Методы расчета электромагнитных переходных процессов

Введение

Под переходным процессом понимают переход от одного режима работы к другому режиму работы, отличающегося, чем - либо от предыдущего. Эти отличия могут заключаться в изменениях: тока, напряжения, фазы, частоты, сопротивления.

Электромагнитные переходные процессы в электроэнергетических системах возникают, как при нормальной эксплуатации потребителей, так и в аварийных условиях.

Изучение переходных процессов необходимо для ясного представления причин, их возникновения, физической сущности, методов их представления и качественной оценки с целью предвидеть предотвратить опасные последствия переходных процессов.

Все расчеты токов короткого замыкания и напряжений производятся для выбора аппаратуры и проводников, проектирования и построения релейной защиты и автоматики, для выявления влияния воздушных линий  на линии связи и для ряда других практических задач.

Цель курсовой работы является закрепление знаний полученных по дисциплине «Переходные процессы в электромагнитных системах», применение этих знаний при решении инженерных задач. В данной курсовой работе использованы основные методы расчета электромагнитных переходных процессов.

        Задание на курсовую работу по электромагнитным переходным процессам .

1.  При трёхфазном КЗ в узле  6  , заданной  схемы  8,  аналитическим методом эквивалентных ЭДС, определить:

а.) начальное значение периодической составляющей  аварийного  тока КЗ в                           начальный момент  переходного процесса;

б.) мощность КЗ;

в.) ударный ток КЗ;

    2.  Методом типовых кривых вычислить величину периодической составляющей тока КЗ для  t = 0,15 сек.

3.  При однофазном КЗ на землю в узле  6 , заданной схемы  8 для начального момента времени переходного процесса:

     а.) определить   ток и напряжение в аварийном узле;

     б.) построить векторные диаграммы токов  для  W4  и напряжений в  узле 10.

Исходные данные:

исходная схема  ЭЭС представлена на рисунке №1

Генераторы:  G 1- G2.   ТВФ – 63- 2У3.   =  78,75МВА;   =  6,3кВ;  =  6,875кА;   = 0,203 о.е. ;  = 0,248 о.е. ;  = 0,102 о. е.

Генераторы:  G 3- G4.   СВ – 1130/250/48.   =  235МВА;                           =  15,75кВ;      = 0,205 о.е. ;  = 0,200 о.е. ;  = 0,110 о. е.

Трансформаторы:  Т-1, Т-2.           ТДЦ-80000/110/10.   = 121 кВ;                          =  6,3 кВ;   =  11%.

                                 Т-3, Т-4.          ТДЦ-250000/110/10.   = 121 кВ;                          =  15,75 кВ;   =  10,5%.

                                Т-5, Т-6.          ТДН-63000/110/10.   = 115 кВ;                          =  38,5 кВ;   =  10,5%.

  Система:  GS – 750МВА;      = 0,270 о.е. ;    = 0,350 о.е.

   ЛЭП:             - 40 км.;     = 0,405 о.е. ;   = 2,9;                                                    

                     :   - 35 км.;     = 0,413 о.е. ;   = 3,0;  

                     :   - 20 км.;     = 0,420 о.е. ;   = 3,0;

                     :   - 25 км.;     = 0,405 о.е. ;   = 2,5;

Нагрузки:    Н10, S- 50МВА

                     Н9:  S- 50 МВА  

1.Расчет  токов короткого замыкания в аварийном узле аналитическим методом эквивалентных ЭДС.

Расчёт ведётся в относительных единицах, используя приближённые приведения при принятых базисных условиях.

Среднее значение сверхпереходных ЭДС схемы, согласно справочным данным:

 =  = 1,08 о.е.                           -  генераторы 

       =  = 1,13 о.е.                           -  генераторы     

        = 1,0  о.е.                                    - система   

        =   = 0,85 о.е.                        – нагрузки                                                                                                                                                                                                                        

Базисная мощность:   = 1000 МВА

Базисное напряжение:  =  = 121 кВ;

                                        =  = 38,5 кВ;

                                         =  = 15,75 кВ;

                                          =  = 6,3 кВ;

Составим схему замещения ЭЭС и определим индуктивные сопротивления всех элементов схемы замещения, представленной на рисунке №2.

Индуктивные сопротивления генераторов:

 =   =     = 0,203   2,577 о.е.    

 =   =     = 0,205   0,872 о.е.

Индуктивное сопротивление системы:

 =     = 0,270   = 0,360 о.е.

Индуктивные сопротивления нагрузок:

 =     =0,35    = 7,000 о.е.

Индуктивные сопротивления ЛЭП :

 =     =   = 0,276 о.е.

 =     =   = 0,573 о.е.       

 =     =   = 0,987 о.е.

 =     =   = 0,691 о.е.

Индуктивные сопротивления трансформаторов:

 =     =   = 1,375 о.е.

 =     =    = 0,420 о.е.

 =     =    = 1,666 о.е.

Сопротивление реактора

 =     =   = 8,818 о.е.

Полученные результаты  индуктивных сопротивлений нанесены на схему замещения. Рисунок №2

Так как  нагрузки Н9-Н10 удалены от точки КЗ и связанны с ним  через трансформаторы Т5 и Т6,следовательно, при расчётах токов КЗ, такие нагрузки можно не учитывать из-за незначительного  влияния последних на токи КЗ, а следовательно, из схемы можно исключить и обмотки трансформаторов, к которым прилегают данные нагрузки  .   . Сопротивление реактора то же можно исключить из схемы так как оно находится между двумя точками с одинаковыми потенциалами.