III. Программа эксперимента

1. Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети электропитания.

2. Соберите электрическую схему соединений тепловой защиты машины переменного тока.

3. Соедините гнезда защитного заземления " " устройств, используемых в эксперименте, с гнездом "РЕ" источника G1.

4. Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений (приложение 6 а, б) используя дополнение к схеме (рис. 5.1)

Рис.5.1 Схема однофазного КЗ

5. Приведите в рабочее состояние персональный компьютер А5, войдите в каталог “Программное обеспечение учебного лабораторного комплекса «Модель электрической системы»”, вызовите прикладную программу «Многоканальный записывающий осциллограф».

6. Осуществите ручное подключение к сети синхронного генератора G4 методом точной синхронизации в соответствии с указаниями по проведению эксперимента 1 настоящего руководства.

7. Используя возможности прикладной программы, установите продолжительность переходного процесса при коротком замыкании.

8. Переключатель режима работы выключателя А6 установите в положение "РУЧН".

9. Запустите прикладную программу и сразу после этого нажмите кнопку "ВКЛ." выключателя А6.

10. Через 1…2 секунды нажмите кнопку "ОТКЛ." выключателя А6.

11. Изменение тока однофазного короткого замыкания в статорной обмотки генератора G4 наблюдайте на экране монитора компьютера.

12. Зарисовать в отчет график изменения тока однофазного короткого замыкания в статорной обмотке генератора.

13. Отключить сеть на блоке А6, собрать двухфазное короткое замыкание (Рис. 5.2) и повторить эксперимент.

Рис. 5.2 Схема двухфазного КЗ

14. Зарисовать в отчет график изменения тока двухфазного короткого замыкания в статорной обмотке генератора.

15. Отключить сеть на блоке А6, собрать двухфазное короткое замыкание на землю (Рис.5.3) и повторить эксперимент.

Рис.5.3. Схема двухфазного КЗ на землю

16. Зарисовать в отчет график изменения тока двухфазного короткого замыкания на землю в статорной обмотке генератора.

17. Поверните регулировочные рукоятки сначала у возбудителя G3, а затем у источника G2 против часовой стрелки до упора, отключите выключатели "СЕТЬ" возбудителя G3, источника G2, указателя Р1 и выключателей А6, А8, отключите источник G1 нажатием на красную кнопку – гриб и последующим отключением ключа – выключателя.

 

IV. Содержание отчета

1. Цель работы.

2. Параметры схемы (по вариантам).

3. Электрическая схема соединения стенда «Модель электрической системы».

4. Программа проведения эксперимента.

5. Графики токов полученные в результате эксперимента.

6. Заключение.

Рис.5.1 Осциллограмма тока двухфазного короткого замыкания в статорной обмотке генератора

Рис. 5.2 Осциллограмма тока однофазного короткого замыкания в статорной обмотке генератора

V. Контрольные вопросы

1. Основные виды несимметричных нарушений нормальной работы и особенности их расчета?

2. Отличия расчетов несимметричного КЗ в сети напряжением выше 1000 В от несимметричного КЗ в сети напряжением ниже 1000 В?

3. Как по известным симметричным составляющим фазы ''А'' построить векторные диаграммы токов и напряжения во всех фазах при НКЗ?

4. Как влияет режим нейтрали двухобмоточных трансформаторов на сопротивления схемы нулевой последовательности?

5. Токи простых КЗ. В чём опасность токов простых КЗ? Порядок расчета и методы ограничения.

6. Продольная несимметрия. Как её моделируют и рассчитывают?

7. Почему сопротивление линии электропередачи для тока нулевой последовательности больше, чем для прямой? Что оказывает влияние на него?

8. Как влияют автотрансформаторы на суммарное сопротивление схемы нулевой последовательности?

