РАСЧЕТ ТОКА ТРЕХФАЗНОГО КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ, ИСПОЛЬЗУЯ ТИПОВЫЕ КРИВЫЕ

Введение.

В энергетической системе постоянно возникают переходные процессы, нормальные – за счет эксплуатационных переключений и аварийные – при коротких замыканиях, обрывах фаз и т.д. Для обеспечения надежной работы отдельных элементов и электроэнергетической системы в целом возникает необходимость количественной оценки электрических величин во время переходного процесса как нормального, так и аварийного.

В системах электроснабжения электромагнитные переходные процессы оказывают существенное влияние на выбор структуры электроэнергетической системы, пропускной способности линий электропередачи, средств управления, регулирования, релейной защиты и противоаварийной автоматики. Поэтому изучение протекания переходных процессов является неотъемлемой частью фундаментальной подготовки инженеров-электриков.

Электрическая система является совокупностью устройств, связанных одновременностью процесса производства, распределения и потребления электрической энергии. Это налагает на все режимы работы системы и персонал особую ответственность по качественному управлению системой для бесперебойного энергоснабжения потребителей в нормальных (установившихся) и переходных режимах работы электрических систем.

1. Задание на курсовую работу по электромагнитным переходным процессам в системах электроснабжения.

При выполнении курсовой работы произвести:

1. Расчет аналитическим способом сверхпереходного и ударного токов трехфазного короткого замыкания, используя точное приведение элементов схемы замещения в именованных единицах;

2. Расчет аналитическим способом сверхпереходного и ударного токов трехфазного короткого замыкания, используя приближенное приведение элементов схемы замещения в именованных единицах;

3. Расчет периодической составляющей тока трехфазного короткого замыкания, используя типовые кривые;

4. расчет аналитическим способом сверхпереходного и ударного токов двухфазного короткого замыкания, построение векторных диаграмм токов и напряжений;

Исходная таблица данных варианта задания

Обозначение	Технические данные оборудования и линий электропередач
ТГ1	Рном = 63 MBт; Uном = 10,5 кВ; cosjном = 0,85; =0,136; = 0,166
ТГ2	Рном = 110 MBт; Uном = 10,5 кВ; cosjном = 0,85; =0,189; = 0,23
ТГ3	Рном = 32 MBт; Uном = 6,3 кВ; cosjном = 0,8; =0,143; = 0,174
АТ1	Sном = 200 MBA; Uk(в-с) = 11 %; Uk(в-н) = 32 %; Uk(с-н) = 20 %; Кт = 11/121/230 кВ
Т1	Sном = 80 MBA; Uk = 11 %; Кт = 10,5/242 кВ
Т2	Sном = 63 MBA; Uk = 10 %; Кт = 230/121 кВ
Т3	Sном = 80 MBA; Uk = 11 %; Кт = 121/6,3 кВ
Т4	Sном = 40 MBA; Uk = 10,5 %; Кт = 115/11 кВ
Л1-Л4	L1 = 120 км; L2 = 60 км; L3 = 100 км; L4 = 70 км
Н1	Pн = 40 МВт; cosjн = 0,75; Uн=220 кВ
Н2	Pн = 20 МВт; cosjн = 0,82; Uн=110 кВ
Н3	Pн = 25 МВт; cosjн = 0,73;Uн=10 кВ
С	Sкз = 800 МВА; Uн =110 кВ

Исходная схема варианта задания.

По условию задания выключатели В4 и В5 отключены, точка короткого замыкания К2.

2. РАСЧЕТ ТОКОВ ТРЕХФАЗНОГО КЗ, ИСПОЛЬЗУЯ ТОЧНОЕ ПРИВЕДЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ СХЕМЫ ЗАМЕЩЕНИЯ В ИМЕНОВАННЫХ ЕДИНИЦАХ

Составляем схему замещения для начального момента времени, отбрасывая части расчетной схемы отделенных от места повреждения отключенными выключателями согласно шифру схемы;

Рис.1. Схема замещения исходной цепи.

Рассчитываем сопративления элементов схемы замещения.

Г1: МВА;

Ом;

Г2: МВА;

Ом;

Г3: МВА;

Ом;

Т1: Ом;

Т2: Ом;

Т3: Ом;

АТ1: U_кв=0,5(U_квн+U_квс-U_ксн)=0.5(32+11-20)=11,5%

U_кс=0,5(U_ксн+U_квс-U_квн)=0.5(20+11-32)= -0,5%

Принимаем U_кс=0%

U_кн=0,5(U_квн+U_ксн-U_квс)=0.5(32+20-11)= 20,5%

X_ат1(в)= Ом;

X_ат1(С)=0 (U_KC=0%)

X_ат1(H)= Ом;

Л1: Х_Л1=X₀L₁= Ом;

Л3: Ом;

Л4: Ом;

Н1: МВА;

Х_Н1= Ом;

C: X_C= Ом;

Номинальные токи генераторов:

кА;

кА.

кА.

Ом;

Ом;

Ом.

Определяем номинальные сверхпереходные ЭДС

кВ;
кВ;

кВ.

