Переходные процессы в электрических цепях

Курсовая работа, 11 Сентября 2013, автор: пользователь скрыл имя

Краткое описание


При трехфазном КЗ в схеме внутреннего электроснабжения предприятия рассчитать:
сопротивление внешней цепи;
сверхпереходный ток со стороны внешнего электроснабжения;
подпитывающее влияние двигателей в начальный момент переходного процесса;
Суммарный сверхпереходный ток в точке КЗ и мгновенное значение ударного тока.

Содержание работы


Задание……………………………………………………………………………………..2
Расчет токов трехфазного короткого замыкания……………………………..
1.1. Расчет токов КЗ в сетях напряжением выше 1000 В.
1.2. Расчет трехфазного КЗ в электроустановках напряжением до 1 кВ.


Расчет токов несимметричных коротких замыканий.
2.1. Расчет несимметричного КЗ.
2.2. Преобразование схемы СЭС.
2.3. Определение действующего значения периодической слагающей тока
КЗ в произвольный момент времени.

Построение векторных диаграмм токов и напряжений.
3.1. Векторная диаграмма токов.
3.2. Векторная диаграмма напряжений.

Содержимое работы - 1 файл

Курсак по ПП 23.doc

— 457.00 Кб (Скачать файл)

     Оценить  влияние сопротивления внешней  цепи на величину сверхпереходного  тока.

Б. Вычислить начальное  действующее значение периодической  слагающей тока трехфазного КЗ в сети 380/220 В.

1.1. Расчет  токов КЗ в сетях напряжением  выше 1000 В.

 

Параметры схемы замещения.

 

 Базисные условия: Sб=1000МВт; Uб=Uср=115 кВ.

Параметры системы: Х1,2=Sб/Sк1,2=1000/2400=0,416 о.е.

 

Определим параметры  внешней схемы замещения.

 

Параметры автотрансформаторов (АТ1,АТ2,АТ3):

 

UКВАТ(1-3)=0,5*(UВНАТ(1-3)+UВСАТ(1-3) –UСНАТ(1-3))=0,5*(27+9-17)=9,5%;

UКСАТ(1-3)=0,5*( UВСАТ(1-3)+ UСНАТ(1-3) - UВНАТ(1-3))=0,5*(9+17-27)=-0,5» 0%;

UКНАТ(1-3)=0,5*( UВНАТ(1-3)+ UСНАТ(1-3) - UВСАТ(1-3))=0,5*(27+17-9)=17,5%;

XВАТ(1-3)=
=9500/9000=1,05 о.е.;

XСАТ(1-3)=XНАТ(1-3)=0 о.е.

 

Параметры генераторов (G1,G2,G3):

 

Xd*=Xd”;

SНГ(1-2)=РНГ(1-2) /CosφГ(1-2)=60/0,8=75 МВА;

ХГ(1-2)= Xd**

=0,195*13,33=2,6 о.е.;

SНГ3=РНГ3 /CosφГ3=50/0,8=62,5 МВА;

ХГ3= Xd**

=0,135*16=2,16 о.е.

Согласно [1] таблицы 2 (стр.7) ЭДС источников питания: Е1= Е2 =Е3 =Е4 =Е5=1,08 о.е.

 

Параметры трансформаторов (Т1,Т2,Т3):

 

ХТ(1-2)=

=10500/7500=1,4 о.е.;

ХТ3=

=11200/6300=1,78 о.е.

 

Параметры воздушных  линий (W1,W2,W3,W4):

 

XW1=

=0,41*20*0,0189=0,155 о.е.;

XW2=

=0,4*20*0,0756=0,61 о.е.;

XW3=

=0,39*20*0,0756=0,59 о.е.;

XW4=

=0,4*16*0,0756=0,48 о.е.

Рис.2. Схема замещения  внешней части СЭС.

 

 

X1=XC1=0,416 о.е.;

X2=XC2=0,416 о.е.;

X3=XВАТ1=1,05 о.е.;

X4=XВАТ2=1,05 о.е.;

X5=XW1=0,155 о.е.;

X6=XВАТ3=1,05 о.е.;

X7=XТ1=1,4 о.е.;

X8=XГ1=2,6 о.е.;

X9=XТ2=1,4 о.е.;

X10=XГ2=2,6 о.е.;

X11=XW2=0.61 о.е.;

X12=XW2=0.61 о.е.;

X13=XТ3=1,78 о.е.;

X14=XГ3=2,16 о.е.;

X15=XW3=0,59 о.е.;

X16=XW3=0,59 о.е.;

X17=XW4=0,48 о.е.;

X18=XW4=0,48 о.е.

 

 

Преобразование  «внешней» (расчетной) части.

 

1. Заменяются последовательные и параллельные сопротивления (Рис.3.):

Рис.3. Преобразование сопротивлений (до Х25):

X19=(X1*X2)/(X1+X2)=0,4162/0,832=0,208 о.е.

E6=X19*(

)=0,208*((1,08/0,416)+(1,08/0,416))=1,08 о.е.

Х22=(Х7+Х8)/2=(Х9+Х10)/2=4/2=2 о.е.

