Электротехника \ Электромагнитные переходные процессы

Расчёт электромагнитных переходных процессов в системах электроснабжения. Расчет переходного процесса при трехфазном коротком замыкании

Страницы работы

23 страницы (Word-файл)

Посмотреть все страницы

Скачать файл

Фрагмент текста работы

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ

РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

ГОМЕЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ имени П.О. СУХОГО

Кафедра: “Электроснабжение”

Вариант - 4.1

КУРСОВАЯ РАБОТА

по курсу: Электромагнитные переходные процессы

на тему:Расчёт электромагнитных переходных

процессов в системах электроснабжения

Выполнил студент гр.Э-33

Руководитель курсовой работы

ГОМЕЛЬ 2001

Введение.

В системах электроснабжения электромагнитные переходные процессы оказывают существенное влияние на выбор структуры электроэнергетической системы, пропускной способности линий электропередачи, средств управления, регулирования, релейной защиты и противоаварийной автоматики. Поэтому изучение протекания переходных процессов является неотъемлемой частью фундаментальной подготовки инженеров-электриков.

Электрическая система является совокупностью устройств, связанных одновременностью процесса производства, распределения и потребления электрической энергии. Это налагает на все режимы работы системы и персонал особую ответственность по качественному управлению системой для бесперебойного энергоснабжения потребителей в нормальных (установившихся) и переходных режимах работы электрических систем.

Переходные процессы возникают в электрических системах при нормальной эксплуатации (включение и отключение нагрузок, источников питания, отдельных частей системы), так и в аварийных условиях (обрыв нагруженной цепи или отдельной ее фазы, короткое замыкание, выпадение машины из синхронизма и т.д.). Целью изучения переходных процессов является формирование необходимых знаний о причинах возникновения и физической сущности этих процессов, а также разработки практических методов их количественной оценки, с тем, чтобы можно было предвидеть и заранее предотвратить опасные последствия таких процессов.

При любом переходном процессе происходит изменение электромагнитного состояния элементов системы и нарушение баланса между моментом на валу каждой вращающейся машины и электромагнитным моментом, в результате чего изменяются частота вращения машин, т.е. некоторые машины испытывают торможение, в то время как другие - ускорение. Из сказанного следует, что переходный процесс характеризуется совокупностью электромагнитных изменений в системе, которые взаимосвязаны и представляют единое целое.

Тем не менее, вследствие довольно большой механической инерции вращающихся машин начальная стадия переходного процесса характеризуется преимущественно электромагнитными изменениями. Например, при пуске асинхронного двигателя с момента включения его в сеть и до момента разворота имеет место только электромагнитный переходный процесс, который при развороте ротора дополняется механическим переходным процессом.

При относительно малых возмущениях (например, при коротком замыкании за большим сопротивлением или, как говорят, при большой удаленности короткого замыкания) весь переходный процесс практически можно рассматривать только как электромагнитный.

1. Задание на курсовую работу по электромагнитным переходным процессам в системах электроснабжения.

При выполнении курсовой работы произвести:

1.Расчет переходного процесса при трехфазном коротком замыкании в именованных и относительных единицах (точное и приближённое приведение). Вычислить сверхпереходное значение тока к.з., мощность к.з., ударный ток к.з., наибольшее действующее значение полного тока к.з.

2.Расчет переходного процесса при симметричном и несимметричном коротких замыканиях в относительных единицах с помощью типовых кривых. Вычислить сверхпереходное и установившее-ся значение тока к.з, построить векторные диаграммы токов и напряжений.

Вариант - 4.1

К1

Л2

Т3

10кВ

Рис.1 Исходная схема варианта задания.

Таблица 1

Исходная таблица данных варианта задания

Точка

К.З.

