Файл: Контрольная работа по дисциплине Электромагнитная совместимость и средства защиты Тема Расчет характеристик питания нагрузок в сети электроснабжения железных дорог.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 04.02.2024
Просмотров: 60
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСИКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТА (РУТ(МИИТ))»
Факультет: «Транспортные средства»
Кафедра: «Железнодорожная автоматика, телемеханика и связь»
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
По дисциплине: «Электромагнитная совместимость и средства защиты»
Тема: «Расчет характеристик питания нагрузок в сети электроснабжения железных дорог»
Выполнил студент: ХХХХХХХХХХХХХХ
ХХХХХХХХХХ
4 курс ХХХХХХХ
Преподаватель: доц. Рудницкий С. Л.
Москва 2022
СОДЕРЖАНИЕ
ЗАДАНИЕ НА КОНТРОЛЬНУЮ РАБОТУ
Вариант №
Контрольная работа завершает изучение курса «Электромагнитная совместимость и средства защиты».
Контрольная работа по дисциплине «Электромагнитная совместимость и средства защиты» – это комплексная самостоятельная работа обучающегося. Темой контрольной работы является «Расчет характеристик питания нагрузок в сети электроснабжения железных дорог».
Оформленная контрольная работа должна содержать пояснительно расчетную записку с приложением необходимых схем и рисунков. В пояснительно расчетной записке необходимо привести данные задания, обзорную и расчетную части, перечень использованной литературы.
В процессе расчета характеристик необходимо сначала привести расчётную формулу, затем привести численные значения и полученный результат в принятых единицах измерения (СИ) округлить до практически необходимого номинального значения.
При возникновении затруднений в процессе выполнения задания можно лично или письменно – через факультет или кафедру – обратиться к преподавателю за консультацией.
Контрольная работа должна быть подписана исполнителем.
Работа, выполненная по варианту, не соответствующему шифру студента, не проверяется и зачету не подлежит.
ЗАДАНИЕ
Для заданной схемы (рис. 1) рассчитать коэффициенты n-ой гармонической составляющей напряжения, коэффициент несинусоидальности на шинах 110 и 6 кВ, дополнительные потери мощности и снижение срока службы трансформатора собственных нужд Т4 и асинхронного двигателя М из-за перегрева токами высших гармоник и несимметрии напряжения. Нормальный срок службы принять 20 лет.
Исходные данные:
Рабочая температура 75ºС.
С: Sкз,110;Sкз,6– по таблице 1;
Т2: SТ2=50 МВА; Uном=110 кВ;
Т3: SТ3=10 МВА; Uном=6 кВ; uк,%=10,5%;
Т4: SТ4=1 МВА; Uном=6 кВ; uк,%=5,5%; ΔРкз=10,5 кВт; ΔРхх=1,9 кВт;
М: РМ – по таблице 1; cosφ=0,9; Км=1,2; КI=5,1;
VD: Sпр=8 МВА; cosφ=0,8; m=6;
Н: Sнагр=2 МВА; Sab=4 МВА.
Таблица 1
Данные по шифру зачетной книжки
| Предпоследняя цифра | Sкз, 6, МВА | Sкз,110, МВА | Последняя цифра | РМ, кВт |
| 0 | 170 | 1500 | 0 | 200 |
| 1 | 190 | 1600 | 1 | 210 |
| 2 | 210 | 1700 | 2 | 220 |
| 3 | 230 | 1800 | 3 | 230 |
| 4 | 250 | 1900 | 4 | 240 |
| 5 | 270 | 2000 | 5 | 250 |
| 6 | 290 | 2100 | 6 | 260 |
| 7 | 310 | 2200 | 7 | 270 |
| 8 | 330 | 2300 | 8 | 280 |
| 9 | 350 | 2400 | 9 | 290 |
Рис. 1. Структурная схема системы электроснабжения
ВВЕДЕНИЕ
Вокруг проводов, передающих электрическую энергию переменного тока, возникает переменное электромагнитное поле, которое создает во всех смежных сооружениях, находящихся в этом поле (другие линии электропередачи, воздушные и кабельные линии связи, металлические трубопроводы, заборы и др.), электродвижущие силы (ЭДС) и, как следствие, токи. Эти ЭДС и токи могут производить опасные и мешающие влияния, то есть создавать условия работы электрического и другого оборудования, несовместимые с техническими требованиями и правилами техники безопасности. Обеспечить работу электрооборудования в пределах допустимых норм электромагнитного влияния – обеспечить электромагнитную совместимость.