Е7=Е3=Е4=1,08 о.е. (сопротивления одинаковы)

 

Х23=Х13+Х14=1,7+2,16=3,94 о.е.

Х21=Х5+Х6=0,16+1,05=1,21 о.е.

Х20=(Х3*Х4)/(Х3+Х4)=1,052/2,1=0,525 о.е.

Х24=(Х11*Х12)/(Х11+Х12)=0,612/1,22=0,305 о.е.

Х25=Х15+Х17=0,59+0,48=1,07 о.е.

Рис.4. Объединение ветвей с источниками Е7 и Е5.

 

Х26=(Х22*Х23)/( Х22+Х23)=(2*3,94)/(2+3,94)=1,33 о.е.

Е8=Х26*(

)=1,33*(0,54+0,27)=1,08 о.е.

Х27=(Х24*Х25)/(Х24+Х25)=(0,305*1,07)/(0,305+1,07)=0,24 о.е.

 

2. Преобразование звезды  в треугольник.

Рис.5. Преобразование звезды Х20 -Х27 -Х16.

Х28=Х20+Х27+(Х20*Х27)/Х16=0,525+0,24+(0,525*0,24)/0,59=0,98 о.е.

Х29=Х20+Х16+(Х20*Х16)/Х27=0,525+0,59+(0,525*0,59)/0,24=2,41 о.е.

Х30=Х27+Х16+(Х27*Х16)/Х20=0,24+0,59+(0,24*0,59)/0,525=1,1 о.е.

3. Объединение параллельных  резисторов.

Рис.6. Объединение резисторов Х21 и Х28, Х18 и Х30.

 

Х31=(Х21*Х28)/(Х21+Х28)=(1,21*0,98)/(1,21+0,98)=0,54 о.е.

Х32=(Х18*Х30)/(Х18+Х30)=(0,48*1,1)/(0,48+1,1)=0,33 о.е.

4. Преобразование треугольника  в звезду.

Рис.7. Преобразование треугольника Х29 –Х31 –Х32 в звезду.

 

Х33=(Х29*Х31)/(Х29+Х31+Х32)=(2,41*0,54)/(2,41+0,54+0,33)=0,39 о.е.

Х34=(Х31*Х32)/(Х29+Х31+Х32)=(0,54*0,33)/(2,41+0,54+0,33)=0,05 о.е.

Х35=(Х32*Х29)/(Х29+Х31+Х32)=(0,33*2,41)/(2,41+0,54+0,33)=0,24 о.е.

 

5. Объединение последовательных  резисторов(Рис.8.).

Х36=Х19+Х33=0,208+0,39=0,59 о.е.

Х37=Х26+Х34=1,33+0,05=1,38 о.е.

                     

Рис.8. Объединение резисторов Х19 и Х33, Х26 и Х34.         Рис.9. Объединение ветвей с Е6 и Е8.

 

6. Объединение ветвей  с источниками (Рис.9.).

Х38=(Х36*Х37)/(Х36+Х37)=(0,59*1,38)/(0,59+1,38)=0,41 о.е.

Е9=Х38*(

)=0,41*(1,83+0,78)=1,07 о .е.

Рис.10. Объединение резисторов Х38 и Х35.

Х39=Х38+Х35=0,41+0,24=0,65 о.е.

Рис.11. Простейший вид схемы замещения, после всех преобразований.

7. Определение сверхпереходного  тока со стороны внешнего электроснабжения.

I”ВН=Е”SВН*Iб/ZS ,      где Е”SВН =Е9=1,07 о.е.

Iб =

=1000/(1,73*10,5)=55,05 о.е.

ZS =

,  где ХS= ХТ4+ХКЛ6+Х39

ХТ4=

=(10,5/100)*(1000/16)=6,56 о.е.

ХКЛ6=l6*Xуд6*(Sб/UСР2)=0,18*0,086*(1000/110,25)=0,14 о.е.

ХS =6,56+0,14+0,65=7,35 о.е.

rКЛ6=l6*rуд6*(Sб/UСР2)=0,18*0,26*(1000/110,25)=0,42 о.е.

ZS =

=7.36 о.е.

I”ВН=Е”SВН*Iб/ZS =1,07*(55,05/7,36)=8 кА.

 

Преобразование  «внутренней» (расчетной) части.

 

 

Рис.12. Схема внутренней части СЭС.                              Рис.13. Схема замещения.

1. Определение параметров  схемы замещения.

X44=XT4=6,56 о.е.

r1=rкл1=0,42 о.е.

Х41=Хкл6=0,14 о.е.

r2=rкл5=l5*rуд5*

=0,21*0,326*(1000/10,52)=0,62 о.е.

Х2=Хкл5=l5*Худ5*

=0,21*0,083*(1000/10,52)=0,16 о.е.

2. Определение параметров  двигателей.

SнАД1=РнАД1/CosφАД1=0,8/0,81=0,99 о.е.

Х40=Хd*АД1*

=0,25*(1000/0,99)=252,53 о.е.

Е10=0,9 о.е.

SнСД1=РнСД1/CosφСД1=1,2/0,89=1,35 о.е.

