Диссертация (792610), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Для расчетов принимаем коэффициенттрансформации тягового трансформатора равным 1, то есть рассматриваемприведенный трансформатор. Как уже отмечалось, известно, что втрехфазныхтрансформаторахприотсутствиитоковнулевойпоследовательности и при равных токах и равных числах витков в фазахпервичной и вторичной обмоток сопротивления из первичной обмотки ZС иZТ1 в соответствии с формулой (1.33) можно перенести во вторичнуюобмотку.Тогдасопротивлениефазывторичнойобмоткитяговоготрансформатора будет равно (рисунок 1.7):гдеСТ=С+Т+Т=С+Т,(1.34)ZТ = ZТ1 + ZТ2 – сопротивление КЗ тягового трансформатора.Рисунок 1.6 – Схема электроснабжения подстанции ТП1Поскольку все сопротивления из первичной обмотки перенесены вовторичную и сопротивления в первичной цепи стали равны нулю, то впервичной цепи отсутствуют падения напряжений в каждой фазе.Следовательно, можно перенести во вторичную обмотку и приведенныеисточники ЭДС питающей сети EA, EB и EC (рисунок 1.7).Выше показано (рисунок 1.2,б,в), как схема замещения на рисунке 1.7поэтапно преобразовывается из трехфазной в однофазную схему для расчетатока КЗ IК в тяговой сети.26Рисунок 1.7 – Трехфазная схема замещения для расчета тока КЗКак видно из рисунка 1.7, ток двухфазного КЗ IК при симметричнойтрехфазной системе распределяется в фазах обмотки «треугольник»следующим образом: ток в фазе а равен (2/3)·Iк, а в фазах b и c – (1/3)·IК.В результате для тока IК получено, что эквивалентное сопротивлениеподстанции с однофазным трансформатором равно2 ∆∙3 СТи ток КЗ можно рассчитывать по однофазной сети (рисунок 1.8).∆П=(1.35)Рисунок 1.8 – Однофазная схема замещения системы электроснабжения длярасчета токов КЗ в тяговой сети.Особенностью схемы Y/∆ с напряжениями 110/27,5 кВ является то, чтовнейимеютсядвакоэффициентатрансформации:коэффициенттрансформации линейных напряжений nТ = 4 и коэффициент трансформациифазных напряжений nФ = 2,309.
Приведенные значения отличаются в √3, и27поэтому сопротивление фазы трансформатора с соединением обмоток посхеме Y/Δ будет отличаться от сопротивления фазы с соединением Y/Y в3 раза [8]:∆Т=3∙Т∆С=3∙С(1.36)В три раза будет отличаться и сопротивление фазы сети внешнегоэлектроснабжения(1.37)Сравнение формул (1.33) с (1.36) и (1.37) показывает, что3∙СТ=Представим формулу (1.38) в (1.35)гдеСТП=2∙3определяется в (1.33).∆СТ=2∙3∙3∆СТСТ(1.38)=2∙СТ(1.39)Итак, показано, что в случае одностороннего питания ТП странсформатором Y/Δ при распределении тока во всех трех фазах обмотки«треугольник» сопротивление подстанции для расчета токов КЗ в тяговойсети определяется по формуле (1.35), аналогичной формуле (1.10),полученной выше в результате преобразования трехфазной схемы замещенияв однофазную.
Если схему трансформатора представить в соединении Y/Y тосопротивление подстанции определяется по формуле (1.39), аналогичнойформуле (1.14).Таким образом, исследование схемы электроснабжения ТП при ееодностороннем питании позволило удостовериться в справедливости заменытрехфазной сети на однофазную сеть для расчета двухфазного КЗ в тяговойсети.1.2.2 Схема при двустороннем питании межподстанционной зонытяговой сети1.В случае питания от одной районной подстанции РП1.28Из рисунка 1.5 для расчетов выделяем две ТП с питанием от однойрайонной подстанции РП1 (считаем, что РП2 отключена).На рисунке 1.5 ток КЗ IК в тяговой сети распределяется междуподстанциями ТП1 и ТП2. Ток КЗ, приходящий к подстанции ТП2, поаналогии с током КЗ, приходящий к подстанции ТП1, распределяется пофазам обмотки «треугольник» ТП2 также (1/3)·IК и (2/3)·IК.
Более того, онраспределяется таким же образом и по фазам первичной обмотки и по фазампитающей линии ZС2. Соотношение всех фазных и линейных напряжений напервичных обмотках трансформаторов на обеих подстанциях будет одно и тоже. Эти напряжения будут подобны. Возникающая несимметрия напряженийот тока Iк на обеих подстанциях будет одинаковой.Следовательно, и для подстанции ТП2 (по аналогии с ТП1) ток КЗможно рассчитывать по однофазной сети.2.В случае питании от двух районных подстанций.В этом случае (рисунок 1.5) можно, например, эквивалентировать сетиСВЭ с переходом на питание от одной районной подстанции, например, РП1,и тогда по аналогии с предыдущим случаем также можно утверждать овозможности в схеме замещения для расчета токов КЗ заменить трехфазнуюсимметричную сеть однофазной сетью.Итак, на основании проведенного анализа делаем вывод о возможностипредставления в однолинейном исполнении схемы замещения для расчетовтоков КЗ в тяговых сетях.Уточним целесообразность применения формулы (1.39).
Ее можноприменять в простых схемах электроснабжения, когда ТП питаются полиниям непосредственно от источника питания, на что ориентированынормативные документы [2; 3]. Однако реально СВЭ более сложная, ипоэтому в этом случае целесообразно применять формулу (1.35) с расчетамисопротивлений элементов энергосистемы и без расчетов мощности КЗ.Как указано в [14], даже при соотношении токов КЗ в фазахтрансформатора, как 1/3 к 2/3, имеет место искажение симметрии линейных29напряжений, что приводит к погрешности расчета токов КЗ. Следовательно,в дальнейшем следует расчет токов КЗ уточнять с учетом несимметриинапряжения.1.2.3 Обоснование с помощью теории эквивалентного генератораСправедливость замены трехфазной сети в рассматриваемой задаче наоднофазную сеть для расчета двухфазного КЗ в тяговой сети может бытьдоказана также с помощью теории эквивалентного генератора. Придвухфазном КЗ в тяговой сети независимо от того, как представлятьвторичную обмотку тягового трансформатора – соединенной треугольникомили звездой, тяговый трансформатор, получающий питание от трехфазнойСВЭ может быть представлен по отношению к тяговой сети эквивалентнымоднофазным генератором.
Параметры этого эквивалентного генератораопределяются из режима холостого хода и КЗ. В частности, ЭДС равнаноминальному напряжению UН на выводах тягового трансформатора, то естьнапряжению на выводах трансформатора в режиме холостого хода.Внутреннеесопротивлениеэквивалентногогенератора,равноесопротивлению подстанции ZП, определяется по формуле (1.39).Еслиучесть(1.36)и(1.37),товнутреннесопротивлениеэквивалентного генератора в соответствии (1.39) получается одинаковымнезависимо от принятой схемы соединения обмоток трансформатора. Такимобразом, если ТП представить по отношению к тяговой сети однофазнымэквивалентным генератором, то ток КЗ в тяговой сети будет один и тот женезависимо от схемы соединения тяговой обмотки.Итак, доказана возможность замещения симметричной трехфазной сетидля расчета двухфазных токов КЗ в тяговой сети переменного токаоднофазной сетью.
Указанное много десятилетий успешно применяется врасчетах [2; 3]. Отметим, что потери мощности в питающих линиях будутодни и те же, независимо от того, как рассчитывали: по трехфазной схеме с30трансформатором Y/Δ или по трехфазной схеме с трансформатором Y/Y илипо однофазной схеме замещения, что указывает на ошибочность расчетовпотерь в [19].
Расчеты также показывают, что мощность, развиваемаяоднофазным эквивалентным генератором при КЗ, точно такая же, как имощность, генерируемая трехфазной СВЭ.1.3Анализ расчета токов КЗ при заданных параметрах энергосистемыРасчеты токов КЗ выполняются для различных целей, и в частности,для выбора уставок релейной защиты, оценки возможного действия средстврелейной защиты, анализа аварийных процессов в электроустановках [34].Требуемая точность расчетов во многом определяет характер тех или иныхдопущений, упрощающихэтирасчеты,ивыборметодов решенияпоставленной задачи. Очевидно, с увеличением необходимой точностирасчетов усложняются математические модели [35,36]. В [37] показано, чторасчеты токов КЗ при проектировании ТП, как правило, выполняют поданным мощности КЗ на шинах питающего напряжения 110(220) кВ,полученных от энергосистемы, так как к моменту расчетов обычноотсутствует прилегающая схема внешнего электроснабжения и наборисходных данных ограничен.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
