Файл: Расчет электромагнитных переходных процессов в электроэнергетических системах.docx

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИфедеральное государственное бюджетное образовательное учреждениевысшего образования«Тольяттинский государственный университет»Институт энергетики и электротехникиКафедра «Электроснабжение и электротехника»13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника»Профиль «Электроснабжение»КУРСОВАЯ РАБОТАпо дисциплине «Методы и расчеты коротких замыканий и выбор электрооборудование»на тему «Расчет электромагнитных переходных процессовв электроэнергетических системах»Студент: Акдодов М.Т Группа: ЭЭТп-1501Руководитель: В.Н. КузнецовОценка: 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 подстанцииИзобразим принципиальную схему для расчёта КЗРисунок 1 - Принципиальная схема для расчёта КЗСоставим эквивалентную схему замещения цепи, в которой произошло КЗ:Рисунок 2 - Схема замещения цепиРасчёт на стороне выше 1кВ проводится в о.е. при базисных условияхU_б = 110 (115) кВS_б = 1000 MBAРасчёт значений сопротивлений и ЭДСE_Г = 1 E_C = 1Сверхпереходный 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% = 5,5P_н = 3x80 MBA S_н = 3x150 МВАcosφ = 0,850Рассчитаем 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 кВРассчитаем 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 звездуРассчитаем сопротивления после преобразования:Рисунок 4 - Развёрнутая схема звездыСложим последовательно соединенные элементы:Преобразуем схему из звезды обратно в треугольник и рассчитаем новые значения сопротивлений:

---

Рисунок 5 - Схема преобразования соединения звезды в треугольникРассчитаем 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 замещенияРассчитаем 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 элементамиТаблица 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 звездаСложим последовательно соединенные элементыПреобразуем обратно звезду в треугольник:Рисунок 10 - Схема преобразования из звезды в треугольникРассчитаем сопротивления после преобразования:Рисунок 11 - Простейшая схема замещенияНайдём 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

---