Контрольная работа - Переходные процессы в ЭЭС. Расчёт однофазного КЗ
Подождите немного. Документ загружается.
КАЛИНИНГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №5
по дисциплине: “Переходные процессы в
в электроэнергетических системах”
Выполнил:
студент гр. 06-ВЭС
Глазунов А.Н.
Проверил:
Кириллов М.Н.
г.Калининград
2009
Задание
При однофазном коротком замыкании (К
(1)
) в заданной точке КЗ исходной схемы (рисунок 1)
определить значения тока и напряжения в заданной точке.
Рис. 1. - Исходная схема.
Данные схемы:
Система С:
н
S 4000
МВА,
*
C
x 1.15
о.е.,
(0)
1
x
1.5
x
;
Синхронные генераторы G 1, G 2, G 3, G 4:
н
P 110
МВт,
н
U 10.5
кВ,
н
cos φ 0.8
,
"
*
dн
x 0.18
о.е.,
2н
x 0.22
о.е.,
(0)
н
P
0.9
P
;
Трансформаторы Т1, Т2, Т3, Т4:
н
S 160
МВА,
242
n
10.5
;
Линия W 1:
l 120
км,
1уд
x 0.42
Ом/км,
0
1
x
1.8
x
2
М3
W1
Q6
Q4
Q5
Q3
Q8
Q10
Q2Q1
Т4
Т3Т1 Т2
G2
G1
G3
G4
К
(1)
C
Решение
1. Выбор ступеней напряжений.
1.1. Выбор ступеней напряжений.
Каждый трансформатор образует две ступени напряжения. Элементы схемы электрически
связанные между собой образуют одну ступень.
Рис.2. - Ступени напряжения схемы.
1 ступень - система С, линия W1, обмотки высокого напряжения трансформаторов Т1-Т4;
2 ступень - обмотки низкого напряжения трансформаторов Т1-Т4, генератры G1-G4;
1.2. Определение параметров основной ступени.
Основная ступень это та, где происходит короткое замыкание. В данном случае это первая
ступеь. В качестве базисного напряжения
б0
U
можно выбрать среднее напряжение этой ступени:
3
б0
U 230 10
В
Значение базисной мощности
б0
S
выбирается одно для всех ступеней, и принимаем:
6
б0
S 1000 10
ВА
Базисный ток рассчитываем по формуле:
3
W1
Q6
Q4
Q5
Q3
Q8
Q10
Q2Q1
Т4
Т3Т1 Т2
G2
G1
G3
G4
К
(1)
C
1 ст.
2 ст.
б0
б0
б0
S
I
3 U
(1)
6
3
б0
3
1000 10
I 2.5 10
3 230 10
А
1.3. Определение параметров второй ступени.
Базисное напряжение второй ступени определяется по формуле:
б0
б2
U
U
n
(2)
где
б0
U
- базисное напряжение основной ступени;
n
- коэффициент трансформации трансформатора, расположенного между основной и
второй ступенями;
Коэффициент трансформации определяется, как отношение напряжений на отпайках
обмоток трансформатора в направлении от основной ко второй ступени:
ВН
НН
U
n
U
(3)
3
3
242 10
n 23.1
10.5 10
Базисное напряжение второй ступени:
3
3
б2
230 10
U 10 10
23.1
В
Базисный ток второй ступени определяется по формуле:
б0
б2
б2
S
I
3 U
(4)
6
3
б2
3
1000 10
I 58 10
3 10 10
А
4
2. Расчёт параметров схем замещения.
2.1. Построение схемы замещения.
Рис.3. - Схема замещения.
2.2. Расчёт параметров и преобразование схемы замещения прямой
последовательности.
2.2.1. Расчёт параметров схемы замещения прямой последовательности.
Рис.4. - Схема замещения прямой последовательности.
5
"
d4
E
"
d3
E
"
d2
E
"
d1
E
G4
Z
G3
Z
G 2
Z
G1
Z
T4
Z
T3
Z
T1
Z
W1
Z
W1
Z
c
Z
c
E
К
(1)
"
d4
E
"
d3
E
"
d2
E
"
d1
E
G 4
Z
G3
Z
G2
Z
G1
Z
T4
Z
T3
Z
T2
Z
T1
Z
W1
Z
W1
Z
c
Z
c
E
К
(1)
Синхронные генераторы G 1, G 2, G 3, G 4
Полная мощность синхронного генератора:
н
н
P
S
cos( )
(5)
6
6
н
110 10
S 137.5 10
0.8
Сопротивление синхронного генератора прямой последовательности в именованных
единицах, приведённое к основной ступени:
2
"
" 2
н
dн
*
dн
н
U
x x n
S
(6)
2
" 2
dн
6
(10.5 10)
x 0.18 23.1 77
137.5 10
Ом
" " " "
dн1 dн2 dн3 dн4
x x x x 77
Ом
Ток синхронного генератора в именованных единицах:
н
н
н
S
I
3 U
(7)
6
3
н
3
137.5 10
I 7.6 10
3 10.5 10
А
ЭДС синхронного генератора в именованных единицах, приведённое к основной ступени:
" " 2 " 2
d н н dн н dн
E (U I x sin ) (I x cos ) n
(8)
" 3 3 2 3 2 3
d
E (10.5 10 7.6 10 0.14 0.6) (7.6 10 0.14 0.8) 23.1 258 10
В
" " " " 3
d1 d 2 d3 d4
E E E E 258 10
В
Трансформаторы Т1, Т2, Т3, Т4
Сопротивление трансформатора прямой последовательности в именованных единицах,
приведённое к основной ступени:
2
k ВН
т
н
u % U
x
100 S
(9)
6
3 2
т
3
11 (242 10 )
x 40.3
100 160 10
Ом
т1 т 2 т3 т4
x x x x 40.3
Ом
Линия W 1
Сопротивление линии прямой последовательности в именованных единицах:
W1 W1уд W1
x x l
(10)
W1
x 0.42 120 50
Ом
Система С
Сопротивление системы прямой последовательности в именованных единицах:
2
н
C
*
C
н
U
x x
S
(11)
3 2
C
3
(230 10 )
x 1.15 15.2
4000 10
Ом
ЭДС системы в именованных единицах:
3
C
E 230 10
В
2.2.2. Преобразование схемы замещения прямой последовательности.
Рис.5. - Преобразованная схема замещения прямой последовательности.
1 G1 T1
Z Z Z
(12)
1
Z 77 40.3 117.3
Ом
7
"
d1
E
4
Z
3
Z
2
Z
1
Z
W1
Z
W1
Z
c
Z
c
E
"
d2
E
"
d3
E
"
d4
E
К
(1)
1 2 3 4
Z Z Z Z 117.3
Ом
Рис.6. - Преобразованная схема замещения прямой последовательности.
1 2
5
1 2
Z Z
Z
Z Z
(13)
5
117.3 117.3
Z 58.7
117.3 117.3
Ом
" "
d1 d 2
1 5
1 2
E E
E Z
Z Z
(14)
3 3
3
1
258 10 258 10
E 58.7 258.2 10
117.3 117.3
В
8
W1
Z
W1
Z
c
Z
c
E
К
(1)
4
Z
3
Z
5
Z
1
E
"
d3
E
"
d4
E
4
Z
3
Z
W1
Z
6
Z
c
Z
c
E
1
E
"
d3
E
"
d4
E
К
(1)
Рис.7. - Преобразованная схема замещения прямой последовательности.
6 5 W1
Z Z Z
(15)
6
Z 58.7 50 108.7
Ом
Рис.8. - Преобразованная схема замещения прямой последовательности.
с 6
7
с 7
Z Z
Z
Z Z
(16)
7
15.2 108.7
Z 13.3
15.2 108.7
Ом
с
1
2 7
с 6
E
E
E Z
Z Z
(17)
3 3
3
2
230 10 258.2 10
E 13.3 232.8 10
15.2 108.7
В
Рис.9. - Преобразованная схема замещения прямой последовательности.
9
W1
Z
7
Z
2
E
4
Z
3
Z
"
d3
E
"
d4
E
К
(1)
8
Z
2
E
4
Z
3
Z
"
d3
E
"
d4
E
К
(1)
8 7 W1
Z Z Z
(18)
8
Z 13.3 50 63.3
Ом
Рис.10. - Преобразованная схема замещения прямой последовательности.
8 3
9
8 3
Z Z
Z
Z Z
(19)
9
63.3 117.3
Z 41
63.3 117.3
Ом
"
d3
2
3 9
8 3
E
E
E Z
Z Z
(20)
3 3
3
3
232 10 258 10
E 41 241 10
63.3 117.3
В
Рис.11. - Преобразованная схема замещения прямой последовательности.
9 4
1
9 4
Z Z
Z
Z Z
(21)
1
41 117.3
Z 30.4
41 117.3
Ом
10
8
Z
2
E
4
Z
"
d4
E
1
U
1Σ
Z
1
E