Г1,Г2

Г3

Т1

Т2

Т3

Л1, км

Л2, км

Н1,

МВА

Н2,

МВА

К1

ТВФ-

-63-

-2У3

СВ-

1500/

175-84

ТРДЦН-80000/

110

ТДЦ-200000/

110

ТДН-63000/

110

РБА-10,5-2000-10

Для элементов схемы варианта задания выпишем из [1] номинальные параметры:

Г1,Г2: ТВФ-63-2У3

Sн =78,75 МВА; COS j =0,8 ; Uн =10,5 кВ ; Iн =4,33 кА ;

ОКЗ =0,756 ; ;

Г3: СВ-1500/175-84

Sн =190 МВА; COS j =0,9 ; Uн =15,75 кВ ; Iн =6,95 кА ;

ОКЗ =2,52 ; ;

Т1: ТРДЦН-80000/110

Sн =80 МВА; Uвн =115 кВ ; Uнн =10,5 кА ; Uк% =10,5 кА ;

Т2: ТДЦ-200000/110

Sн =200 МВА; Uвн =121 кВ ; Uнн =15,75 кА ; Uк% =10,5 кА ;

Т3: ТДН-63000/110

Sн =63 МВА; Uвн =115 кВ ; Uнн =38,5 кА ; Uк% =10,5 кА ;

Р: РБА-10,5-2000-10

Iн =2 кА ; Uн =10,5 кВ; Xк% =0,35 Ом ;

2. Расчет переходного процесса при трехфазном коротком замыкании в именованных и относительных единицах (точное и приближённое приведение). Расчёт сверхпереходного значения тока к.з., мощности к.з., ударного тока к.з., наибольшего действующего значения полного тока к.з.

2.1. Схема замещения

Т.к. в схеме не учитываются нагрузки, расположенные на значительном расстоянии от точки к.з., то ими можно пренебречь и схема варианта задания примет вид:

К1

Рис.2.1.1 Схема варианта задания для расчёта.

Схема замещения примет вид:

Рис.2.1.2 Схема замещения.

2.2. Расчёт в именованных единицах(точное приведение).

Г1: Ом;

Т1: Ом;

Ом;

Г2: Ом;

Г3а: Ом;

Т2: Ом;

Л2: Ом;

Л1: Ом;

Ом;

Т2: Ом;

Г3б: Ом;

o.e. ;

кВ ;

o.e. ;

кВ ;

o.e. ;

кВ ;

Преобразуем схему замещения к следующему виду:

Ег3

Ег2

Рис.2.2.1 Схема замещения.

Ом;

Преобразуем схему замещения к виду:

Рис.2.2.2 Схема замещения.

Ом;

; ; ;

Проверка: ;

Ом;

кА;

2.3. Расчёт в именованных единицах(приближённое приведение).

Базисные условия: кВ; кВ; кВ;

Г1: Ом;

Т1: Ом;

Ом;

Г2: Ом;

Г3а: Ом;

Т2: Ом;

Л2: Ом;

Л1: Ом;

Ом;

Т2: Ом;

Г3б: Ом;

o.e. ;

кВ ;

o.e. ;

кВ ;

o.e. ;

кВ ;

Схемы замещения аналогичны схемам замещения (см. п.п.2.2.1, 2.2.2):

Ом;

; ; ;

Проверка: ;

Ом;

кА;

(Погрешность – 0,7%)

2.4. Расчёт в относительных единицах(точное приведение).

Задаёмся базисной мощностью: МВА;

кВ; МВА; Ом;

; ;

кВ; кВ;

кВ;

Г1: о.е.;

Т1: о.е.;

о.е.;

Г2: о.е.;

Г3а: о.е.;

Т2: о.е.;

Л2: о.е.;

Л1: о.е.;

о.е.;

Т2: о.е.;

Г3б: о.е.;

o.e.;

о.е.;

o.e.;

о.е.;

o.e.;

о.е.;

Схемы замещения аналогичны схемам замещения (см. п.п.2.2.1, 2.2.2):

о.е.;

; ; ;

Проверка: ;

о.е.;

Проверка:

кА;

(Погрешность – 0,04%)

2.5. Расчёт в относительных единицах(приближённое приведение).

