Расчет токов короткого замыкания в системах электроснабжения

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Омский Государственный Технический Университет

Кафедра «ЭсПП»

Пояснительная записка к курсовой работе по дисциплине

«Переходные процессы в электроэнергетических системах»:

«Расчёт токов короткого замыкания в системах электроснабжения»

Шифр: 1,6,8,2,К9(1,1)

                                                                         Выполнил: студент группы Э – 414

                                                                          Хапилин Д.В.

                                                                Проверил: доцент Эрнст А.Д.

                                                         Омск 2007

Исходные данные:

Длина линий:  км,  км,  км,  км, Ом/км,

 Ом/км.

Станция 1:  штуки (число генераторов на ст. №1),

Турбогенераторы с АРВ: МВт, , кВ, ,  

Трансформаторы:  МВА, кВ,  кВ, %,

Реактор: кВ, кА,  Ом,

Станция 2:  штуки,

Турбогенераторы с АРВ: МВт, , кВ, ,  

Трансформаторы:  МВА, кВ,  кВ, %,

Станция 3:  штуки,

Турбогенераторы с АРВ: МВт, , кВ, ,  

Трансформаторы:  МВА, кВ,  кВ, %,

Автотрансформатор:

 МВА, кВ, кВ, кВ,  %, %, %,

Система:   МВА.

Расчёт трёхфазного короткого замыкания необходимо произвести для точки К9, которая находится в середине линии Л4.

Схема электрических  соединений системы № 1 представлена на рис.1.

Расчёт трёхфазного короткого замыкания в данной точке.

Расчёт параметров и преобразование схемы замещения.

Выберем базисное напряжение кВ и базисную мощность МВА.

Тогда базисный ток: кА.

Рис. 1

Составим схему замещения, предварительно рассчитав сопротивления и ЭДС элементов, входящих в неё (см. рис.2).

Станция № 1:

МВА,

 ,

 , .

Станция № 2:

МВА,

,

,

.

Станция № 3:

МВА,

,

,

.

Система:

Линии электропередач:

,       

,       

Автотрансформатор:

Реактор:

Так как  и  то реактор в схеме может быть закорочен.

Обмотка НН автотрансформатора исключается из расчёта симметричного КЗ в точке К9, так как через неё не протекает ток КЗ.

Схема замещения прямой последовательности приведена на рис.2.

Свернём полученную схему замещения относительно точки К9.

                                 Рис.2

Расчёт по рис.3.

 

  

Расчёт по рис.4.

                                  

                 Рис.3                                                       Рис.4

                  Рис.5                                  Рис.6                             Рис.7

Расчёт (рис.5).

Расчёт (рис.6).

Расчёт (рис.7).

Определение долевого участия источников в суммарном начальном токе КЗ и расчёт взаимных сопротивлений.

Расчёт (рис.6).

     

     

Тогда взаимные сопротивления станций и системы (см. рис.8):

                            Рис.8

Определение периодической составляющей тока.

Токи отдельных источников в начальный момент времени:

   

  

Суммарный ток трёхфазного короткого замыкания:

 кА.

Эквивалентная ЭДС:

Суммарный ток трёхфазного короткого замыкания:

  то есть ток совпадает с найденным от отдельных источников.

Периодическая составляющая тока для момента времени 0,1 с и 3 с (метод типовых кривых).

Номинальные токи станций:

    

     

При электрической удалённости точки КЗ от источника  отношение  для момента времени определяется по типовым кривым ([1], Приложение Г).

  

Рассмотрим момент времени с:

, , ,  - данные коэффициенты выбираем по типовым кривым для соответствующего .

  кА.

 кА.

Рассмотрим момент времени с:

, , ,  - данные коэффициенты выбираем по типовым кривым для соответствующего .

  кА.

 кА.

Определение периодической составляющей тока станции № 3 для  момента времени с и  с (метод расчётных кривых).

   МВА.

По расчётным кривым ([1], Приложение Д) определяем кратность периодической составляющей тока КЗ для моментов времени с и  с:

 

   кА.

 

   кА.

Погрешность по отношению к методу типовых кривых составила:

%,

%.

Определение периодической составляющей тока станции № 3 для  момента времени с и  с (метод спрямлённых характеристик).

Приближённый расчёт.

Определяем ЭДС генераторов и их сопротивления для заданных моментов времени по специальным кривым ([1], Приложение Е).

Рассмотрим момент времени с.

Станция № 1.

,

 меньше .

Станция № 2.

,

 меньше .

Станция № 3.

,

 меньше .

Рис.9

 ,    больше , следовательно генераторы находятся в режиме подъёма возбуждения.

 кА.

Погрешность по отношению к методу типовых кривых составила:

%.

Проверим режимы работы генераторов остальных станций, проведя аналогичный расчёт.

Станция № 1.

,    больше , следовательно генераторы находятся в режиме подъёма возбуждения.

Станция № 2.

,    больше  , следовательно генераторы находятся в режиме подъёма возбуждения.

Рассмотрим момент времени с. 

Станция № 1.

,

 меньше .

Станция № 2.

,

 меньше .

Станция № 3.

,

 меньше .

Рис.10

,    больше , следовательно генераторы находятся в режиме подъёма возбуждения.

 кА.

Погрешность по отношению к методу типовых кривых составила:

%.

Проверим режимы работы генераторов остальных станций, проведя аналогичный расчёт.

Станция № 1.

,    больше , следовательно генераторы находятся в режиме подъёма возбуждения.

Станция № 2.

,    больше  , следовательно генераторы находятся в режиме подъёма возбуждения.

Точный расчёт.

Составим и преобразуем схему замещения прямой последовательности для заданных моментов времени. Генераторы вводятся в схему своими  и