Преобразование схем замещения

Основной задачей расчета режима с КЗ является нахождение тока в аварийной ветви или в месте КЗ, поэтому аварийная ветвь должна быть сохранена до конца преобразований. С этой целью концы нагрузочных ветвей, ЭДС которых считаются равными нулю, не следует соединять с точкой трехфазного КЗ, а лучше эти ветви объединять в эквивалентные с генерирующими ветвями.

1) Если металлическое трехфазное КЗ находится в узле с несколькими сходящимися ветвями (рис. 2.3), то этот узел можно разрезать, сохранив на конце каждой ветви такое же КЗ (рис. 2.4). Далее схему можно преобразовать относительно любой из точек КЗ, учитывая другие ветви с КЗ как обычные нагрузочные ветви с ЭДС равными нулю (рис. 2.5).

2) При симметрии схемы замещения СЭС относительно точки КЗ или симметрии участка схемы относительно промежуточной точки. В ходе преобразования можно соединить точки, имеющие одинаковые потенциалы, и исключить из схемы сопротивления, по которым токи КЗ не протекают.

Если элементы, расположенные симметрично элементу Х7, одинаковы, то потенциалы точек 1 и 3 также одинаковы (рис. 2.3). Это позволяет соединить названные узлы и полученные параллельные ветви 1 и 3, 4 и 5, 6 и 8 заменить эквивалентными (рис. 2.9). Вместо двух контуров схема содержит один, преобразив который в эквивалентную звезду, легко привести к элементарному виду (рис. 2.10).

Таблица 2.1

Расчетные схемы и схемы замещения элементов СЭС

Наименование элемента	Расчетная схема	Схема замещения
Генератор (компенсатор)
Эквивалентный источник системы
Синхронный двигатель
Асинхронный двигатель
Обобщенная нагрузка
Двухобмоточный трансформатор
Трехобмоточный трансформатор
Трехфазный трансформатор с расцепленной обмоткой
Трехфазный автотрансформатор
Реактор
Сдвоенный реактор
Воздушная линия
Кабельная линия

Таблица 2.2

Основные формулы преобразования схем

Вид преобразования	Схема исходная	Схема эквивалентная	Эквивалентное сопротивление
Последователь-ное соединение
Параллельное соединение			При двух ветвях:
Замена группы источников эквивалентным			При двух ветвях:
Преобразование треугольника в звезду
Преобразование трехлучевой звезды в треугольник
Преобразование многолучевой звезды в полный многоугольник			……………………… Аналогично и при большем числе ветвей

Рис. 2.3                         Рис. 2.4                              Рис. 2.5

Рис. 2.6                        Рис. 2.7                  Рис. 2.8

Рис. 2.9                          Рис 2.10             Рис. 2.11

3) Если генераторные ветви 1, 2, 3 одинаковы и одинаковы элементы Х6, Х7, Х8 (рис. 2.3), то элементы Х4 и Х5 можно исключить из схемы (рис. 2.12), т.к. по ним токи не протекают и каждая генерирующая ветвь получается независимой.

4) В ряде случаев преобразование схем замещения СЭС упрощается, если трехлучевую звезду заменить эквивалентным треугольником, затем разрезать его по вершине, где приложена ЭДС. Образовавшиеся параллельные ветви заменяют эквивалентными с такой же ЭДС.

В общем случае, когда все элементы различны (рис. 2.15), тогда необходимо преобразовать одну из звезд Y (Х5-Х3-Х8) в эквивалентный треугольник D (Х9-Х10-Х11) (рис. 2.16 и 2.17), затем разрезать его вершину, где приложена ЭДС, и к образовавшимся ветвям подключить по такой же ЭДС (рис. 2.18). Образовавшиеся параллельные ветви 2 и 10, 7 и 9 заменить эквивалентными (рис. 2.19).

Замена двух и более однотипных источников питания возможно, если источники находятся в одинаковых условиях по отношению к точке КЗ, что проверяется по условию

,                                                                        (2.2)

где S_1НОМ, S_2НОМ - номинальные мощности источников,

x_*РЕЗ1, x_*РЕЗ2 - результирующее сопротивление между источником и точкой КЗ.

Рис. 2.12 Рис. 2.13 Рис. 2.14

Для СЭС промышленных предприятий характерно совместное питание от энергетической системы и электростанции предприятия. Объединение этих источников допустимо, если расчетное сопротивление каждой ветви между источником и точкой КЗ Х_*РЕЗ> 3.

При упрощении схемы замещения можно пренебречь источником меньшей мощности, если

и , (2.3)