Задаёмся базисной мощностью: МВА;

кВ; МВА; Ом;

кВ; кВ; кВ;

Г1: о.е.;

Т1: о.е.;

о.е.;

Г2: о.е.;

Г3а: о.е.;

Т2: о.е.;

Л2: о.е.;

Л1: о.е.;

о.е.;

Т2: о.е.;

Г3б: о.е.;

Схемы замещения аналогичны схемам замещения (см. п.п.2.2.1, 2.2.2):

о.е.;

; ; ;

Проверка: ;

о.е.;

Проверка:

кА;

(Погрешность – 0,6%)

2.6. Мощность К.З.:

МВА;

где -среднее напряжение ступени К.З.

кВ;

2.7. Ударный ток К.З.:

кА; (для -) .

2.8. Наибольшее действующее значение полного тока К.З.:

кА;

где -действующее значение периодической составляющей;

кА;

3.Расчет переходного процесса при симметричном и несимметричном коротких замыканиях в относительных единицах с помощью типовых кривых. Вычислить сверхпереходное и установившееся значение тока к.з.

3.1. Расчёт переходного процесса при симметричном К.З.:

Вычислим сверхпереходное и установившееся значение трёхфазного к.з. в о.е., приведение точное.

К(2)

Рис.3.1. Схема замещения.

о.е.; o.e.;

МВА; кВ; кА;

Определяем токи по типовым кривым.

ГГ: о.е.;

о.е.;

кА;

о.е.; (<1), тогда .

кА;

ТГ: о.е.;

о.е.;

кА;

о.е.; (=7) , тогда .

о.е.; (=1) , тогда .

кА;

Определяем токи трёхфазного к.з.

кА;

3.2. Расчёт переходного процесса при несимметричном К.З.:

Вычислим сверхпереходное и установившееся значение двухфазного к.з.

в о.е., точное приведение.

Рис.3.2. Схема замещения.

о.е.; о.е.;

о.е; о.е.;

МВА; кВ; МВА;

ГГ: o.e.; o.e.;

ТГ: o.e.; o.e.;

3.2.1. Прямая последовательность.

Рис.3.2.1. Схема замещения для прямой последовательности.

о.е.; о.е.;

о.е; о.е.;

о.е.;

3.2.2. Обратная последовательность.

Рис.3.2.2. Схема замещения для обратной последовательности.

о.е.;

3.2.3.Для дальнейшего расчёта применим правило Щедрина.

К(2)

Рис.3.2.3. Схема замещения по правилу Щедрина.

о.е.;

; ;

о.е.;

3.2.4. Находим токи по расчётным кривым.

ГГ: о.е.;

о.е.;

кА;

о.е.; (<1), тогда .

кА;

ТГ: о.е.;

о.е.;

кА;

о.е.; (=4) , тогда .

о.е.; (<1) , тогда .

кА;

3.2.5. Определяем токи двухфазного к.з.

кА;

3.3. Построение векторных диаграмм токов и напряжений.

3.3.1. Определяем суммарную ЭДС прямой последовательности.

, где

;

о.е.;

кВ;

3.3.2. Ток прямой последовательности в месте к.з.

кА, где

Ом, причём

Ом;

3.3.3. Ток обратной последовательности в месте к.з.

кА;

3.3.4. Напряжение прямой последовательности в месте к.з.

кВ;

3.3.4. Напряжение обратной последовательности в месте к.з.

кВ;

3.3.5. По формулам рассчитаем значения токов и напряжений в месте к.з.

;

кА;

кВ;

Заключение

При выполнении курсовой работы мы самостоятельно рассчитали электромагнитные переходные процессы, происходящие в электрической системе варианта задания. При этом нам пришлось использовать для решения тех или иных вопросов комплекс знаний, полученных из курса “Электромагнитные переходные процессы с системах электроснабжения”.

В процессе проектирования рассчитали переходный процесс при трехфазном коротком замыкании в именованных и относительных единицах (точное и приближённое приведение). А также рассчитали переходный процесс при симметричном и несимметричном коротких замыканиях в относительных единицах с помощью типовых кривых, построили векторные диаграммы токов и напряжений.

В данной курсовой работе мы не рассчитывали поперечную несимметрию