Referat.me
/ / Расчет симметричных и несимметричных коротких замыканий в электроэнергетической системе

Название: Расчет симметричных и несимметричных коротких замыканий в электроэнергетической системе

Вид работы: курсовая работа

Рубрика: Физика

Размер файла: 339.86 Kb

Скачать файл: referat.me-343154.docx

Краткое описание работы: Расчёт токов симметричного трехфазного и несимметричного двухфазного короткого замыкания, сравнение приближенных и точных результатов. Построение векторных диаграмм и расчёт теплового импульса. Определение токов и напряжений в месте повреждения.

Расчет симметричных и несимметричных коротких замыканий в электроэнергетической системе

Содержание

Введение

1.Расчёт токов симметричного трехфазного короткого замыкания в точке К1

1.1 Приближенное приведение в относительных единицахдля точки К1

1.1.1Расчёт реактивного сопротивления элементов

1.1.2 Расчёт активного сопротивления элементов

1.1.3 Расчёт токов короткого замыкания в точке К1

1.2Точное приведение в относительных единицахдля точки К1

1.2.1 Расчёт реактивного сопротивления элементов

1.2.2 Расчёт активного сопротивления элементов

1.2.3 Расчёт токов короткого замыкания в точке К1

2.Расчёт токов симметричного трехфазного короткого замыкания в точке К5

2.1Точное приведение в именованных единицах

2.1.1 Расчёт реактивного сопротивления элементов

2.1.2 Расчёт активного сопротивления элементов

2.1.3 Расчёт токов короткого замыкания в точке К5

3. Сравнение результатов приближенного и точного расчетов

4. Расчет полного тока короткого замыкания

5. Построение векторных диаграмм

6. Расчёт теплового импульса

7. Расчет токов несимметричного короткого замыкания в точке К5

7.1Определение параметров схемы замещения прямой последовательности

7.2 Определение параметров схемызамещенияобратнойпоследовательности

7.3 Определение параметров схемы замещения нулевой последовательности

7.4 Определение токов и напряжений в месте повреждения К5

7.4.1 Однофазное короткое замыкание

8. Расчет токов несимметричного короткого замыкания в точке К1

8.1Определение параметров схемы замещения прямой последовательности

8.2 Определение параметров схемызамещенияобратнойпоследовательности

8.3 Определение параметров схемы замещения нулевой последовательности

8.4 Определение токов и напряжений в месте повреждения К1

8.4.1 Двухфазное короткое замыкание на землю


Введение

Курсовая работа выполняется по теме «Расчет симметричных и несимметричных коротких замыканий в электроэнергетической системе»

В работе рассчитываются токи и напряжения при симметричном и несимметричном коротких замыканиях (КЗ).

В объем работы входит выполнение двух разделов на основе заданной на рис. 1 схемы электрической системы. Для всех разделов полагать, что исходным установившимся режимом станции, который предшествует рассматриваемому КЗ, является номинальный режим эквивалентного генератора с выдачей им номинальной мощности при номинальном напряжении на шинах.

Начальные условия:

Рисунок 1. - Схема ЭЭС и расчетные точки КЗ


Напряжения на шинах:

Генераторы: ; ; ; ;

Трансформаторы:; ;

Автотрансформаторы:

Линии электропередач:

Реактор: РТСТДГ – 10 – 4000 – 0,1

Система:

Таблица 1.1. - Параметры трансформаторов:

Тип S,МВА Uном обмоток, кВ Uk% ∆РkкВт ∆РхкВт
ВН НН
ТДЦ-250000/110 250 121 15,75 10,5 640 200
ТДЦ-250000/500 250 525 15,75 13 600 250
ТРДН-40000/110 40 115 6,3 10,5 172 36
ТДЦ-125000/110 125 121 13,8 10,5 400 120
ТДН-16000/110 16 115 6,5;11 10,5 85 19

Таблица 1.2. - Параметры генераторов:

Тип ген. P,МВт S,МВА U,кВ n, об/мин ОКЗ ,% КПД
ТЗВ-63 53 66,3 0,8 6,3 3000 0,53 20,6 98,4
ТЗВ-110-2 110 137,5 0,8 10,5 3000 0,6 22,7 98,6
ТЗВ-220-2 220 258,8 0,85 15,75 3000 0,51 24,6 98,8

Таблица 1.3. - Параметры автотрансформатора:

Тип S,МВА Uном обмоток, кВ Uk%
ВН СН НН ВН-СН ВН-НН СН-НН
АТДЦТН-250000/500/110 250 500 121 38,5 10,5 24 13

1. Расчет токов симметричного трехфазного к. з. в точке К1

1.1 Приближенное приведение в относительных единицах для т. к.з. К1

Принимаем SБ = 1000 МВА; Ucр1 = 6,3 кВ; Ucр2 = 115 кВ; Ucр3 = 515 кВ.

Рисунок 1.1. - Расчётная схема замещения


1.1.1 Определение реактивных сопротивлений элементов

Расчет автотрансформаторов АТ 1 и АТ 2:

Где UК – напряжение короткого замыкания; SH – номинальная полная мощность трансформатора.

Расчет сопротивлений трансформаторов:

Т1:

Т2:

Т3:

Т4:

Т5:

Расчет сопротивлений линий электропередач:

Где UСР – среднее напряжение РУ; Худ – удельное сопротивление линии; l – длина ЛЭП.

Расчет сопротивлений генераторов:

G1,2:

G3:

G4:

Где Х// – относительное сопротивление генератора; SH,Г – номинальная полная мощность генератора.

Расчет сопротивлений реакторов:

;

Где Х – относительное сопротивление реактора.

Сопротивление системы:

1.1.1.1. Расчёт сверхпереходных ЭДС источника

При применении системы относительных единиц , .

Система является источником бесконечной мощности, поэтому

1.1.1.2 Преобразование схемы к простейшему виду относительно точки к. з. К1


Рисунок 1.2. – Упрощенная схема замещения

Используем метод коэффициентов участия:

Определим коэффициенты участия:


Рисунок 1.3 – Лучевая схема замещения

Обьединим источники :

Используем метод коэффициентов участия:

Определим коэффициенты участия:


Рисунок 1.4 – Лучевая схема замещения

Приведем лучевую схему к сопротивлению одной ветви:

Рисунок 1.5. – Результирующая схема замещения

1.1.2 Определение активного сопротивления

Рисунок 1.6. – Схема замещения

Расчет автотрансформаторов АТ 1 и АТ 2:

Где ∆Ркз – изменение активного сопротивления короткого замыкания.

Расчет сопротивлений трансформаторов:

Т1:

Т2:

Т3:

Т4:

Расчет сопротивлений линий электропередач:

W1:

W2:

W3:

W4:

Где UСР – среднее напряжение РУ; r0 – удельное сопротивление линии;

l – длина ЛЭП.

Расчет сопротивлений генераторов:

G1:

G2:

G3:

G4:


Где Х – относительное реактивное сопротивление генератора; ω – частота;

ТА – постоянная времени.

Система:

Активное сопротивление реакторов не учитывается.

1.1.2.1. Преобразование схемы к простейшему виду относительно точки к. з. К1

Рисунок 1.7. – Упрощенная схема замещения


Рисунок 1.8. – Результирующая схема замещения

1.1.3 Определение токов короткого замыкания в точке К1

Найдём значение базисного тока:

;


Определение начального периодического тока к. з.:

Расчет ударного тока:

Где - ударный коэффициент принимается для элементов или части энергосистемы; - значение постоянной времени затухания апериодической составляющеё тока КЗ.

;

Определение апериодической составляющей тока к. з.:

;

Где - время размыкания контактов.


;

Определение периодической составляющей тока к. з.:

т. к. Е1 - источник бесконечной мощности.

