Расчет токов при коротких замыканиях

Размещено на http://www.allbest.ru

Федеральное агентство по образования РФ

ГОУ ВПО «Марийский Государственный университет»

Электроэнергетический факультет

Кафедра электроснабжения

Курсовая работа

по дисциплине:

“Переходные процессы в электроэнергетических системах”

Выполнил: студент гр. ЭС-42

Рыбаков С.Л.

Проверил: Волков С.В.

Йошкар-Ола 2006

ВВЕДЕНИЕ

Переходные процессы - это процессы, которые сопровождают переходный режим.

В данной курсовой работе рассмотрены методы расчета токов при коротких замыканиях (КЗ) в электроустановках переменного тока напряжением свыше 1 кВ с использованием регламентированных методик.

Используются инженерные методики расчета параметров схем замещения элементов электроэнергетических систем в относительных единицах, методики расчета токов КЗ в начальный и в произвольный момент времени при симметричных и нессиметричных КЗ.

Короткое замыкание ? это любое непредусмотренное нормальными условиями эксплуатации замыкание между фазами или замыкание одной или нескольких фаз на землю в сети с глухозаземленной нейтралью.

Электрическая система ? это условно выделенная часть электроэнергетической системы, в которой осуществляются выработка, преобразование, передача и потребление электрической энергии. В результате аварийных ситуаций в системе возникают переходные процессы, в технике которых происходит переход от одного режима к другому.

замыкание электрический ток электроустановка

РАБОЧИЕ ЗАДАНИЯ

Задание 1.

Рассчитать начальное значение периодической составляющей тока и значение ударного тока в месте повреждения при трехфазном КЗ в точке схемы К4.

Задание 2.

Рассчитать и построить векторные диаграммы токов и напряжений в начальный момент времени несимметричного КЗ (двухфазное КЗ на землю) в точке схемы К2.

Задание 3.

Рассчитать и построить кривую изменения периодического тока в ветви синхронной машины при трехфазном КЗ в точке схемы К5. Расчет произвести по уравнению огибающей c учетом АРВ в интервале времени .

Задание 4.

Рассчитать значение периодической составляющей тока в месте повреждения к моменту отключения выключателем трехфазного КЗ, возникшего в точке схемы К1. Использовать метод типовых кривых.

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Рис. 1. Расчетная схема.

ПАРАМЕТРЫ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ.

Система:

.

Синхронная машина (турбогенератор):

.

Трансформатор «Т»:

.

Автотрансформатор «АT»

.

Линия W1:

.

Линия W2:

.

Трансформатор собственных нужд (ТСН):

.

ЗАДАНИЕ №1

Размещено на http://www.allbest.ru

Рис. 2. Эквивалентная схема замещения.

; (1.1)

;

.

Приведем параметры электрооборудования к системе относительных единиц.

C: ; (1.2)

; (1.3)

. (1.4)

W1: Для одноцепной линии:

(1.5)

W2: Для двухцепной линии:

(1.6)

T: (1.7)

АТ:

AT:

Г: (1.11)

(1.12)

(1.13)

Упростим схему замещения (рис. 2).

(1.14)

(1.15)

, что нет необходимости

в учете активного сопротивления при расчете тока трехфазного КЗ.

(1.16) (1.13)

Размещено на http://www.allbest.ru

Рис. 3. Упрощенная схема замещения.

Периодическая составляющая тока КЗ в начальный момент времени

. (1.17)

Определим ударный ток короткого замыкания.

, (1.18)

где - ударный коэффициент.

; (1.19)

; (1.20)

;

.

ЗАДАНИЕ №2

Размещено на http://www.allbest.ru

Рис. 4. Эквивалентная схема замещения для однофазного КЗ на землю в точке К2.

Определяем параметры электрооборудования в системе относительных единиц для различных последовательностей.

C: ;

;

W1:

(2.1)

W2:

T:

(2.2)

Г:

.

АТ:

Упростим схему замещения:



Рис. 5. Упрощенная схема замещения.

(2.3)

(2.4)

Для 2-х фазного КЗ на землю:

(2.5)

(2.6)

(2.7)

(2.8)

(2.9)

(2.10)

(2.11)

(2.12)

(2.13)

Размещено на http://www.allbest.ru

Рис.6. Векторная диаграмма токов.



Размещено на http://www.allbest.ru

Рис.7. Векторная диаграмма напряжений.

ЗАДАНИЕ №3

Параметры синхронной машины. Табл. 1.

Определим значения синхронной, переходной и сверхпереходной ЭДС синхронной машины.

(3.1)

;

.

1. C учетом АРВ.

Рассчитаем принужденную составляющую тока

(3.2)

(3.3)

(3.4)

- коэффициент форсировки возбуждения для синхронных генераторов.

- тиристорный возбудитель.

Уравнение огибающей периодического тока

(3.5)

где , . (3.6)

; (3.7)

;

;

;

Окончательно получаем

2. Без учета АРВ.

Для генераторов, не оснащенных АРВ, действующее значение периодической составляющей тока КЗ в произвольный момент времени определяется по выражению

, (3.8)

; (3.9)

По выражению (3.7):

;

(3.10)

ЗАДАНИЕ №4

1. Схема замещения электрической системы

Рис. 9.

2. Определяем начальное значение периодического тока в радиальной цепи: синхронная машина - точка КЗ, как

; (4.1)

3. Вычисляем электрическую удаленность КЗ, как

; (4.2)

4. Находим коэффициент , который характеризует степень изменения периодического тока машины к моменту как (4.3), по типовой кривой к моменту отключения.

, (4.4)

где - собственное время отключения выключателя;

- время срабатывания релейной защиты ().

Выбираем выключатель по номинальному току синхронного генератора

; (4.5)

Выбираем выключатель типа МГУ - 20 - 90 с номинальными параметрами , , .

по (4.4):

.

.

5. Рассчитываем ток синхронной машины к моменту , о.е.

; (4.6)

6. Вычисляем эквивалент сети, учитывающий подпитку точки КЗ от других источников энергии (система) с параметрами .

; .

7. Определяем ток подпитки от эквивалентной сети, о.е.

; (4.7)

8. Находим суммарный ток КЗ в начальный момент времени

; (4.8)

Находим отношение тока СМ в начальный момент времени к полному току КЗ в начальный момент времени

,

, ток подпитки от сети можно считать незатухающим, т.е.

9. Вычисляем суммарный ток КЗ к моменту в виде

; (4.9)

.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной курсовой работе был произведен расчет токов короткого замыкания при трехфазном КЗ, двухфазном КЗ на землю, а также при трехфазном замыкании в ветви синхронного генератора.

Расчет токов трехфазного КЗ производился по методу эквивалентного генератора и дал следующие результаты

;

.

Расчет токов однофазного КЗ на землю производился по методу симметричных составляющих и дал результаты, представленные на векторной диаграмме токов и напряжений (рис.6 и рис.7).

При рассмотрении трехфазного КЗ в ветви синхронной машины была получена кривая изменения периодического тока в ветви синхронной машины, представленная на рис.8.

В задании №4 производился расчет тока трехфазного КЗ при учете степени изменения периодического тока машины с течением времени и было получено значение суммарного тока КЗ моменту в точке К1.

.

Размещено на Allbest.ru