Переходные процессы в электроэнергетических системах

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ РУБЦОВСКИЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ АлтГТУ им. Ползунова КАФЕДРА ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА курсовой работы

" Переходные процессы в электроэнергетических системах"

Работу выполнил студент группы ЭПП-93зс Глиюн В. В Руководитель работы Н.А. Парфенова

2010г

• Задание на проектирование
• 1. Приведение параметров сети к базисным условиям
• 2. Расчет тока трехфазного короткого замыкания аналитическим методом
• 3. Расчет тока трехфазного короткого замыкания методом расчетных кривых
• 4. Расчет тока несимметричного короткого замыкания
• 4.1 Расчет сопротивления прямой последовательности
• Список используемой литературы
• Задание на проектирование
• Вариант — 4412

Рисунок 1- Электрическая расчетная схема системы

Таблица 1 — Параметры генераторов

Мощность короткого замыкания на шинах системы «С» S_кз=1000 МВА.

Таблица 2 — Параметры линий электропередач

Таблица 3 — Мощности нагрузок

где — установленная мощность трансформаторов на подстанции где подключена нагрузка,

cosц= 0,85 — коэффициент мощности нагрузок Н1, Н2

Таблица 4 — Параметры трансформаторов

Точка короткого замыкания — К4, вид коротокого замыканиядвухфазное на землю К^((1,1).

Реакторы:

L1 — ТОРМ-110−650−15

L2 — ТОРМ-220−325−12

L3 — РТМТ-35−200−6

ток замыкание напряжение сеть

1. Приведение параметров сети к базисным условиям Расчет ведем в относительных единицах для чего принимаем базисные значения мощности (S_б), и напряжения (U_б). За базисное напряжение принимаем напряжение той ступени, где произошло короткое замыкание:

Определяем базисное значение тока:

Определяем значения сопротивления элементов схемы замещения в относительных единицах:

Сопротивление системы:

Сопротивление генератора определяется по формуле:

где: — продольное сопротивление генератора

— номинальная мощность генератора;

— коэффициент мощности генератора.

Сверхпереходная Э.д.с. генераторов, системы и нагрузки соответственно:

Для двухобмоточных трансформаторов сопротивление определяется по формуле:

;

где: — напряжение КЗ трансформатора %,

— полная номинальная мощность трансформатора, МВА

Для трехобмоточных трансформаторов:

где: , — напряжение КЗ обмоток высшего, среднего и низшего напряжений, соответственно, %;

— полная номинальная мощность трансформатора.

Для группы однофазных автотрансформаторов:

Сопротивление ЛЭП:

где: удельное сопротивление ЛЭП;

— длина ЛЭП, км;

— напряжение ЛЭП принятое по шкале средненоминальных значений, кВ.

Сопротивление нагрузки определяем по формулам:

Сопротивление реакторов:

где: — базисный ток ступени, к которой присоединен реактор, кА;

— номинальное сопротивление реактора, %;

— номинальный ток реактора, А.

2. Расчет тока трехфазного короткого замыкания аналитическим методом Для расчета тока трехфазного короткого замыкания составляем схему замещения системы:

Рисунок 2 — Схема замещения короткозамкнутой системы Упрощаем схему замещения системы:

Рисунок 3 — Упрощенная схема К рисунку 3 — Преобразуем звезду (Y) в треугольник (Д):

Полученный треугольник следует разрезать в точке где приложена ЭДС Е_н. В результате получается два источника одинаковыми ЭДС, подключенными через сопротивления х₇ и х₆:

Рисунок 4 — Преобразованная схема

К рисунку 4. Источники с ЭДС Е_Г2, Е_н заменяем эквивалентным источником ЭДС Е₁, с сопротивлением х₉:

Заменяем параллельные сопротивления х₄ и х₇— эквивалентным х₁₀:

Рисунок 5 — Преобразованная схема Преобразуем схему на рисунке 5 Y в Д :

Полученный треугольник разрезаем в точке где приложена ЭДС Е_н. В результате получается два источника одинаковыми ЭДС Е_Н, подключенными через сопротивления х₁₂ и х₁₁:

Рисунок 6 — Преобразованная схема К рисунку 6. — Источники с ЭДС Е_Г1 и Е_н заменяем источником ЭДС Е₂, с сопротивлением х₁₄:

