Расчет трехфазного короткого замыкания в сложной электрической системе: параметров, схемы замещения, тока и аварийного режима, коэффициентов токораспределения, остаточных напряжений. Расчет режима несимметричного КЗ методом симметричных составляющих.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Национальный исследовательский Томский политехнический университет»

Институт - ИДО

Направление - Электрические системы и сети

Кафедра - ЭСС

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ

Расчетно-пояснительная записка к курсовой работе по дисциплине «Электромагнитные переходные процессы в электрических системах»

Вариант № 316.

Выполнил ст. гр. 9262 Бортник В.В

Томск - 2010

Содержание

Введение

Исходные данные

1.Расчет трехфазного КЗ в сложной электрической системе

1.1 Расчет параметров схемы замещения

1.2 Преобразование схемы замещения

1.3 Расчет коэффициентов токораспределения

1.4 Расчет параметров аварийного режима для начального момента времени t=0

1.5 Параметры тока КЗ, протекающего через выключатель

1.6 Периодические слагаемые токов источников, приведенных к ступеням напряжения этих источников

1.7 Расчет остаточных напряжений в узлах схемы для t=0

1.8 Расчет токов КЗ для времени t=0.2

Ответы на вопросы

2. Расчет режима несимметричного КЗ в сложной электрической сети

2.1 Схема прямой последовательности

2.2 Преобразование схемы замещения

2.2.1 Расчёт коэффициентов токораспределения

2.3 Схема обратной последовательности

2.3.1 Расчёт коэффициентов токораспределения

2.3.2 Схема нулевой последовательности

2.3.3 Преобразование схемы замещения

2.3.4 Расчёт коэффициентов токораспределения

2.4 Расчет параметров аварийного режима для t=0

2.4.1 Расчет фазных токов, протекающих в Л1

2.4.2 Расчет остаточных напряжений в месте КЗ

2.5 Расчет остаточных напряжений в узле

Ответы на вопросы

Заключение

Список используемых источников

Введение

Дисциплина “Электромагнитные переходные процессы в электрических системах” является одной из основных, изучаемых студентами электроэнергетических специальностей.

Главная цель изучения указанной дисциплины заключается в понимании и усвоении сущности явлений, сопровождающих электромагнитные переходные процессы в электрических системах, а основной практически важный результат - умение осознано выполнять расчеты режимов симметричных и несимметричных коротких замыканий простейших электрических систем. Именно это умение вырабатывается при выполнении курсовой работы.

Под переходными процессами понимается неустановившиеся состояние, причиной которых является разнородные возмущения (КЗ, сбросы и набросы мощности, отключение ЛЭП, трансформаторов и т.д.)

КЗ в электрических системах вызываются повреждением фазовой и линейной изоляции токоведущих частей. Основными причинами нарушения изоляции являются: прямые удары молний в токоведущие части, перетирание изоляции при неправильных операциях с разъединителями, старение изоляции, механические повреждения кабелей и т.д.

КЗ сопровождаются понижением уровня напряжения и резким увеличением тока. Особенно вблизи места повреждения. Резкое понижение напряжения при КЗ может привести к нарушению устойчивости параллельной работы генераторов и к системной аварии.

КЗ сопровождается переходным процессом, при котором значение токов и напряжений, а также характер их изменения во времени зависит от соотношения мощностей и сопротивлений источников питания и цепи, в которой произошло повреждение. В связи с этим все виды КЗ можно условно разделить на 2 группы: КЗ в цепях питающихся от шин неизменного напряжения и КЗ вблизи генератора ограниченной мощности.

Шиной неизменного напряжения считают такой источник напряжения, на зажимах которого остается практически неизменным при любых изменениях тока в подключенной к нему цепи.

Ко второй группе относятся повреждения, происходящие на выводах генераторов или на таком удалении от них, что сопротивление цепи КЗ соизмеримо с сопротивлениями генераторов. В этом случае изменение параметров самого генератора при КЗ существенно влияет на ход процесса и им нельзя пренебречь.

Исходные данные

Номер схемы - 1

Состояние секционного выключателя СВ-1 - Вкл.

Точка симметричного трёхфазного КЗ - 1.

Точка несимметричного двухфазного КЗ на землю - 8.

Схема сложной электрической сети (с учетом всех допущений и требований к курсовому проекту):

Рис.1. Принципиальная схема сложной электрической сети.

Исходные параметры оборудования:

Турбогенераторы (ТГ1 - ТГ3):

Тип: Т-12-2

S_ном =15 МВА;

U_н =10.5 кВ;

X”_d =0.131;

I_ном =0.825 кА;

Cos(ц_н)=0.8;

Трансформаторы (Т1, Т2):

Тип: ТДН -32000/115

S_ном =32 МВА;

U_ВН =115 кВ;

U_НН =11 кВ;

U_К = 10.5%

Трансформаторы (Т3):

Тип: ТМН -6300/115

S_ном =6.3 МВА;

U_ВН =115 кВ;

U_НН =11 кВ;

U_К = 10.5;

Синхронный двигатель СД - 1(режим перевозбуждения):

Тип: СТД -16-84-6

S_ном =4.61 МВА;

U_н =10 кВ;

I_пуск =5.8 o.e.;

I_ном =0.266 кА;

Cos(ц_н)=0.87;

Автотрансформаторы (Т4, Т5):

Тип: АТДЦТН 63000/230

S_ном =63 МВА;

U_ВН =230 кВ;

U_СН =121 кВ;

U_НН =11 кВ;

U_{К В-С} = 11%;

U_{К В-Н} = 35%;

U_{К С-Н} = 22%;

Реактор СР:

Тип: РБУ -10 -2500 -0.2

U_ном =6 кВ;

Х_ном =0.2 Ом;

Система:

Uс = 228 кВ;

Х_ном = 2400 Ом;

Асинхронный двигатель АД-2

Тип: ВА02 -630 L-4

S_ном =2.22 МВА;

U_н =10 кВ;

I_пуск =6 o.e.;

I_ном =0.128 кА;

Cos(ц_н)=0.9;

Параметры воздушных ЛЭП:

Длинна ЛЭП, км
Л5 = 20 км Л4 = 60 км Л1 = 25 км Л2 = 50 км Л3 = 30 км

Все ЛЭП-110 кВ выполнены проводом АС-240 (х=0,4 Ом/км).

Исполнение линий: Л1, Л2, Л3 - одноцепные со стальным тросом;

Л4 - двухцепная с хорошо проводящим тросом;

Л5 - одноцепная без троса.

1. Расчет трёхфазного короткого замыкания в сложной электрической системе

При расчетах тока КЗ в сложных электрических сетях напряжением выше 1 кВ и в соответствии с ГОСТ 27514-87 «Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением свыше 1 кВ» принимается ряд упрощений:

· Рассматриваемая энергосистема строго симметрична при трехфазном коротком замыкании.

· Не учитывается намагничивающий ток трансформаторов и автотрансформаторов. Не учитывается насыщение магнитной системы указанных элементов, что позволяет считать их сопротивления постоянными.

· Не учитываются активные сопротивления элементов энергосистемы.

· Для ВЛ напряжением до 220 кВ включительно не учитывается емкостная проводимость; для кабельных линий емкостная проводимость учитывается, начиная с напряжения 35 кВ и выше.

Расчет проведем в системе относительных единиц (о.е.) при приближенном учете коэффициентов трансформации. Сущность приближенного учета заключается в том, что для каждой ступени трансформации вместо действительного напряжения начала и конца, устанавливается среднее номинальн...