т. к. принимаем

т. к. принимаем

1.2 Точное приведение в относительных единицах для т. к. з. К1

SБ = 1000 МВА;

В качестве основной принимаем ступень, где происходит к.з.:

U б1 = 110 кВ; U б2 = U б1 /К Т1 = 110*500/121 = 455 кВ;

U б3 = Uб1 /К Т2 = 110*500/121 = 455 кВ;

U б4 = Uб1 /К Т2*КТ3 = 110*500/121*15,75/525 = 13,64 кВ;

U б5 = Uб1 /К Т = 110*15,75/121 = 14,32 кВ;

U б6 = Uб1 /К Т = 110*6,3/115 = 6,03 кВ;

U б7 = Uб1 /К Т = 110*13,8/121 = 12,55 кВ;


1.2.1 Определение реактивных сопротивлений элементов

Расчет автотрансформаторов АТ 1 и АТ 2:

Расчет сопротивлений трансформаторов:

Т1Т2:

Т3:

Т4:

Т5:

Расчет сопротивлений линий электропередач:


Расчет сопротивлений генераторов:

G2:

G1:

G3:

G4:

Расчет сопротивлений реакторов:

Сопротивление системы:

1.2.1.1 Преобразование схемы к простейшему виду относительно точки к. з. К1


Упрощенная схема замещения аналогична приближенному приведению.


Используем метод коэффициентов участия:

Определим коэффициенты участия:

Рисунок 1.9 – Лучевая схема замещения


Обьединим источники :

Используем метод коэффициентов участия:

Определим коэффициенты участия:

Рисунок 1.10. – Лучевая схема замещения

Приведем лучевую схему к сопротивлению одной ветви:


Рисунок 1.11. – Результирующая схема замещения

1.2.2 Определение активного сопротивления

Схема замещения аналогична приближенному приведению.

Расчет автотрансформаторов АТ 1 и АТ 2:

Т1:


Т2:

Т3:

Т4:

Расчет сопротивлений линий электропередач:

W1:

W2:

W3:

W4:

Расчет сопротивлений генераторов:

G1:

G2:

G3:

G4:

Система:


Активное сопротивление реакторов не учитывается.

1.2.2.1 Преобразование схемы к простейшему виду относительно точки к. з. К1

Упрощенная схема замещения аналогична приближенному приведению.

Рисунок 1.12. – Результирующая схема замещения

1.2.3 Определение токов короткого замыкания в точке К1

Найдём значение базисного тока:

;

Определение начального периодического тока к. з.:

Расчет ударного тока:

Где - ударный коэффициент принимается для элементов или части энергосистемы; - значение постоянной времени затухания апериодической составляющеё тока КЗ.

;

Определение апериодической составляющей тока к. з.:


;

Где - время размыкания контактов.

;

Определение периодической составляющей тока к. з.:

т. к. Е1 - источник бесконечной мощности.

т. к. принимаем

т. к. принимаем


2. Расчет токов симметричного трехфазного к. з. в точке К 5

2.1 Точное приведение в именован ных единицах

2.1.1 Определение реактивного сопротивления элементов

В качестве основной принимаем ступень, где происходит к.з. Uосн=110 кВ.

Расчет автотрансформаторов АТ 1 и АТ 2:

Расчет сопротивлений трансформаторов:

Т1:

Т2:

Т3:

Т4:

Т5:


Расчет сопротивлений линий электропередач:

Расчет сопротивлений генераторов:

G2:

G1:

G3:

G4:

Расчет сопротивлений реакторов:

Сопротивление системы:


1.1.1.1 Фазное значение ЭДС генератора

1.1.2 Преобразование схемы к простейшему виду относительно точки к. з. К 5

Обьединим источники Е2…Е9 с Е10…Е11


Рисунок 2.1. – Упрощенная схема замещения


Используем метод коэффициентов участия:

Определим коэффициенты участия:

Рисунок 2.2. – Лучевая схема замещения


Приведем лучевую схему к сопротивлению одной ветви:

Рисунок 2.3. – Результирующая схема замещения

2.1.2 Определение активного сопротивления

Приведем схему замещения к точке к. з. К5

Расчет автотрансформаторов АТ 1 и АТ 2:


Т1:

Т2

Т3:

Т4:

Расчет сопротивлений линий электропередач:

W1:

W2:

W3:

W4:

Расчет сопротивлений генераторов:

G1:

G2:

G3:

G4:

Система:

Активное сопротивление реакторов не учитывается.

Рисунок 2.4. – Результирующая схема замещения


2.1.3 Определение токов короткого замыкания в точке К 5

Определение начального периодического тока к. з.:

Расчет ударного тока:

;

Определение апериодической составляющей тока к. з.:

;

;

Определение периодической составляющей тока к. з.:


т. к. Е1 - источник бесконечной мощности.

т. к. принимаем

т. к. принимаем

т. к. принимаем


3. Сравнение результатов приближенного и точного расчетов

Таблица 3.1. - Сравнение результатов приближенного и точного расчетов

Место к.з.

Привед.

 К1 К5
IПО, кА iуд, кА iаτ, кА Iпτ, кА IПО, кА iуд, кА iаτ, кА Iпτ, кА
точное 18,511 31,65 0,83 18,511 15,757 30,1 8,675 15,757
приближенное 20,43 34,72 0,81 20,43 - - - -

Все величины токов, полученные точным методом,незначительно отличаются от величин токов, которые были найдены при приближенном решении.


4. Расчет полного тока короткого замыкания

Для t = 0 с

Для t = 0,1 с

;

;

;

;

Для t = 0,2 с


Для t = 0,3 с


5. Построение векторных диаграмм

Векторные диаграммы.

Точка КЗ К1:

Векторные диаграммы.

Точка КЗ К5:


6 . Расчёт теплового импульса

;


7 . Расчет токов несимметричного короткого замыкания в точке К 5

7 .1 Определение параметров схемы замещения прямой последовательности

Схема прямой последовательности составляется так же, как для расчета симметричного режима.

7 .2 Определение параметров схемы замещения обратной последовательности

Схема обратной последовательности по конфигурации аналогична схеме прямой последовательности. Отличие состоит лишь в том, что в данном случае ЭДС всех генерирующих ветвей принимаются равными нулю.


Рисунок 7.1. – Схема замещения обратной последовательности

7 .3 Определениепараметров схемы замещения нулевой последовательности

Схема нулевой последовательности существенно отличается от схем прямой и обратной, так как путь ее токов отличается от пути, по которому циркулируют токи прямой и обратной последовательностей.


Индуктивное сопротивление двухцепной линии без тросов:

Индуктивное сопротивление одноцепной линии без тросов:


Рисунок 7.2. – Схема замещения нулевой последовательности

Рисунок 7.3. – Схема замещения прямой последовательности

Преобразуем к одной ветви:


Рисунок 7.4. – Результирующая схема замещения

7 .4 Определение токов и напряжений всех трех последовательностей в месте повреждения К 5

7 .4.1 Однофазное короткое замыкание

Граничные условия: ; ; ;

Ток прямой последовательности:

;

Ток обратной и нулевой последовательности:

;

Полный ток в поврежденной фазе:

;


Составляющие напряжений:

;

;

;

Построение диаграмм:


8 . Расчет токов несимметричного короткого замыкания в точке К 1

8 .1 Определение параметров схемы замещения прямой последовательности

Схема прямой последовательности составляется так же, как для расчета симметричного режима.

8 .2 Определение параметров схемы замещения обратной последовательности

Схема обратной последовательности по конфигурации аналогична схеме прямой последовательности. Отличие состоит лишь в том, что в данном случае ЭДС всех генерирующих ветвей принимаются равными нулю.