В соответствии с определением Международной электротехнической комиссии (МЭК) под электромагнитной совместимостью понимается способность электротехнического оборудования работать удовлетворительно в электромагнитной среде, не создавая недопустимого влияния на другое электротехническое оборудование и окружающую среду.
1. Расчет коэффициентов n-ой гармонической составляющей напряжения и
коэффициента несинусоидальности на шинах 110 и 6 кВ
Рис. 1. Схемы полупроводниковых преобразовательных агрегатов:
а — агрегат до 6300 А шестифазного режима выпрямления (трехлинейная схема); б — однолинейная схема; в — трехлинейная схема агрегата 12500 А двенадцатифазного режима выпрямления; г — однолинейная схема; д — однолинейная схема агрегата 25 000 А и его коммутационная аппаратура.
При определении kU особое внимание следует обращать на хпр. Чаще всего требуется определять kU на шинах питания мощных тиристорных преобразователей. Под преобразователем подразумеваются выпрямительный мост (или их группа) и питающий понижающий трансформатор.
Сопротивлению преобразовательного трансформатора и определяется по формуле [2]:
Рассчитаем сопротивление преобразователя:
где kр – коэффициент расщепления обмоток (для двухобмоточного трансформатора равен 0).
Сопротивление системы:
Коэффициент несинусоидальности по упрощенной формуле:
Согласно формуле [1] коэффициент несинусоидальности для напряжения 6 кВ составляет ****%. Так как расчётный коэффициент меньше (или больше) допустимого, необходимости в установке фильтрующих устройств нет (или наоборот, есть необходимость…).
Согласно формуле [2] и для вентильных преобразователей необходимо учитывать в расчетах только 5, 7, 11, 13 гармоники.
Угол коммутации в радианах:
где m – число фаз преобразователя.
Значение напряжений высших гармоник и коэффициенты n-ной гармонической составляющей сведём в таблицу 1.
Таблица 1 Коэффициенты гармонических составляющих для шин 6 кВ
 |  |
    |     |
Коэффициент несинусоидальности напряжения на шинах 6 кВ:
Определим ток силового трансформатора:
Определим максимальное значение уровней отдельных гармоник тока при работе, напряжениягармоникикоэффициенты n-ной гармонической составляющей для шин 110кВ. Согласно формуле [2]в расчётах гармоник достаточно учитывать ток только до седьмой гармоники. Значения сведём в таблицу 2:
Таблица 2 Коэффициенты гармонических составляющих для шин 110 кВ
 |  | |
      |     |      |
Коэффициент несинусоидальности напряжения на шинах 110 кВ:
Согласно формуле [1] допустимый коэффициент несинусоидальности для напряжения 110 кВ составляет *****%. Так как расчетный коэффициент превышает допустимый (или не превышает…), требуется (или не требуется…) установка фильтрующих устройств на шины 110 кВ.
2. Расчет снижения срока службы трансформатора собственных нужд Т4 и
асинхронного двигателя М из-за перегрева токами высших гармоник и
несимметрии напряжения.
Рис. 2. Схема замещения сети для определения напряжения
обратной последовательности.
Определим ток обратной последовательности:
где Sab и Sbc – однофазная нагрузка соответственно между фазами ab и bc, кВА.
Суммарная нагрузка на шинах 6 кВ с учетом вентильного выпрямителя:
где Sпр – мощность вентильного преобразователя, МВА;
Sнагр – мощность нагрузки, МВА;
Sм – мощность двигательной нагрузки, МВА.
Модуль сопротивления обратной последовательности:
где Sкз,6 – мощность короткого замыкания системы на шинах 6 кВ, МВА;
Qб – мощность конденсаторной батареи (в данном случае не установлена, принимаем равной 0), Мвар.
Напряжение обратной последовательности по:
Коэффициент несимметрии по:
Для напряжения 6 кВ допустимый коэффициент несимметрии согласно [1] составляет *****%. Так как расчетный коэффициент несимметрии превышает (или не превышает…) допустимый, требуется (или не требуется…) установка симметрирующих устройств.