Сверхпереходные ЭДС приведенные к основной ступени напряжения:

кВ;

кВ;

кВ;

кВ;

кВ;

Преобразуем схему замещения:

Х₁=Х_Г1+Х_Т1=107,460+80,526=187,986 Ом;

X₂=X_C+X_T2+X_Л1=54,649+83,968+48=186,617 Ом;

X₃=X_Г3+Х_Т3+Х_Л4+Х_Л3+Х_АТ1(1)=189,118+72,738+101,168+144,526+0=507,55 Ом;

X₄=X_Г2+Х_АТ1(Н)=70,394+54,223=124,617 Ом;

Схема принимает вид рис.2

Рис.2. Схема замещение цепи.

Х_ЭКВ= Ом;

Х_СУМ=Х_ЭКВ+Х_АТ1(В)=100,052+30,418=130,470 Ом;

С₁= С₂=

Х₅= Ом;

Х₆= Ом;

Схема принимает вид рис.3

Рис.3 Схема замещение цепи.

Определим токи короткого замыкания от каждой ветви:

кА;

кА;

кА.

кА.

кА.

Суммарный ток короткого замыкания приведенный к основной ступени напряжения:

кА.

Определим ударные токи от каждой ветви:

кА;

кА;

кА;

кА;

кА;

Суммарный ударный ток приведенный к основной ступени напряжения:

кА.

3. РАСЧЕТ ТОКОВ ТРЕХФАЗНОГО КЗ, ИСПОЛЬЗУЯ ПРИБЛИЖЕННОЕ ПРИВЕДЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ СХЕМЫ ЗАМЕЩЕНИЯ В ИМЕНОВАННЫХ ЕДИНИЦАХ

Принимаем средние значения напряжений ступеней трансформации:

U_1cp=10.5 кВ; U_2cp=10.5 кВ. U_3cp=230 кВ; U_4cp=115 кВ; U_5ср=6,3 кВ; U_6ср=115кВ.

Рис.4

Рассчитываем сопротивления элементов схемы замещения.

Г1: МВА;

Ом;

Г2: МВА;

Ом;

Г3: МВА;

Ом;

Т1: Ом;

Т2: Ом;

Т3: Ом;

АТ1: X_ат1(в)= Ом;

X_ат1(С)=0 (U_KC=0%)

X_ат1(H)= Ом;

Л1: Х_Л1=X₀L₁= Ом;

Л3: Ом;

Л4: Ом;

Н1: МВА;

Х_Н1= Ом;

C: X_C= Ом;

Сверхпереходные ЭДС приведенные к основной ступени напряжения:

кВ;

кВ;

кВ;

кВ;

кВ;

Преобразуем схему замещения:

Х₁=Х_Г1+Х_Т1=97,067+72,738=169,805 Ом;

X₂=X_C+X_T2+X_Л1=66,125+83,968+48=198,093 Ом;

X₃=X_Г3+Х_Т3+Х_Л4+Х_Л3+Х_АТ1(С)=189,118+72,738+112+160+0=533,856 Ом;

X₄=X_Г2+Х_АТ1(Н)=77,258+54,223=131,481 Ом;

Х_ЭКВ= Ом;

Х_СУМ=Х_ЭКВ+Х_АТ1(В)=105,498+30,418=135,916 Ом;

С₁= С₂=

Х₅= Ом;

Х₆= Ом;

Определим токи короткого замыкания от каждой ветви:

кА;

кА;

кА.

кА.

кА.

Суммарный ток короткого замыкания приведенный к основной ступени напряжения:

кА.

Определим ударные токи от каждой ветви:

кА;

кА;

кА;

кА;

кА;

Суммарный ударный ток приведенный к основной ступени напряжения:

кА.

РАСЧЕТ ТОКА ТРЕХФАЗНОГО КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ, ИСПОЛЬЗУЯ ТИПОВЫЕ КРИВЫЕ

Опускаем нагрузочные ветви сети.

Схема принимает вид рис.5.

Рис.5. Схема замещения.

Используем расчёты пункта 2.

S_HГ1=74,118 МВА; S_HГ2=129.412 МВА; S_HГ3=40 МВА;

X₁=187,986 Ом; X₂= 186,617Ом; X₅=662,284 Ом; X₅=662,284 Ом;

X₆= 162,478Ом;

E’’_нг1=259.309кВ; E’’_нг2=241.416кВ; E’’_нг3=249.751кВ; E’’_c=209.091кВ;

Так как в схеме имеются источники конечной мощности Г1-Г3, а также система неизменного напряжения С, то все источники разбиваем на две группы. В одну генераторы Г1-Г3, а в другую систему неизменного напряжения С.

Ом;

кВ;

Суммарное сопротивление схемы замещения.

Х_∑= Ом;

Е_∑= Кв

Начальное действующее значение периодической составляющей в токе КЗ.

I_k(0)= кА;

Находим номинальные токи каждой ветви.

I_НГ1= кА;

I_НГ2= кА;

I_НГ3= кА;

Суммарный номинальный ток генераторной ветви.

I_нг= I_нг1+ I_нг2+I_нг3=0,186+0,325+0,100=0,611 кА;

Периодическая составляющая тока в начальный момент времени.

I_Г(0)= кА;

Для генераторной ветви находим отношение.

По типовым кривым для времени t=0.2c при определяем отношение К_(0,2)=

Далее пользуясь вспомогательными кривыми при известном отношении ; Определим

Определим искомый ток вместе КЗ.

I_kt= кА;

Поиск по сайту: