Построение схемы замещения и расчет ее параметров в относительных базисных единицах. Векторные диаграммы напряжений для несимметричных КЗ. Определение значения периодической составляющей тока трёхфазного короткого замыкания для момента времени 0,2 с.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Размещено на

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

ФГБОУ ВПО

«Юго - Западный государственный университет»

Кафедра «Электроснабжение»

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Переходные процессы в электроэнергетических системах»

на тему «Расчет токов коротких замыканий в электроэнергетических системах»

Специальность

140211 электроснабжение

(код, наименование)

Автор работы Н. В. Блудов

Группа ЭС-82

Руководитель работы В.Н. Алябьев

Курск, 2011 г.

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

ФГБОУ ВПО

«Юго - Западный государственный университет»

Кафедра «Электроснабжение»

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ

Студент (слушатель) Блудов Н. В, шифр 328032 группа ЭС-82

1. Тема " Расчет токов коротких замыканий в электроэнергетических системах "

2. Срок представления работы к защите «_____» декабря 2011 г.

3. Исходные данные :

Генераторы и система:

Г1: ТВВ-200; Г2: ТВВ-200; С1: 2100 МВА; С2: 2500 МВА;

Нагрузки: Н1: 20 мВт, cos =0,75; Н2: 12 МВт, cos =0,85; Н3: 65 МВт, cos =0,9; Н4: 61 мВт, cos =0,9

Трансформаторы:

Т1: ТЦ- 250000/220; Т2: ТДЦ- 400000/220;

Т3: ТДЦ- 125000/110; Т4: ТД- 80000/220;

Автотрансформаторы:

АТ1: АТДЦТН - 250000/220; АТ2: АТДЦТН - 250000/220;

Воздушные линии:

Л1: 21 км, АС-300; Л2: 31 км, АС-300; Л3: 28 км, АС-240; Л4: 21 км, АС-240.

4. Содержание пояснительной записки курсовой работы:

4.1. Расчет параметров схемы замещения.

4.2. Расчет трехфазного КЗ.

4.3. Расчет несимметричных КЗ:

1. Расчет однофазного КЗ.

2. Расчет двухфазного КЗ.

3. Расчет двухфазного КЗ на землю.

4.4. Векторные диаграммы токов и напряжений для несимметричных КЗ.

4.5. Расчет ударного тока трехфазного КЗ.

4.6. Расчёт тока установившегося трёхфазного КЗ с учетом действия АРВ.

4.7. Расчет периодической составляющей тока трёхфазного КЗ для момента времени 0,2 с.

5. Перечень графического материала: электроэнергетическая система, векторные диаграммы токов и напряжений несимметричных КЗ.

Содержание

Введение

1. Исходные данные для расчета токов коротких замыканий в электроэнергетических системах

2. Построение схемы замещения и расчет ее параметров в относительных базисных единицах

3. Расчет трехфазного короткого замыкания

4. Расчет несимметричных КЗ

4.1 Расчет однофазного КЗ

4.2 Расчет двухфазного КЗ

4.3 Расчет двухфазного КЗ на землю

5. Векторные диаграммы токов и напряжений для несимметричных КЗ

6. Расчет ударного тока трехфазного КЗ

7. Расчёт тока установившегося трёхфазного КЗ с учетом действия АРВ

8. Расчет периодической составляющей тока трёхфазного КЗ для момента времени 0,2 (с)

Заключение

Список используемой литературы

ВВЕДЕНИЕ

Для электроустановок характерны 4 режима: нормальный, аварийный, послеаварийный и ремонтный, причем аварийный режим является кратковременным режимом, а остальные - продолжительными режимами. При переходе от одного режима к другому возникают переходные процессы. Изучение переходных процессов, их влияния и последствий необходимо для выявления причин возникновения, физики процессов и разработки методов управления ими. Как известно, переходный процесс характеризуется совокупностью электромагнитных и электромеханических изменений в системе, которые взаимосвязаны и представляют собой единое целое. Однако рассмотрение всех процессов в их единстве значительно усложняет изучение и для упрощения переходный процесс делят на две стадии: электромагнитные и электромеханические переходные процессы. Из всего многообразия электромагнитных переходных процессов наиболее распространенными являются переходные процессы, вызванные короткими замыканиями. КЗ сопровождаются увеличением токов в окрестности поврежденного участка и снижением напряжений.

Расчет токов короткого замыкания необходим для выбора и проверки электрооборудования по условиям короткого замыкания, для выбора уставок и оценки возможного действия релейной защиты и автоматики, для определения влияния токов нулевой последовательности линий электропередачи на линии связи и для выбора заземляющих устройств.

1. Исходные данные для расчета токов коротких замыканий в электроэнергетических системах

Вариант (12), точка - (К3).

Рисунок П 4.12.

