Страница 5: РД 153-34.0-20.527-98. Руководящие указания по расчету токов короткого замыкания и выбору электрооборудования (44654)

ХТ0 — индуктивное сопротивление нулевой последовательности системы тросов.

Методика определения указанных индуктивных сопротивлений изложена в п. 4.2.5.4.

3.5. Преобразование исходной схемы замещения

в эквивалентную результирующую

3.5.1. При аналитических расчетах токов КЗ исходные схемы замещения, в которых представлены различные элементы исходных расчетных схем, следует путем последовательных преобразований приводить к эквивалентным результирующим схемам замещения, содержащим эквивалентную ЭДС (в схемах прямой последовательности), эквивалентное результирующее сопротивление соответствующей последовательности и источник напряжения одноименной последовательности, а при трехфазном КЗ — точку КЗ.

3.5.2. Если исходная схема замещения не содержит замкнутых контуров, то она легко преобразуется в эквивалентную результирующую схему путем последовательного и параллельного соединения элементов и путем замены нескольких источников, имеющих разные ЭДС и разные сопротивления, но присоединенных в одной точке, одним эквивалентным источником. При более сложных исходных схемах замещения для определения эквивалентного результирующего сопротивления следует использовать известные способы преобразования, такие как преобразование треугольника сопротивлений в эквивалентную звезду сопротивлений, звезду сопротивлений в эквивалентный треугольник сопротивлений, многолучевую звезду сопротивлений в полный многоугольник сопротивлений и т.д. Формулы для таких преобразований приведены в табл. 3.1.

Таблица 3.1

Основные формулы преобразования схем

3.5.3. В тех случаях, когда исходная расчетная схема симметрична относительно точки КЗ или какая-либо ее часть симметрична относительно некоторой промежуточной точки, то задачу определения эквивалентного результирующего сопротивления можно существенно облегчить путем соединения на исходной расчетной схеме (и соответственно на исходной схеме замещения) точек, имеющих одинаковые потенциалы, и исключения из схемы тех элементов, которые при КЗ оказываются обесточенными.

3.5.4. Если в исходной схеме замещения одним из лучей трехлучевой звезды сопротивлений является сопротивление источника энергии, то в ряде случаев целесообразно звезду сопротивлений заменить на треугольник и затем последний разрезать по вершине, к которой приложена ЭДС, подключив при этом на каждом из оказавшихся свободными концов ветвей ту же ЭДС.

3.6. Определение взаимных сопротивлений между источниками

и точкой короткого замыкания

Если исходная расчетная схема содержит m узлов с источниками энергии и узел ??, в котором требуется определить ток КЗ, то следует предварительно составить схему замещения в виде полного (m + 1)-угольника. Искомый ток КЗ в узле ?? равен

, (3.23)

где - ЭДС, подключенная в узле ??;

- взаимная проводимость между узлами ?? и ??;

- проводимость ветви полного (m + 1)-угольника, непосредственно соединяющей узлы ?? и ??.

Из формулы (3.23) следует, что при любом числе узлов в исходной расчетной схеме проводимости ветвей схемы замещения, представленной в виде полного многоугольника, могут быть определены по формуле

, (3.24)

где - ток в узле ?? при условии, что в схеме действует только одна ЭДС , приложенная в узле ??, а все остальные ЭДС равны нулю.

Таким образом, взаимное сопротивление между произвольным источником ЭДС и точкой КЗ

. (3.25)

3.7. Применение принципа наложения

3.7.1. Для определения токов КЗ в произвольной ветви расчетной схемы в ряде случаев целесообразно использовать принцип наложения, в соответствии с которым ток в этой ветви можно получить путем суммирования (наложения) токов разных режимов, каждый из которых определяется действием одной или нескольких ЭДС, когда все остальные ЭДС принимаются равными нулю, а все элементы схемы остаются включенными.

3.7.2. При значительном числе ЭДС решение можно упростить, используя теорему об активном двухполюснике. В соответствии с этой теоремой ток в месте КЗ можно найти как сумму предшествующего тока и аварийной составляющей тока Iк??, получаемой от действия одной ЭДС, приложенной в точке КЗ и равной , где напряжение, которое было до возникновения КЗ в расчетной точке КЗ.

Аварийная составляющая тока в месте КЗ равна

, (3.26)

где Хвх - входное сопротивление схемы относительно расчетной точки КЗ при условии, что все остальные ЭДС равны нулю.

Ток в произвольной ветви j расчетной схемы при КЗ в точке ?? равен

, (3.27)

где - нагрузочная составляющая тока в ветви j, т.е. ток ветви j в режиме, предшествующем КЗ;

- аварийная составляющая тока в ветви j при КЗ в точке ??. Эта составляющая равна

, (3.28)

где Kj?? - коэффициент распределения тока для ветви j при КЗ в точке ??.

3.8. Пример составления и преобразования схем замещения

3.8.1. Для исходной расчетной схемы, представленной на рис. 3.6, а, составить исходные эквивалентные схемы замещения прямой, обратной и нулевой последовательностей при КЗ на землю в точке K1 и преобразовать их в эквивалентные результирующие схемы. Расчеты провести с использованием системы относительных единиц и с учетом фактических коэффициентов трансформации силовых трансформаторов и автотрансформатора. Параметры исходной расчетной схемы приведены ниже.

Генераторы 1 и 2: Рном = 63 МВт; Uном = 10,5 кВ; cos ??ном = 0,8; = 0,136; = 0,166; до КЗ генераторы работали в режиме холостого хода с номинальным напряжением.

Реактор 9: Uном = 10 кВ; Iном = 2500 А; Х = 0,35 Ом.

Трансформаторы 3 и 4: Sном = 40 МВ??А; n = 121/10,5 кВ; uк = 10,5 %.

Автотрансформатор: Sном = 125 МВ??А; n = 230/121/10,5 кВ; икВ-С = 11 %; uкВ-Н = 32 %; uкС-Н = 20%.

Линии 10 и 11: l = ; X1уд =0,4 Ом/км; X0уд =1,2 Ом/км.

Система 8: Sном = 2000 МВ??А; = 1,0; = 1,1.

Исходные схемы замещения прямой, обратной и нулевой последовательностей представлены соответственно на рис. 3.6, б, 3.6, в и 3.6, г.

Рис. 3.6. Пример составления схем замещения прямой, обратной и нулевой последовательностей и определения результирующих ЭДС

и сопротивлений при коротком замыкании в точке K1

Обмотка низшего напряжения автотрансформатора не нагружена, поэтому она не вводится в схемы замещения прямой и обратной последовательностей.

В качестве базисных единиц выбираем:

Sб = 100 МВ??А и UбI = 121 кВ. Тогда по формуле (3.5)

кВ;

кВ;

и

кВ;

По формуле (3.9)

;

Таблица П.4

Трансформаторы и автотрансформаторы с высшим напряжением 220 кВ

Таблица П.5

Трансформаторы и автотрансформаторы с высшим напряжением 330 кВ