Рисунок 8.1. – Схема замещения обратной последовательности


8 .3 Определение параметров схемы замещения нулевой последовательности

Схема нулевой последовательности существенно отличается от схем прямой и обратной, так как путь ее токов отличается от пути, по которому циркулируют токи прямой и обратной последовательностей.

Индуктивное сопротивление двухцепной линии без тросов:

Индуктивное сопротивление одноцепной линии без тросов:


Рисунок 8.2. – Схема замещения нулевой последовательности


Рисунок 8.3. – Схема замещения прямой последовательности

Преобразуем к одной ветви:


Используем метод коэффициента распределения:

Рисунок 8.4. – Результирующая схема замещения

8 .4 Определение токов и напряжений всех трех последовательностей в месте повреждения К 1

8 .4. 1 Двухфазное короткое замыкание на землю

Граничные условия: ; ;

Ток прямой последовательности:


;

Ток обратной и нулевой последовательности:

;;

Токи поврежденных фаз:

Составляющие напряжений:

;

;

Построение диаграмм:


Похожие работы

  • Расчет переходного процесса в системе электроснабжения

    ЗАДАНИЕ на курсовой проект по курсу «Переходные процессы в системах электроснабжения» Тема проекта «Расчет переходного процесса в системе электроснабжения»

  • Расчет ударного тока короткого замыкания

    Расчет действующего значения периодической составляющей тока трехфазного короткого замыкания. Определение тока прямой, обратной и нулевой последовательности, аварийной фазы, поврежденных фаз. Изучение схемы электроснабжения и типов электрооборудования.

  • Выбор типов и расчет уставок релейных защит сетевого района

    Релейная защита как контроль за состоянием и режимом работы всех элементов энергосистемы. Выбор типов и расчет реле для линии L1. Расчет максимальной токовой защиты, обеспечение селективности токовых отсечек. Вычисление коэффициента чувствительности.

  • Расчет токов кз методом приведенных длин

    Расчет токов короткого замыкания в низковольтной сети методом приведенных длин Согласно Правил безопасности в угольных шахтах в подземных сетях при напряжении до 1200 В должна осуществляться защита:

  • Определение трехфазного и двухфазного замыкания

    Определение сверхпереходного и ударного токов трехфазного короткого замыкания. Расчет значения периодической составляющей тока двухфазного короткого замыкания на землю для данного момента времени. Построение диаграмм напряжений на зажимах генератора.

  • Релейная защита систем электроснабжения

    Расчет токов короткого замыкания и релейной защиты для рассматриваемого фрагмента электрической сети. Организация и выбор оборудования для выполнения релейной защиты. Расчет релейной защиты объекта СЭС. Выбор трансформатора тока и расчет его нагрузки.

  • Исследование электрической цепи переменного тока с активным и емкостным сопротивлением

    Изучение неразветвленной цепи переменного тока, построение векторных диаграмм. Определение фазового сдвига векторов напряжений на активном и емкостном сопротивлении. Подключение к генератору трёхфазного напряжения и подача синусоидального напряжения.

  • Расчет параметров электрических схем

    Расчет заданной схемы по законам Кирхгофа. Определение токов в ветвях методом контурных токов. Уравнение баланса мощностей, проверка его подстановкой числовых значений. Комплексные действующие значения токов в ветвях схемы. Построение векторных диаграмм.

  • Расчет токов короткого замыкания

    Параметры двигателей, реакторов и трансформаторов в цепи. Определение однофазного и трехфазного тока короткого замыкания по заданным параметрам. Расчет электрической удаленности источников и симметричных режимов. Электромеханические переходные процессы.

  • Расчет параметров трансформатора

    Определение параметров Т-образной схемы замещения трансформатора. Составление полных векторных диаграмм преобразователя для активно-индуктивной и активно-емкостной нагрузок. Расчет изменения вторичного напряжения аналитическим и графическим методами.