора Т3:

Сопротивление трансформатора Т4:

Сопротивления автотрансформаторов АТ1, АТ2:

Сопротивление реактора:

Сопротивления линий:

Доаварийный режим неизвестен, поэтому значения сверхпереходных ЭДС генераторов Е″ определяем из предположения, что до КЗ генераторы работали в номинальном режиме:

ЭДС обобщенной нагрузки:

ЭДС асинхронного двигателя:

для системы:

Свертываем схему относительно точки КЗ Поскольку сопротивления не входят в короткозамкнутую цепь, они в расчетах не учитываются. Схема замещения представлена на рис.12, где ^.

•

Е˝ 4

•

Е˝ 3

Е˝ 1

Е˝ 2

Е˝ 6

•

•

•

•

•

•

•

•

•

 

Рисунок 12 – Расчетная схема замещения

 

После преобразований

 

получим схему рис. 13.

 

 

•

•

•

•

•

•

С3

 

 

Рисунок 13 – Преобразованная схема на 1 шаге

 

•

•

•

•

С3

С2

С1

Преобразуем треугольник сопротивлений х₆, х₇, х₈ в эквивалентную звезду х₃₀, х₃₁, х₃₂ (рис. 14).

 

 

Рисунок 14– Преобразованная схема на 2 шаге

 

;

; .

Преобразования: приводят к схеме вида, представленному на рис. 15.

 

•

•

С1

•

С2

С3

 

 

Рисунок 15 Рисунок 16

 

Заменяем ветви с сопротивлениями x₃₃ и x₃₄ эквивалентной ветвью x₃₅:

; ЭДС эквивалентного источника

Упрощаем схему до вида рис. 16. На рис. 16: x₃₆ = x₃₀+ x₃₅=0, 478+0, 786=1, 264.

Сверхпроводные токи:

Искомый ток в точке короткого замыкания:

.

Пример расчета периодической составляющей тока для произвольного моменте времени в точке трехфазного КЗ методом типовых кривых

Определим периодическую составляющую тока в точке короткого замыкания расчетной схемы рис. 22. для t=0, 2 с.

Расчет до схемы замещения вида рис. 25 аналогичен рассмотренному в пункте 1.6.1.

Определим сверхпереходные ЭДС генератора G2 и эквивалентного генератора G1, 3.

где

где

Результирующая ЭДС генераторов относительно точки КЗ равна ¹⁾

Сверхпереходный ток от генераторов в точке КЗ:

Присвоим ветви, содержащую эквивалентный генератор G1, 3 первый номер, а ветви. содержащей генератор G2 второй.

Сверхпереходный ток генераторной ветви №1 равен

Схемы замещения элементов электроустановок

По расчетной схеме ЭЭС составляется ее схема замещения, в которую вводятся все источники энергии и учитываемые элементы своими схемами замещения.

При расчетах токов КЗ в общем случае учитывается все элементы ЭЭС. Допускается эквивалентность удаленную от места КЗ часть ЭЭС.

Для упрощения расчета при составлении схемы замещения все элементы ЭЭС принимаются линейными; токами намагничивания трансформаторов и автотрансформаторов, активными сопротивлениями элементов в основных звеньях высокого напряжения схемы[1], емкостными проводимостями линий электропередачи пренебрегают (или учитывают их в виде емкостей, сосредоточенных по концам линий); нагрузки учитывают приближенно.

Схемы замещения основных элементов электроэнергетических систем приведены в табл. 1.

Параметры элементов схем замещения, необходимые для расчета токов короткого замыкания, даны в приложении 1.

1234567Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. А. Расчёт железобетонных элементов по первой группе
2. Анализ состояния оборудования, эффективности работы элементов технологической схемы
3. Анализ уровней элементов системы коммерческой логистики
4. Анализ функциональной схемы, получение ЧМ колебаний.
5. Арт-терапевтические шкалы формальных элементов.
6. Базовые схемы включения операционных усилителей
7. В «ТЦ» давление обнаружено давление от вентилей замещения №2
8. В ЗАДАННОМ БАЗИСЕ ЛОГИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ
9. Величины заряда ядра атомов этих элементов.
10. Вертикальные маркетинговые схемы распределения
11. Внутренняя среда организации: характеристика ее элементов
12. Выбор главной схемы электрических соединений