Программа расчета нормальных и аварийных при множественной одновременной продольно-поперечной несимметрии режимов электрических сетей

Программа предназначена для расчета токов короткого замыкания, неполнофазных и доаварийных режимов в сетях любого класса напряжения с учетом нагрузки и групп соединения силовых трансформаторов.

Находящиеся в эксплуатации программы расчета токов короткого замыкания (ТКЗ) в сложных электрических сетях, как правило, ориентированы на методики, принятые при проектировании электрических сетей энергосистем, и не позволяют учесть нагрузочный доаварийный режим и группы соединения обмоток силовых трансформаторов, необходимые для анализа ТКЗ и выбора уставок некоторых типов релейной защиты. Особые неудобства имеют место при расчете ТКЗ в случае повреждения за маломощными силовыми трансформаторами, когда токи замыкания на стороне высшего напряжения сравнимы с токами нагрузки.

В связи с этим разработана программа РТКЗ-2.0, позволяющая выполнять на ПЭВМ расчеты нормальных и аварийных режимов при множественной одновременной продольно-поперченой несимметрии для схем электрической сети высокой размерности. В настоящее время выполнены практические расчеты для схем замещения, содержащих до 1600 узлов.

Принципиальными особенностями данной программы являются следующие:

  • расчету аварийных режимов предшествует расчет доаварийного установившегося режима с заданными значениями мощностей в узлах с определением расчетных значений модулей и фаз ЭДС источников;
  • при расчете аварийных режимов ведется учет токов в нагрузке;
  • учитываются группы соединений обмоток трансформаторов.

Выполнение расчета по программе включает два основных этапа.

На первом этапе в соответствии с заданными схемой замещения прямой последовательности, мощностями нагрузки и генерации в узлах, модулями напряжений в опорных узлах с заданным модулем напряжения выполняется расчет установившегося режима. При этом решается система нелинейных уравнений узловых напряжений в форме баланса мощностей. Нагрузки моделируются постоянными значениями активных и реактивных мощностей. Возможен учет статических характеристик мощности по напряжению.

На втором этапе выполняется расчет токораспределения для заданного вида и места повреждения. В качестве основного расчетного метода принят известный метод симметричных составляющих.

На этапе расчета аварийных режимов нагрузка в схеме замещения прямой последовательности моделируется двумя составляющими: постоянной проводимостью и ЭДС нагрузки, определенными за сопротивлениями исходя из заданного значения доли асинхронных двигателей (АД) в общей нагрузке.

В схеме обратной последовательности нагрузка учитывается сопротивлением, величина которого зависит от доли АД в общей нагрузке.

Синхронные генераторы и компенсаторы, эквивалентные сопротивления смежных энергосистем, обобщенные синхронные двигатели в узлах моделируются специальной ветвью, подключенной к узлу, как правило, опорному, с заданным модулем напряжения. Для этих ветвей необходимо задать сопротивления прямой, обратной и нулевой последовательности (для эквивалентных сопротивлений энергосистем). Значения ЭДС, приложенных в конце таких ветвей, определяются из расчета установившегося режима по значениям активной и реактивной мощности генерации в узле.

После выполнения расчета аварийного режима получают комплексные значения фазных токов нагрузки и напряжений в узлах, токов в начале и конце каждой ветви. Данные выводятся для прямой и обратной последовательности по фазам А, В, С, а также Zреле для удобства выбора уставок дистанционных защит. Все аргументы комплексных величин определяются в единой системе координат относительно напряжения в базисно-балансирующем узле в исходном доаварийном режиме. Также выводятся активные и реактивные составляющие токов нагрузки и ветвей, определенные относительно напряжений сопряженных ветвям узлов.