Материал: 12 схема КП
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Институт - Энергетический институт
Направление - 140600 – Электроэнергетика и электротехника
Профиль - Электроэнергетические системы и сети
Кафедра - «Электрических сетей и электротехники»
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА К КУРСОВОЙ РАБОТЕ
РАСЧЕТ РЕЖИМОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ
И ПРОДОЛЬНОЙ НЕСИММЕТРИИ В ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ
СИСТЕМЕ
по дисциплине «Электромагнитные переходные процессы
в электрических системах»
вариант №12
Выполнила студентка гр.5
Проверил доц. каф. ЭСИЭ В.И. Готман
Томск 2013 г.
Содержание
Содержание 2
Введение 3
Введение
Переходные процессы возникают в электрических системах как при нормальной эксплуатации (включение и отключение нагрузок, источников питания, отдельных цепей, производство испытаний), так и в аварийных условиях (обрыв нагруженной цепи или отдельной ее фазы, короткое замыкание, выпадение машины из синхронизма). При любом переходном процессе происходит в той или иной мере изменение электромагнитного состояния элементов системы и нарушение баланса между моментом на валу каждой вращающейся машины и электромагнитным моментом. Из этого следует, что переходный процесс характеризуется совокупностью электромагнитных и механических изменений в системе. Эти процессы взаимосвязаны и по существу представляют единое целое.
Основной причиной возникновения электромагнитных переходных процессов являются преимущественно короткие замыкания. Коротким замыканием называют всякое не предусмотренное нормальными условиями работы замыкание между фазами, а в системах с заземленными нейтралями (или четырехпроводных) – также замыкание одной или нескольких фаз на землю (или на нулевой провод). В трехфазных системах с заземленной нейтралью различают следующие основные виды коротких замыканий в одной точке: а) трехфазное; б) двухфазное; в) однофазное; г) двухфазное на землю.
Трехфазное короткое замыкание является симметричным, т.к. при нем все фазы остаются в одинаковых условиях. Все остальные виды коротких замыканий являются несимметричными. Короткие замыкания являются результатом нарушения изоляции электрического оборудования, вызванного естественным старением или тепловым разрушением; механическим повреждением воздушных линий и опор, связанным с гололедными явлениями и ветровыми нагрузками. Причиной короткого замыкания могут также быть: перекрытие изоляции прямыми ударами молнии, ошибочные действия эксплуатационного персонала, перекрытие изоляции животными и птицами.
При коротком замыкании снижается напряжение и возрастают токи, что и определяет основные последствия. К ним относятся: нарушение динамической устойчивости энергосистемы, что может приводить к ее разделению на автономные части; термическое повреждение оборудования вследствие недопустимых токов; электромеханическое повреждение оборудования в силу недопустимых механических усилий, возникающих от токов короткого замыкания; ухудшение условий работы электроприемников вследствие падения напряжения; неблагоприятное воздействие на линии связи и сигнализации.
Под расчетом электромагнитного переходного процесса обычно понимается вычисление токов и напряжений в рассматриваемой схеме при заданных условиях.
Целью данной курсовой работы является расчет трехфазного и несимметричного коротких замыканий, а также расчет продольной несимметрии в сложной электрической системе.
Задание:
Исходные данные:
Рисунок 1 – Схема
Данные по курсовому проекту:
|
Автотрансформатор АТ1 |
|||||||
|
тип |
Sном, МВА |
Uном, кВ |
Uк, % |
||||
|
ВН |
СН |
НН |
В-С |
В-Н |
С-Н |
||
|
АТДЦТН-125000/230 |
125 |
230 |
121 |
11 |
11 |
30 |
19 |
|
Трансформатор с расщепленной обмоткой ТР1 – 115/15,75-15,75 кВ |
||||
|
Тип |
Sном |
Uвн, кВ |
Uнн1-нн2, кВ |
Uк(в-н) , % |
|
ТРДН-140000/115 |
140 |
115 |
15,75-15,75 |
10,5 |
|
|
||||||
|
Тип |
Pном, МВт |
Uном, кВ |
x’’d, о.е. |
xd, о.е. |
Iном, кА |
cosφном |
|
ТВ-65 |
65 |
15,75 |
0,23 |
1,75 |
2,81 |
0,85 |
|
Турбогенератор Г10 – 10,5 кВ |
||||||
|
Тип |
Pном, МВт |
Uном, кВ |
x’’d, о.е. |
xd, о.е. |
Iном, кА |
cosφном |
|
ТВ-87 |
87 |
10,5 |
0,21 |
2,2 |
5,32 |
0,9 |
|
тип |
Pном, МВт |
Uном, кВ |
Iпуск, о.е. |
Iном, кА |
cosφном |
|
СДН-22-69-10 |
22 |
10 |
6,7 |
1,41 |
0,9 |
|
Система С2 |
|
ЛЭП-110 кВ (АС-120); х1=0,425 Взаимная реактивность нулевой последовательности между цепями x0I-II=2x1 |
||
|
Ес, кВ |
|
|
Л2 |
35, км |
|
320 |
8200 |
|
Л3 |
65, км |
,
МВА
-
Расчет параметров схемы замещения
Расчёт параметров проводится приближённым приведением, используя средние номинальные напряжения. Имеется четыре ступени напряжения:
- UБI = 15,75 кВ;
- UБII = 115 кВ;
- UБIV = 230 кВ;
- UБIII = 10,5 кВ.
- SБ = 1000 МВА.
Токи ступеней рассчитываются по формулам
кА;
кА;
кА;
кА.
Синхронные генераторы
Сверхпереходное сопротивление Г1,Г2 в относительных единицах:
Сверхпереходная ЭДС в относительных единицах:
о.е.
Сверхпереходное сопротивление Г10 в относительных единицах:
о.е.
Трансформатор (обмотка расщепленная, следовательно сопротивления одинаковы):
Воздушные линии ЛЭП-2, ЛЭП-3:
Автотрансформатор АТ-230/121/11
%;
%;
%;
о.е.
о.е.
о.е.
Энергосистема С2:
Синхронный двигатель СД2:
;
;
Схема замещения со значениями реактивных составляющих, сопротивлений элементов и сверхпереходных ЭДС источников питания в относительных единицах приведена на рисунке 1.
Рис. 1. Схема замещения прямой последовательности для принципиальной схемы.
Упрощение схемы замещения
Преобразование схемы замещения
Схема замещения преобразуется до эквивалентной ветви относительно точки КЗ путем последовательного и параллельного сложение ЭДС и сопротивлений.
о.е.
о.е.
о.е.
Рис. 1.1 Этап преобразования схемы замещения
о.е.
о.е.
Рис. 1.2 Этап преобразования схемы замещения
о.е.