Размещено на http://www.allbest.ru/

ВВЕДЕНИЕ

При изучении переходных процессов различают электромагнитные и электромеханические процессы, хотя это деление условно. Под электромагнитными процессами в электроэнергетической системе понимают процессы, вызванные возмущениями в ней (короткие замыкания, сброс и наброс нагрузки, отключения ЛЭП) и связанные с перераспределением электрической и электромагнитной энергии в электрических и электромагнитных цепях.

Под электромеханическими переходными процессами понимают процессы, вызванные возмущениями, которые вызывают изменение взаимного положения роторов синхронно вращающихся электрических машин, значительное изменение скольжения асинхронных двигателей. Электромеханическим переходным процессам предшествуют электромагнитные процессы, которые протекают значительно быстрее электромеханических, поскольку их электромагнитные инерционные постоянные в несколько раз меньше электромеханических инерционных постоянных времени.

Задание по первой части курсовой работы связано с расчетом электромагнитных переходных процессов - токов коротких замыканий в электроустановках свыше 1 кВ, а по второй - электромеханических переходных процессов.

Существующая нормативная документация регламентирует выбор электрических аппаратов и проводников по условиям короткого замыкания (ПУЭ), методы расчета токов короткого замыкания (ГОСТ 27514-87, ГОСТ 29176-91, ГОСТ2825-91).

Расчеты токов КЗ проводятся с целью выбора и проверки электрооборудования по условиям короткого замыкания; выбора уставок и оценки возможного действия релейных защит; влияния токов нулевой последовательности линий электропередачи на линии связи; выбора заземляющих устройств. Общие положения при расчете токов КЗ состоят в следующем.

Регламентированы 4 вида коротких замыканий - трехфазное КЗ (обозначение - К(3)), двухфазное КЗ - К(2), двухфазное КЗ на землю - К(1,1), однофазное КЗ - К(1). При выборе оборудования расчетным принимается такой вид КЗ в анализируемой схеме, при котором токи КЗ наибольшие.

Токи КЗ допускается определять путем аналитических расчетов с использованием эквивалентных схем замещения. При расчете токов КЗ должны быть учтены все синхронные генераторы и компенсаторы, а также синхронные и асинхронные электродвигатели мощностью 100 кВт и более, если эти электродвигатели не отделены токоограничивающими реакторами или силовыми трансформаторами.

1. Определение номинальных параметров элементов системы

Рис.1 Расчетная схема системы параметры элементов системы

Состояние ШСВ1-откл, ШСВ2-откл.

Система:

Uн = 110 кВ, Sкз(3)=1000 МВА

Воздушные линии:

№ ВЛ	Длина, км	x1, Ом/км	x0/x1, Ом/км
ВЛ1	7,5	0,35	3,5
ВЛ2	13	0,32	3,5

Синхронный генератор:

Тип СГ	Pном,МВт	cos	, о.е.
ТВС-25Т3	25	0,8	0,13

Статическая нагрузка:

№ Н	Мощность, МВт	cos
Н1	6	0,8
Н2	10	0,81

Трансформаторы

№ Т	Тип	Sн, МВА	Напряжения обмоток	Uk, %	?Ркз, кВт
			Uвн,кВ	Uсн,кВ	Uнн,кВ	В-С	ВН-НН	НН1-НН2
Т1	ТРДН- 25000/110	25	115	-	6,3-10,5	-	10,5	30	115

№ Т	Тип	Sн, МВА	Напряжения обмоток	Uk, %	Ркз, кВт
			Uвн,кВ	Uнн,кВ
Т2	ТМН- 16000/ 110	16	115	11	10,5	85

Синхронные двигатели:

№ СД	Тип СД	Рном,кВт	,%	cos	, о.е.
СД1	СТД-1600	1600	88	0,9	0,145
СД2	СТД-630	630	84	0,92	0,157

Асинхронные двигатели:

№ АД	Тип АД	Рном,кВт	,%	cos	kп = Iп / Iном
АД1	2А3М	1000	95,8	0,89	5

2. Расчет начального значения периодической составляющей тока при трехфазном коротком замыкании в точке К2

Определяем базисные величины:

Sб=100 МВ•А

Базисное напряжение основной ступени

Определяем базисные напряжения других ступеней с учетом коэф. трансформации трансформаторов.

кВ

кВ

кВ

Система

о.е.

Воздушная линия

=

=

=

=

Трансформатор Т1

=10,52/25=0,66 Ом

=6,32/25=0,238 Ом

Трансформатор Т2:

Нагрузка

Асинхронный двигатель

Ом

о.е.

о.е.

Синхронные двигатели

;

о.е.

;

о.е.

Синхронный генератор

2.1 Расчет начального значения периодической составляющей тока при трехфазном КЗ для точки короткого замыкания К2.

Расчётная схема для точки К2.

о.е.

о.е.

о.е.

о.е. о.е.

о.е.

о.е.

о.е.

о.е. о.е.

о.е. о.е.

о.е.

о.е.



о.е. о.е.

о.е. о.е.

о.е.



Все данные известны для расчета начального значения периодической составляющей тока КЗ для точки короткого замыкания.

Периодическая составляющая линейного тока КЗ

Фазное значение периодической составляющей тока КЗ.



Схема замещения системы для точки К2, содержащая только активные элементы.

о.е.

о.е.

о.е.



о.е.

