Курсовой проект - Переходные процессы в ЭЭС. Расчёт трёхфазного КЗ

Подождите немного. Документ загружается.

КАЛИНИНГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра ЭСиЭ

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №4

по дисциплине: «Переходные процессы

в электроэнергетических системах».

Выполнил:

студент гр. 06-

ВЭС

Глазунов А.Н.

Проверил:

Кириллов М.Н.

Калининград

2008

Задание.

Вариант №22

При внезапном трёхфазном коротком замыкании (КЗ) в расчётной точке

К1 исходной схемы (рисунок №1) определить:

1) апериодическую составляющую тока КЗ в момент времени t=0,25 с.

Рис.1 - Исходная схема

Данные элементов схемы:

Система:

700S

ном

МВА;

9,0x

)ном(c

о.е.

Линия W 1:

20l =

км;

4,0x

уд

Ом/км;

16,0R

уд

Ом/км

Линия W 2:

10l =

км;

41,0x

уд

Ом/км;

14,0R

уд

Ом/км

Трансформатор Т1:

80S

ном

МВА;

%11u

;

5,38/115n

кВ;

25r/x =

Трансформатор Т2:

40S

ном

МВА;

%5,12u

;

3,6/37n

кВ;

17r/x =

Синхронный компенсатор GC :

32S

ном

МВА;

ном

кВ;

d(ном)

x 0,22

о.е.;

23,0x

)ном(2

о.е.;

24,0T

)3(

с;

9,0S/S

ном0

;

01,0R =

Ом;

cos 0,85





Нагрузка НГ:

35S

НГ

МВА

Решение.

1.1. Построение схемы замещения.

Схемы замещения составляются на основании исходной расчётной схемы.

Активные элементы (синхронные машины, асинхронные двигатели и

нагрузка) представляются в схеме замещения в виде источника ЭДС и

сопротивления, все остальные элементы - в виде сопротивлений.

Рис.2 - Схема замещения.

2т

НГ

1т

НГ

1.2. Разбиение схемы на радиальные ветви.

При трёхфазном коротком замыкании напряжение в точке короткого

равно нулю и такое же напряжение имеют нейтрали генераторов, поэтому,

объединив нейтрали источников напряжения с точкой КЗ, можно

представить исходную схему состоящей из радиальных не зависимых друг от

друга ветвей.

Рис.3 - Радиальные ветви схемы замещения.

1.3. Выбор ступеней напряжения.

Каждый трансформатор образует две ступени напряжения. Элементы

схемы электрически связанные между собой образуют одну ступень.

1Т

2Т

НГ

1 ст.

2 ст.

3 ст.

Рис.4 - Ступени напряжения схемы.

1 ступень - обмотка низкого напряжения трансформатора Т1, обмотка

высокого напряжения трансформатора Т2, линия W2 и нагрузка НГ.

2 ступень - система С, линия W1, обмотка высокого напряжения

трансформатора Т1.

3 ступень - синхронный компенсатор GC, обмотка низкого напряжения

трансформатора Т2.

1.4. Определение параметров основной ступени.

Основная ступень это та, где происходит короткое замыкание. В качестве

базисного напряжения

0б

можно выбрать среднее напряжение этой

ступени.

37U

0б

кВ

Значение базисной мощности

б0

выбирается одно для всех сткпеней, и

принимаем:

1000S

б0

МВА

Базисный ток основной ступени рассчитываем по формуле:

0б

I =

)

0б

1062,15

10373

101000

•

••

•

1.5. Расчёт базисных напряжений и токов на остальных ступенях.

Базисные напряжения определяются по формуле:

i21

0б

бk

k...kk

•••

)

где

0ббk

U,U

- соответсвенно базисные напряжения k-ой и

основнойступеней;

i21

k,...,kk

- коэффициенты трансформации первого, второго и i-го

трансформатора, расположенных между основной и k-ой ступенями.

Коэффициенты трансформации определяются как отношение

напряжений на отпайкахобмоток трансформаторов в направлении от

основной к k-ой ступени:

k =

)

где индексы В и Н обозначают соответственно обмотки высокого и

низкого напряжений.

2 - я ступень:

32,0

115

3 - я ступень:

87,5

3,.6

Базисные напряжения ступеней:

2 - я ступень:

б0

б2

U 115

k 0,32

  

кВ

3 - я ступень:

б0

б3

U 6,3

k 5,87

  

кВ

Базисные токи рассчитывают по формуле:

бk

0б

бk

I =

)

где

бk

- базисный ток k-ой ступени;

бk

- базисное напряжение k-ой ступени.

