Расчет начального значения периодической составляющей токов КЗ

Расчеты периодической составляющей токов КЗ будут производится вручную с последующей проверкой на ЭВМ в программе TKZ-Win Pro.

Для ручного расчета необходимо исходную схему замещения преобразовать в эквивалентную схему относительно точки КЗ, содержащую одно эквивалентное сопротивление и одну эквивалентную ЭДС[3]. При этом используются обычные приемы преобразования электрических цепей: объединение параллельных и последовательных ветвей в одну, преобразование «треугольник-звезда» и др. Такое преобразование называется «сворачиванием» схемы.

Ветви, по которым ток КЗ не протекает, из схемы исключаются; для коротких замыканий в точках К1 и К2 это обмотка низкого напряжения автотрансформатора АТ2 и трансформатор собственных нужд Т4.

Всем ветвям и узлам присвоены порядковые номера, земля имеет номер «0».

Эквивалентирование цепи относительно точки К1 показано подробно, в дальнейшем часть преобразований будет опускаться.

Сначала ветви «1», «2» и «3» объединяются в сопротивление x₁:

.

Затем ветви «4» и «5» объединены в сопротивление x₂:

.

Ветви «10», «12», «13» и «14» объединены в сопротивление x₃:

.

Ветви «7» и «8» объединяются в сопротивление x₄:

Промежуточные результаты изображены на рисунке 4.1.

Рисунок 4.1. Первый шаг эквивалентирования

На втором шаге сопротивления x₁ и x₂ вместе с ЭДС E_с и E_G2 объединены в одну ветвь, последовательную с споротивлением x_АТ1. Эти ветви объединяются в одну эквивалентную ветвь с сопротивлением x₅ и ЭДС E₁:

;

.

Аналогичные преобразования выполняются с сопротивлениями x₄ и x₃, ЭДС E_G2 и E_G3:

;

.

На рисунке 4.2 показана схема замещения после второго шага.

Рисунок 4.2 – второй шаг эквивалентирования

На заключительном шаге определяются непосредственно параметры эквивалентной схемы (рисунок 4.3):

;

.

Рисунок 4.3 – эквивалентная схема относительно К1

Периодическая составляющая тока короткого замыкания:

. (4.1)

Ток КЗ, приведенный к напряжению 500 кВ, равен:

.

Фактическое значение:

.

Чтобы найти токи в ветвях и напряжения в узлах, следует «развернуть» схему в исходную:

;

;

;

;

;

;

;

;

;

.

В таблице 4.1 приведены исходные данные для программы TKZ-Win в соответствии с рисунком 1.1 и расчетов пункта 2.

Таблица 4.1 – исходные данные для расчета КЗ в точке К1

Результаты компьютерного расчета КЗ в точке К1 приведены в таблице 4.2.

Таблица 4.2 – результаты компьютерного расчета КЗ в точке К1

I3=4,6391 (-90,0000); I2=4,0176 (-90,0000); Z1=0,0000+j67,2684;

Для расчета фактических токов следует умножить приведенные токи на коэффициент трансформации:

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

.

Фактические напряжения определяются аналогично, но приведенные напряжения делятся на коэффициент трансформации. Также напряжение следует умножить на для перехода от линейных напряжений к фазным:

;

;

;

;

;

.

Аналогичным способом рассчитывается периодическая составляющая токов КЗ в точке К2. Для «сворачивания» схемы замещения можно воспользоваться данными из предыдущего расчета (рисунок 4.4).

Рисунок 4.4 – второй шаг расчета КЗ в точке К2

Дальнейшие преобразования схемы на рисунке 4.4:

;

.

Результат показан на рисунке 4.5.

Рисунок 4.5 – третий шаг расчета КЗ в точке К2

Окончательный результат:

;

.

Рисунок 4.6 – эквивалентная схема относительно К2

По формуле (4.1) определяется периодическая составляющая тока КЗ в точке К2:

.

Фактическое значение:

.

Далее производится «разворачивание» схемы по аналогии с предыдущими расчетами для точки К2:

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

.

В таблицах 4.3 и 4.4 приведены соответственно исходные данные и результаты компьютерного расчета КЗ в точке К2.

Таблица 4.3 – исходные данные для расчета КЗ в точке К2

Таблица 4.4 – результаты компьютерного расчета КЗ в точке К2

I3=3,2062 (-90,0000); I2=2,7766 (-90,0000); Z1=0,0000+j99,5042

Фактические токи и напряжения:

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

.