о.е.

о.е. о.е.

о.е.



о.е.

о.е.

о.е. о.е.

 о.е.

Окончательно преобразованная схема для точки К2.

Постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ:

где , - результирующие эквивалентные сопротивления , Ом; -синхронная угловая частота напряжения сети, рад/с (). Тогда постоянная времени для каждой ветви:

______________1_____________________

____________________1_____________________________

Расчёт ударного тока трёхфазного короткого замыкания в точке К2.

Расчет ведется для момента времени t=0,01 с. Поскольку точка короткого замыкания делит заданную схему на радиальные независимые друг от друга ветви, то ударный ток КЗ определяется суммой ударных токов отдельных ветвей:

=

Расчет действующего значения периодической составляющей тока трехфазного короткого замыкания для точки К2 в заданный момент времени.

Расчет производим для момента времени t=0,2 c. Действующее значение периодической составляющей тока трехфазного короткого замыкания определяется:

АЭД

По кривым определяем

СД1

По кривым определяем

СД2

По кривым определяем

СГ



По кривым определяем

Нагрузка 1

Нагрузка 2

Система

Теперь определим затухание апериодической составляющей тока КЗ для момента времени 0,2 с:

+0,0578+1,0527+0,519+0,01+0,484+0,021=8,09 кА

2.2 Расчет начального значения периодической составляющей тока при трехфазном КЗ для точки короткого замыкания К2 в именованных единицах.

Значения эдс источников энергии и сопротивлений элементов исходной расчетной схемы приводятся к выбранной ступени напряжения по формулам

где Е и Z - истинные значения эдс источника энергии и сопротивления элемента исходной расчетной схемы; и - их приведенные значения; к1, к2, - коэффициенты трансформации трансформаторов, каскадно включенные между основной ступенью напряжения сети и приводимым элементом.

Коэффициент трансформации трансформаторов определяется в направлении от основной ступени напряжения сети как отношение напряжения хх обмотки, обращенной в сторону основной ступени напряжения сети к напряжению хх другой обмотки.

Ом

Ом

Ом

=0,661 Ом

=0,1323 Ом

Ом

Ом

Ом

Ом

Ом

Ом, Ом

кВ

кВ

кВ

кВ

кВ

кВ

кВ



Расчётная схема для точки К2 в именованных единицах.

Ом

Ом

Ом Ом

Ом

Ом

Ом

ОмОм Ом

Ом

Ом

Ом Ом

Ом Ом

Ом

Все данные известны для расчета начального значения периодической составляющей тока КЗ для точки короткого замыкания.

Периодическая составляющая линейного тока КЗ



Фазное значение периодической составляющей тока КЗ.

3. Расчёт несимметричных токов КЗ

Расчетная схема.

о.е.

о.е.

о.е. о.е.

о.е.

о.е.

о.е.

о.е. о.е.

о.е.

о.е.

о.е. о.е.

о.е.

о.е.

о.е. о.е.

о.е. о.е.

Окончательно преобразованная схема для точки К1.

3.1 Расчет тока в точке К1 при однофазном КЗ

Пусть произошло замыкание одной из фаз на землю. Представлена схема замещения прямой последовательности при однофазном КЗ. Эта схема аналогична схеме замещения симметричного трехфазного КЗ.

На основании формул преобразования находим параметры схемы:

Схема замещения прямой последовательности.



Схема замещения для обратной последовательности при однофазном КЗ

На данном рисунке изображена схема замещения для обратной последовательности, которая составляется аналогично схеме замещения прямой последовательности, но ЭДС источников отсутствует. Сопротивления элементов токам обратной последовательности принимаются такими же, как и для токов прямой последовательности.

Результирующее сопротивление обратной последовательности в силу равенства сопротивлений элементов последовательностей:



Схема замещения для нулевой последовательности при однофазном КЗ.

Рассчитываем ток прямой последовательности:

Фазное значение:

Ток аварийной фазы:

Токи симметричных составляющих фазы A:

3.2 Расчет тока в точке К1 при двухфазном замыкании на землю

Пусть произошло замыкание фаз B и С на землю.

Запишем граничные условия:

Схемы замещения всех последовательностей при двухфазном КЗ на землю такие же, как и при однофазном КЗ (рис. 3.3), поэтому остались теми же и все параметры схем замещения.

Рассчитываем ток прямой последовательности:

Ток обратной последовательности:

Токи нулевой последовательности:

Токи поврежденных фаз в месте КЗ:



Напряжения в месте КЗ:

3.3 Расчет тока в точке К1 при двухфазном замыкании

Пусть произошло замыкание фаз B и С. Запишем граничные условия:

ток короткое замыкание

Схемы замещения всех последовательностей при двухфазном КЗ такие же, как и при однофазном КЗ (рис. 3.3), поэтому остались теми же и все параметры схем замещения.

Рассчитываем ток прямой последовательности:

Ток обратной последовательности:

Токи поврежденных фаз в месте КЗ:



Напряжения в месте КЗ:

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Ульянов С.А. Электромагнитные переходные процессы в электрических системах.-М.: Энергия, 1970. - 520 с.

2. Правила устройства электроустановок, 7-е издание.: М, 2000.

3. Методические указания к выполнению курсовой работы. М.А. Новожилов. Иркутский Государственный технический университет; Иркутск, 2001.

Размещено на Allbest.ru