Заменяем параллельные сопротивления х₁₃ и х_R2— эквивалентным х₁₅:

Источники с ЭДС Е₁, Е_н заменяем источником ЭДС Е₃, с сопротивлением х₁₆:

Рисунок 7 — Преобразованная схема К рисунку 7. Преобразуем Д в Y:

Рисунок 8 — Преобразованная схема

К рисунку 8. Источники с ЭДС Е_с, Е₃ заменяем источником ЭДС Е₄, с сопротивлением х₂₀:

Рисунок 9 — Преобразованная схема сворачиваем схему (рисунок 9) — Источники с ЭДС Е₄, Е₂ заменяем источником ЭДС Е_рез, с сопротивлением х_рез:

Рисунок 10 — Преобразованная схема Определяем ток трехфазного короткого замыкания:

3. Расчет тока трехфазного короткого замыкания методом расчетных кривых

Составляем схему замещения для расчета тока трехфазного КЗ методом расчетных кривых:

Рисунок 11 — Схема замещения, для расчета тока трехфазного короткого замыкания методом расчетных кривых

Упрощаем схему (рисунок 11)

Рисунок 12 — Преобразованная схема

К рисунку 12. Преобразуем Д в эY:

Рисунок 13 — Преобразованная схема

Находим коэффициенты распределения для сопротивления :

Определяем результирующие сопротивления ветвей:

Рисунок 14 — Преобразованная схема

К рисунку14. Определяем расчетные сопротивления ветвей:

По расчетным кривым для гидрогенераторов Г1 и Г2 определяем периодическую составляющую тока КЗ для начального момента времени, через 0,2 с, и в установившемся режиме:

Таблица 5 — Периодическая составляющая тока КЗ для генераторов Г1, Г2

Определяем номинальные токи генераторов:

Ток от системы:

при :

кА

при

кА

при

4. Расчет тока несимметричного короткого замыкания

4.1 Расчет сопротивления прямой последовательности

При расчете тока трехфазного КЗ аналитическим методом были определены результирующее сопротивление и ЭДС :

Расчет сопротивления обратной последовательности

Для упрощения расчета принимаем:

Расчет сопротивления нулевой последовательности

Составляем схему замещения нулевой последовательности.

Сопротивление нулевой последовательности воздушных линий электропередач 110−220 кВ

Сопротивление нулевой последовательности воздушных линий электропередач 500 кВ

Сопротивление нулевой последовательности реакторов, включенных в нейтраль трансформатора

Рисунок 15 — Схема замещения нулевой последовательности

Упрощаем схему нулевой последовательности:

Преобразуем Y в Д:

Рисунок 16 — Преобразованная схема

Упрощаем схему на рисунке 16:

Рисунок 17 — Преобразованная схема

Преобразуем Y в Д :

Рисунок 18 — Преобразованная схема

Заменяем параллельные сопротивления эквивалентными:

Рисунок 19 — Преобразованная схема

Преобразуем Д в Y :

Рисунок 20 — Преобразованная схема

Упрощаем схему:

Рисунок 21 — Преобразованная схема

Находим результирующее сопротивление нулевой последовательности

Определение симметричных составляющих токов и напряжений в месте двухфазного короткого замыкания

Определяем симметричные составляющие токов и напряжений в месте двухфазного на землю короткого замыкания:

Ток прямой последовательности:

кА

Ток обратной последовательности:

кА

кА

Ток в фазе А:

Ток в поврежденных фазах:

кА;

кА.

Напряжение прямой последовательности:

Напряжение обратной последовательности:

Напряжение нулевой последовательности:

Напряжение фазы А:

кВ

Напряжение фазы В:

Напряжение фазы С:

Ток замыкания на землю:

кА

Составляем векторные диаграммы токов и напряжений:

Рисунок 22 — Векторная диаграмма токов

Рисунок 23 — Векторная диаграмма напряжений

Список используемой литературы

1. Ульянов С. А. «Электромагнитные переходные процессы в электрических системах» Учебник для электротехнических и энергетических вузов и факультетов. М., Энергия, 1970

2. Парфенова Н. А. «Переходные процессы в системах электроснабжения» Задание и методические указания к курсовой работе. Рубцовск, РИИ, 2002