2 - я ступень:

2б

1003,5

101153

101000

•

••

•

3 - я ступень:

3б

1075,91

103,63

101000

•

••

•

1.6. Расчёт параметров элементов схемы замещения.

При расчёте токов следует параметры всех элементов схемы замещения

привести к одной ступени напряжения, которую принимают за основную, и

выразить их в относительных единицах.

1.6.1. Расчёт и приведение сопротивлений в относительных единицах

основной ступени.

Синхронный компенсатор:

Сопротивление синхронного компенсатора в относительных единицах,

приведённое к основной ступени находим по формулам:

'' ''

d dном

б3

x x

 

 



 

 

)

1000 10

6 10

x 0,22 6,24

32 10

6,3 10



 



 

 

 

 

о.е.

d dн

б3

r R





)

 

1000 10

r 0,01 0,25

6,3 10



 

о.е.

Обобщённая нагрузка:

Относительное значение индуктивного сопротивления при номинальных

условиях (то есть при среднем напряжении той ступени, где подключена

нагрузка и суммарной полной мощности этой нагрузки) принимаем равным

НГ

x 0,35

, а отношение индуктивного сопротивления к активному

4 5

 

НГ НГ

б0

НГ

x x

 

 



 

 

)

НГ

1000 10

37 10

x 0,35 10

35 10

37 10



 



 

 

 

 

о.е.

НГ



)

НГ

r 2

 

Трансформаторы Т1 и Т2:

Значения индуктивных сопротивлений в относительных единицах при

номинальных условиях определяются по паспортным данным напряжений

короткого замыкания:

U %

100



)

x 0,11

100

 

о.е.

12,5

x 0,125

100

 

о.е.

Значения активных сопротивлений в относительных единицах при

номинальных условиях определяются по формулам:

Т1



Т1

0,11

r 0,0044

 

о.е.

Т2



Т1

0,125

r 0,007

 

о.е.

Приведение сопротивлений к основной ступени выполняем по формулам:

Тн

k б

б0

Tн

u % S

100 S

 

 



 

 

Тн

T T

б0

Tн

r r

 

 



 

 

11 1000 10

38,5 10

x 1,49

100 80 10

37 10



 



 

 

 

 

о.е.

1000 10

38,5 10

r 0,0044 0,06

80 10

37 10



 



 

 

 

 

о.е.

12,5 1000 10

37 10

x 3,13

100 40 10

37 10



 



 

 

 

 

о.е.

1000 10

37 10

r 0,007 0,18

40 10

37 10



 



 

 

 

 

о.е.

Линии W1 и W 2:

По заданным длине линий и удельным параметрам определяем их

индуктивное и активное сопротивления, и приводим к основной ступени по

формулам:

W уд

бk

x x l

 



W уд

бk

r r l

 



 

1000 10

x 0,4 20 0,61

115 10



 



 

о.е.

 

1000 10

r 0,16 20 0,24

115 10



 



 

о.е.

 

1000 10

x 0,41 10 3

37 10



 



 

о.е.

 

1000 10

r 0,14 10 1,02

37 10



 



 

о.е.

1.6.2. Расчёт и приведение ЭДС источников в относительных единицах к

основной ступени.

Система:

бk



где

cp бk

U ,U

- соответсвенно среднее и базисное напряжение ступени, на

которой находится система.

115 10

E 1

115 10



 

о.е.

Синхронный компенсатор:

Для синхронных генераторов, компенсаторов и электродвигателей,

работающих с перевозбуждением:

 

0 0

0 0 0 d

U cos

U sin I x





 



где

0 0 0

U ,I ,



- соответсвенно напряжение на выводах машины, ток и угол

между векторами

в режиме, предшествующем короткому замыканию.

Напряжение, ток и сопроитвление в формулу следует подставлять в

относительных единицах, приведённых к номинальным условиям.



32 10

I 3,1 10

3 6 10



 

 

Напряжение и ток в относительных единицах:

б3



6 10

U 1

6,3 10



 

о.е.

б3



3,1 10

I 0,034

91,75 10



 

о.е.

   

2 2

E 1,12

1 0,85 1 0,52 0,034 6,24

  

  



о.е.

Приводим ЭДС

к основной ступени по формуле:

'' ''

d d

б3

E E



6 10

E 1,12 1,07

6,3 10



 

о.е.

Нагрузка:

Относительное значение сверхпереходной ЭДС при среднем значении

напряжения ступени, на которой она находится, принимается равным

НГ

E 0,85

Приводим ЭДС к основной ступени:

ср

'' ''

НГ НГ

б1

E E



где

ср б1

U ,U

- среднее и базисное напряжение ступени, где находится

нагрузка.