Файл: Расчет электромагнитных переходных процессов в электроэнергетических системах.docx

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования

«Тольяттинский государственный университет»

Институт энергетики и электротехники

Кафедра «Электроснабжение и электротехника»

13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника»

Профиль «Электроснабжение»


КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Методы и расчеты коротких замыканий и выбор электрооборудование»

на тему «Расчет электромагнитных переходных процессов
в электроэнергетических системах»


Студент: Акдодов М.Т

Группа: ЭЭТп-1501

Руководитель: В.Н. Кузнецов

Оценка:

Дата:


Тольятти 2018

Содержание

Введение

Для электроустановок характерны четыре режима работы: нормальный, аварийный, послеаварийный и ремонтный, причём аварийный режим является кратковременным режимом, а остальные - продолжительными режимами. При проектировании СЭС учитываются не только нормальные, продолжительные режимы работы ЭУ, но и аварийные режимы их. Одним из аварийных режимов является короткое замыкание. Коротким замыканием называют всякое случайное или преднамеренное, не предусмотренное нормальным режимом работы электрическое соединение различных точек электроустановки между собой или с землёй, при этом токи в аппаратах и проводниках, примыкающих к месту электрического соединения,

---

резко возрастают, превышая наибольший допустимый ток продолжительного режима. В зависимости от места возникновения и продолжительности повреждения его последствия могут иметь местный характер или, напротив, могут отражаться на всей системе. Кроме теплового действия, токи короткого замыкания вызывают между проводниками большие механические усилия, которые особенно велики в начальной стадии процесса КЗ, когда ток достигает максимума. При недостаточной прочности проводников и их креплений они могут быть разрушены при КЗ. Глубокое снижение напряжения и резкое искажение его симметрии, которые возникают при КЗ, вредно отражаются на работе потребителей. Так уже при понижении напряжения на 30-40% в течение 1сек и более, достаточно загруженные двигатели промышленного предприятия могут остановиться. Оставаясь включенными в сеть, остановившиеся двигатели могут вызвать дальнейшее снижение напряжения в сети, т.е. полное нарушение нормального электроснабжения не только данного предприятия, но и за его пределами. Наконец, при задержке отключения КЗ сверх допустимой продолжительности может произойти нарушение устойчивости электрической системы, что является в сущности одним из наиболее опасных последствий КЗ, так как оно отражается на работе всей системы.

1 Расчет трехфазного короткого замыкания

1.1 Рассчитаем сверхпереходные и ударные токи трёхфазного КЗ на сборных шинах ВН и НН подстанции, построим графики IП=f(t) для случая ВН

Расчёт трёхфазного КЗ на шинах высокого напряжения подстанции

Изобразим принципиальную схему для расчёта КЗ




Рисунок 1 - Принципиальная схема для расчёта КЗ
Составим эквивалентную схему замещения цепи, в которой произошло КЗ:



Рисунок 2 - Схема замещения цепи
Расчёт на стороне выше 1кВ проводится в о.е. при базисных условиях

U_б = 110 (115) кВ

S_б = 1000 MBA

Расчёт значений сопротивлений и ЭДС

E_Г = 1 E_C = 1

Сверхпереходный ток - это действующее значение периодической составляющей тока КЗ в начальный момент КЗ (

---

t=0). Позволяет рассчитать ударный ток.

Генератор заменяем сверхпереходным сопротивлением . Зная активную мощность рассчитаем номинальную:

= 0,14 о.е. U_K% = 5,5

P_н = 3x80 MBA S_н = 3x150 МВА

cosφ = 0,850





Рассчитаем параметры схемы замещения трансформатора Т₁ и автотрансформатора А_Т:

о.е.

о.е.

Исходные данные для расчета параметров кабельных линий:

x₀ = 0,35 Ом/км

U_н = 115 кВ



Рассчитаем сопротивление трёх КЛ, сети и автотрансформатора:

о.е.

о.е.

о.е.

о.е.

В дальнейшем опустим обозначение базисных значений (о.е)

Преобразуем схему из треугольника в звезду:


Рисунок 3 - Схема преобразования соединения треугольника в звезду

Рассчитаем сопротивления после преобразования:









Рисунок 4 - Развёрнутая схема звезды

Сложим последовательно соединенные элементы:





Преобразуем схему из звезды обратно в треугольник и рассчитаем новые значения сопротивлений:

---

Рисунок 5 - Схема преобразования соединения звезды в треугольник

Рассчитаем параметры преобразованной схемы замещения:





Так как Е_Г = Е_С, через сопротивление x₆ ток не потечёт. В связи с этим произведём следующее преобразование:


Рисунок 6 - Простейшая схема замещения
Рассчитаем сверхпереходные токи в о.е.







Вывод: Ток короткого замыкания системы в три раза превышает ток от генератора.


Рассчитаем базисный ток для данной ступени напряжения:



Рассчитываем сверхпереходный ток в кА:





Найдем полный сверхпереходный ток:



Вывод: в результате расчёта сверхпереходного тока мы получили 8,07 кА и ток от системы в три раза превышает ток от генератора

1.2 Расчёт ударного тока на шинах высокого напряжения:

Составим схему замещения с активными элементами сопротивления:



Рисунок 7 - Схема замещения с активными элементами
Таблица 1 - Значения активных сопротивлений

Элементы	Характеристики	x		r
Г	ГГ-123 МВА	0,675	30	0,022
Т1	80 МВА	0,25	30	0,0083
Л1	220 кВ	0,16	6	0,026
Л2	220 кВ	0,22	6	0,036
Л3	220 кВ	0,05	6	0,0083
Ат	200	0,15	35	0,042
С	-	0,125	50	0,025
Т2	60 МВА	0,917	20	0,050

---

Рассчитаем активные сопротивления и преобразуем схему в простейшую с активными сопротивлениями из пункта 1:


Рассчитаем сопротивления после преобразования:








Рисунок 9 - Развёрнутая схема соединения звезда

Сложим последовательно соединенные элементы





Преобразуем обратно звезду в треугольник:



Рисунок 10 - Схема преобразования из звезды в треугольник

Рассчитаем сопротивления после преобразования:






Рисунок 11 - Простейшая схема замещения

Найдём отношения суммарных реактивных сопротивлений к суммарным активным для генератора и для системы:





Найдём постоянную времени апериодических составляющих для двух результирующих ветвей:







Рассчитываем ударный коэффициент:





Рассчитаем ударные токи:







Вывод: были рассчитаны ударные коэффициенты апериодической составляющей времени K

---