Х42=Хd*СД1*

=0,117*(1000/1,35)=86,67 о.е.

Е11=1,1 о.е.

3. Преобразование схемы  замещения.

Х45=Х42+Х43=0,16+86,67=86,83 о.е.

Рис.14. Преобразованная схема замещения.

Z1=

о.е.

Z2=

о.е.

Z3=

о.е.

Е12=

о.е.


Рис.15. Упрощенная схема  замещения.

Едв”=E12=1,07 о.е.

Zс=Z3=64,69 о.е.

4.Определяем подпитывающее влияние двигателей

 в начальный  момент переходного процесса.

I ”дв=E ”Sдв*Iб/Zс=1,07*55,05/64,69=0,91 кА.

5. Суммарный сверхпереходный  ток в точке КЗ.

I ”к=I ”вн+I ”дв=8+0,91=8,91 кА.

6. Оценивается влияние  сопротивлений внешней цепи на  величину сверхпереходного тока.

I ”вн=Iб/ZS=55,05/7,36=7,48 кА.

I ”вн=8 кА.

I ”вн< I ”вн

 

Определение мгновенного значения ударного тока КЗ.

Наибольшее мгновенное значение полного тока КЗ (ударный  ток):

,

где 

,
– ударные коэффициенты внешней сети и двигателей.

[3, табл. 3.8] (для распределительных  сетей 6-10 кВ)

[1, рис. 5.15] (для двигателей серии  СДН)

[1, рис. 5.2] (для двигателей серии А)

 

Расчет трехфазного  КЗ в электроустановках напряжением  до 1 кВ.


Рис.17. Схема замещения цепи КЗ.

 

XT7=

                   XT7=

=8,78 мОм.

Рис.16. Схема цепи КЗ.

RT7=

мОм.

Согласно [1] стр.27, табл.7. : Ха2=0,09 мОм; ХТРТ2=0,3 мОм.

RШ2/2=rУДШ2*lШ2/2=0,2*13/2=1,3 мОм.

ХШ2/2=хУДШ2*lШ2/2=0,1*13/2=0,65 мОм.

Рис.18. Преобразованная схема замещения.

Определяем переходные сопротивления:

Согласно [1] стр.25, табл.5.: а=10 мм.

Согласно [1] стр.10: kСТ=2.

RП=

(2,5*31,62*23+320*10)/1000=3,83 мОм.

RS=RП+RТ7+RШ2/2=3,83+1,95+1,3=7,08 мОм.

ХS=Ха+ХТ7+ХТРТ+ХШ2/2=0,09+8,78+0,3+0,65=9,82 мОм.

Определяем действующее  значение периодической составляющей тока трехфазного КЗ:

I”=

19,07 кА.

Расчет токов  несимметричных коротких замыканий.

 

Задание.

При несимметричном КЗ в  схеме внешнего электроснабжения:

- определить величину  действующего значения периодической  слагающей тока для  заданного вида КЗ и в произвольны момент времени;

- построить векторные  диаграммы токов и напряжений в ветви, примыкающей к месту КЗ, определить токи фаз.

 

 

2.1. Расчет  несимметричного КЗ.

Преобразование  схемы СЭС.

Преобразование схемы  прямой последовательности.

Рис .19. Схема прямой последовательности.

 

Определяем параметры  схемы замещения:

Из п. 1.1.:

 

Х1=0,416 о.е.

Х2=0,416 о.е.

Х3=1,05 о.е.

Х4=1,05 о.е.

Х5=0,16 о.е.

Х7=1,4 о.е.

Х8=2,6 о.е.

Х9=1,4 о.е

Х10=2,6 о.е.

Х11=0,62 о.е.

Х12=0,62 о.е.

Х13=1,78 о.е.

Х14=2,16 о.е.

Х15=0,59 о.е.

Х16=0,59 о.е.

Х17=0,48 о.е.

Х18=0,48 о.е.

Е1=Е2=Е3=Е4=Е5=1,08 о.е.

 

 

 

 

 

 

Преобразуем схему:

1. Заменяем последовательные  и параллельные сопротивления.

Приведем схему (Рис.19.) к виду (Рис.20.), параметры которого совпадают с параметрами схемы (Рис.5.):

 

Рис.20. Приведенный вид схемы (Рис.19).

 

 

Е6=1,08 о.е.

Х16=0,59 о.е.

Х18=0,48 е.о.

Х19=0,21 о.е.

Х20=0,53 о.е.

Х21=1,21 о.е.

Х26=1,33 о.е.

Х27=0,24 о.е.

 

 

 

Х46=Х16+Х18=0,59+0,48=1,07 о.е.

Х47=

о.е.

Х48=Х20+Х47=0,53+0,19=0,72 о.е.

 

 


 

 Рис.21. Схема замещения после преобразования сопротивлений.

 

 

 

 

 

Х49=Х21+Х48=1,21+0,72=1,93 о.е.

Х50=Х26+Х49=1,33+1,93=3,26 о.е.

 

 

 


Рис.22. Схема прямой последовательности после всех преобразований.

 

 

 

Преобразование схемы  нулевой последовательности.

Информация о работе Переходные процессы в электрических цепях