Построение векторных диаграмм токов и напряжений в месте короткого замыкания

5.  Построение векторных диаграмм токов и напряжений в месте короткого замыкания

Найденная величина периодической слагающей тока прямой последовательности определит длину вектора . Положение векторов  и  может быть определено с помощью комплексного оператора :

Используя найденное значение тока прямой последовательности, необходимо рассчитать токи обратной  и нулевой  последовательностей. Для различных видов к.з. эти токи определяются из соотношений, данных в таблице 3.2[3]:

Определяем фазные токи согласно соотношениям:

Кроме того, для заданного вида короткого замыкания рассчитываются значения токов аварийных фаз(фазы). При этом используем:

где m^(1,1)- коэффициент, определяющий отношение тока аварийной фазы к току прямой последовательности. Значение данного коэффициента приведено в таблице 3.1[3]:

Для построения векторной диаграммы напряжений в месте к.з. должны быть предварительно определены напряжения прямой, обратной и нулевой последовательностей. Эти составляющие вычисляются, согласно соотношениям, данным в таблице 3.2[3]. Для определения этих напряжений в именованных единицах необходимо их умножить на базисное сопротивление Z_б :

Определяем фазные напряжения:

Построение векторной диаграммы токов в месте к.з.:

Построение векторной диаграммы напряжений в месте к.з.:

6. Построение векторных диаграмм токов и напряжений на зажимах генератора

Векторные диаграммы токов и напряжений строятся для генератора, ближайшего к месту к.з. При этом предварительно необходимо выполнить распределение токов и напряжений в схемах каждой последовательности. Распределение токов и напряжений каждой последовательности находят в схеме одноимённой последовательности, руководствуясь известными правилами и законами распределения токов и напряжений в линейных электрических цепях, поскольку рассматриваемые трёхфазные схемы предполагаются выполненными симметрично.

Так как схемы обратной и нулевой последовательностей являются пассивными и их элементы остаются неизменными в течение всего переходного процесса, при распределении токов целесообразно пользоваться коэффициентами распределения.

Ближайший генератор к месту короткого замыкания – генератор Г3.

Зная результирующую реактивность обратной последовательности , находим коэффициенты распределения для выделенной ветви:

;

Зная составляющие тока в месте к.з. и коэффициенты распределения, могут быть рассчитаны составляющие тока обратной последовательности в ветви 3:

Ток прямой последовательности в ветви 3 определяется через расчётные кривые:

Определяем токи прямой и обратной последовательности для фаз B и С:

При определении составляющих напряжения на зажимах генератора необходимо рассчитать падение напряжения на участке от точки к.з. до генератора, а именно:

где

Определяем напряжение на шинах генератора, приведенное к высокой стороне трансформатора:

Определяем напряжения прямой и обратной последовательности для фаз В и С:

При определении трансформированных фазных величин нужно иметь в виду, что токи и напряжения при переходе через трансформатор изменяются не только по величине, но и по фазе в зависимости от соединения его обмоток.

Определяем токи и напряжения фаз А,В и С при прохождении через T5:

Построение векторной диаграммы токов на зажимах генератора:

Рисунок 16- Векторная токов на зажимах генератора.

Определяем фазные напряжения на зажимах генератора Г3:

Построение векторной диаграммы напряжений на зажимах генератора:

Рисунок 17- Векторная напряжений на зажимах генератора.

Заключение

В данной курсовой работе были рассмотрены два типа коротких замыканий: трехфазное и двухфазное на землю.

В первом разделе было исследовано трехфазное замыкание на шинах НН (точка К1). Исходная схема замещения путем преобразований была приведена к результирующей.

Используя закон Ома, был определен сверхпереходный ток .

Далее был определен ударный ток (максимальное значение тока к.з. в первый полупериод переходного процесса)  и наибольшее действующее значение ударного тока .

Во втором разделе было рассмотрено двухфазное замыкание на землю в точке К9. В соответствии с методом симметричных составляющих были составлены схемы замещения прямой, обратной и нулевой последовательностей и определены результирующие реактивности для всех трех схем. Величина периодической слагающей в месте к.з. была определена по расчетным кривым, затем в соответствии с правилом эквивалентности прямой последовательности были определены токи и напряжения всех фаз и построены соответствующие векторные диаграммы. Анализ векторных диаграмм показывает, что в аварийных фазах напряжение равно нулю, и сами диаграммы являются деформированными. При построении векторных диаграмм за трансформатором появляются ненулевые напряжения и токи во всех трех фазах, и деформация векторных диаграмм уменьшается.

ЛИТЕРАТУРА

1.  Жененко Г.Н., Каратун В.С., Ладвищенко Б.Г. Методические указания и задания к курсовым работам по дисциплине "Переходные процессы в электрических системах". Кишинёв, КПИ им. С. Лазо, 1979.

2.  Рожкова Л.Д., Козулин В.С. "Электрооборудование станций и подстанций". М.: Энергоатомиздат, 1987.

3. Е. И. Шепелевич, Г. Н. Жененко. Методические указания к курсовой работе по дисциплине "Электромагнитные переходные процессы". Кишинев, КПИ им. С. Лазо, 1986