Генераторы:

Г1: ТВВ-200; Г2: ТВВ-200.

Сеть:

С1: 2100 МВА; С2: 2500 МВА.

Нагрузки: Н1: 20 мВт, cos =0,75; Н2: 12 МВт, cos =0,85; Н3: 65 МВт, cos =0,9; Н4: 61 мВт, cos =0,9.

Трансформаторы:

Т1: ТЦ- 250000/220; Т2: ТДЦ- 400000/220;

Т3: ТДЦ- 125000/110; Т4: ТД- 80000/220;

Автотрансформаторы:

АТ1: АТДЦТН - 250000/220; АТ2: АТДЦТН - 250000/220;

Воздушные линии:

Л1: 21 км, АС-300; Л2: 31 км, АС-300; Л3: 28 км, АС-240; Л4: 21 км, АС-240.

2. Построение схемы замещения и расчет ее параметров в относительных базисных единицах

Расчет токов коротких замыканий (КЗ) ведется, как правило, в относительных единицах. Реальную схему, имеющую трансформаторные связи, замещают эквивалентной электрически связанной схемой, параметры которой приведены к единой ступени напряжения и единой базисной мощности.

За базисную мощность SБ (MBA) целесообразно принимать число, кратное 10 (10,100,1000 MBA и т.д.), близкое к установленной мощности генераторов в расчетной схеме. За основное базисное напряжение UБ (кВ) следует принимать номинальное напряжение аварийной ступени.

За базисную мощность примем SБ =1000 МВА.

За основное базисное напряжение примем UБ = 230 кВ.

Расчетные данные для заданного варианта:

Обобщенная нагрузка: X”=0.350, E”=0.85

ТВВ-200: Sн = 235,3 МВА, X”=0.200, E”=1.13

ТВВ-200: Sн = 235,3 МВА, X”=0.200, E”=1.13

ТЦ- 250000/220: Sн = 250 МВА, uк = 11 %

ТДЦ- 400000/220: Sн = 400 МВА, uк = 11 %

ТДЦ- 125000/110: Sн = 125 МВА, uк = 10.5 %

ТД- 80000/220: Sн = 80 МВА, uк = 11 %

АТДЦТН-250000/220: Sн = 250 МВА, uк(вн-сн) =11%, uк(вн-нн) =32%, uк(сн-нн) =20%.

АТДЦТН-250000/220: Sн = 250 МВА, uк(вн-сн) =11%, uк(вн-нн) =32%, uк(сн-нн) =20%.

Л1: X0=0,429 Ом/км, Uбл=230 кВ, r0=0,098 ОМ/км;

Л2: X0=0,429 Ом/км, Uбл=230 кВ, r0=0,098 ОМ/км;

Л3: X0=0,435 Ом/км, Uбл=230 кВ, r0=0,121 ОМ/км;

Л4: X0=0,435 Ом/км, Uбл=230 кВ, r0=0,121 ОМ/км;

С1: 2100 МВА

С2: 2500 МВА

Средние значения ударного коэффициента при КЗ (Таблица П3.1) на сборных шинах вторичного напряжения подстанций с трансформаторами мощностью: 30 - 100 МВА: 1,8 -1,94;

100 МВА и выше: 1.85-1.92.

Средние значения X/R для элементов электрических систем (Таблица П3.2):

Турбогенератор мощностью от 100 МВА до 500 МВА: 100-140;

Трансформатор мощностью 60... 500 МВА: 20-50;

Воздушные линии: 2-8;

Обобщенная нагрузка: 2.5.

Формулы для вычисления параметров эквивалентной схемы замещения:

для генераторов:

где Xd , Хd// - синхронное сопротивление генератора по продольной оси и его сверхпереходное сопротивление в относительных номинальных единицах;

SH - номинальная мощность генератора, MBA.

для трансформаторов:



где uk% - номинальное напряжение короткого замыкания двухобмоточного трансформатора (%).

SH - номинальная мощность трансформатора, МВА.

для автотрансформаторов:

Uкв=0,5*( Uк(вн-сн)+ Uк(вн-нн)- Uк(сн-нн))=0,5*(32+11-20)=11,5%

Uкс=0,5*( Uк(вн-нн)+ Uк(сн-нн)- Uк(вн-сн))=0,5*(11+20-32)=-,05%

Uкн=0,5*( Uк(вн-сн)+ Uк(сн-нн)- Uк(вн-нн))=0,5*(32+20-11)=20,5%

Так как автотрансформаторы установлены одинаковые Xат1=Хат2:

для линий электропередачи (воздушных, кабельных) :



где Х0 - удельное сопротивление линии, Ом/км;

l - длина линии, км; UБЛ - среднее номинальное напряжение линии, кВ.

для нагрузок

где - мощность нагрузки, выраженная в относительных единицах; H - номинальный угол нагрузки.

для системы