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Данный лабораторный практикум посвящен более глубокому освоению студентами вопросов расчета, анализа и моделирования коротких замыканий в системах электроснабжения. Приведены подробные описания лабораторных установок, методов расчета КЗ на стороне выше и ниже 1000 В, приведено описание систем единиц и расчетных формул. Дано описание использования программных средств по расчету и моделированию электромагнитных переходных процессов.

ЛИТЕРАТУРА

1. Ульянов, С.А. Электромагнитные переходные процессы в электрических системах: учеб. пособие / С.А. Ульянов. – М: Энергия, 1970. - 520с.

2. Сенько, В.В. Электромагнитные переходные процессы в системах электроснабжения: учеб. пособие / В.В. Сенько. – Тольятти: ТГУ, 2007. – 40с.

3. Наклепаев, Б.Н. Руководящие указания по расчету токов короткого замыкания и выбора электрооборудования / под ред. Б.Н. Наклепаева. – М.: Энергоатомиздат, 2005. – 460 с.

4. Крючков, И.П. Расчет коротких замыканий и выбор электрооборудования / И.П. Крючков, Б.Н. Неклепаев. – М.: Энергоатомиздат, 2004. – 520 с.

5. Ульянов, С.А. Сборник задач по электромагнитным переходным процессам в электрических системах: учеб. пособие / С.А. Ульянов. – М.: Энергия, 1968, - 485 с.

6. Герасимов, В.Г. Электротехнический справочник; В 4 т. Т.З. Производство, передача и распределение электрической энергии / Под общей ред. В.Г. Герасимова [и др.] – 8 – е изд., испр. И доп. – М.: издательство МЭИ, 2002. – 964 с.

7. Воробьёв, Г.В. Электромагнитные переходные процессы в электрических системах: метод. указания / Г.В. Воробьёв [и др.] – Тольятти, 1983. – 75 с.

8. Воробьёв, Г.В. Трехфазные короткие замыкания: метод. указания / Г.В. Воробьёв. – Тольятти, 1987. – 32 с.

9. Воробьёв, Г.В. Трехфазные короткие замыкания в системах электроснабжения: метод. указания / Г.В. Воробьёв. – Тольятти, 1987. – 34 с.

10. Воробьёв, Г.В. Расчет трехфазных коротких замыканий в системах электроснабжения: метод. указания / Г.В. Воробьёв. – Тольятти, 1986. – 20 с.

11. Воробьёв, Г.В. Электромагнитные переходные процессы. Сборник практических задач для студентов 2 – го курса / Г.В. Воробьев, В.В. Сенько. – Тольятти, ТолПИ. 1998. – 23 с.

 

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1

Средние значения , (в относительных единицах

при номинальных условиях)

Наименование элемента
Турбогенератор мощностью до 100 МВт до 500 МВт	0,125 0,200	1,080 1,130
Гидрогенератор с демпферными обмотками без демпферных обмоток	0,200 0,270	1,130 1,180
Синхронный двигатель	0,200	1,100
Синхронный компенсатор	0,200	1,200
Асинхронный двигатель	0,200	0,900
Обобщённая нагрузка	0,350	0,850

 

Приложение 2

Ударный коэффициент в зависимости от результирующих параметров схемы.

Приложение 3

Параметры	Варианты анты
1. Система: Uн, кВ
Внешн. сопр., Ом
2. Трансформатор Т1 номинальная мощнность МВА
Напряжение КЗ %	7,5	8,0	8,5	8,5	8,0	7,5	7,5	8,0	8,5	8,5	8,0	7,5
Активные потери КЗ, кВт
Линия Л1:Uн, кВ
Уд.акт.сопр., Ом/км	0,08	0,07	0,06	0,08	0,07	0,06	0,08	0,07	0,06	0,08	0,07	0,06
Уд.реакт.сопр., Ом/км	0,4	0,42	0,44	0,44	0,42	0,4	0,4	0,42	0,44	0,44	0,42	0,4
Длина, км
4.Трансформатор Т2 номинальная мощность МВА
Напряжение КЗ %	6,0	6,5	7,0	7,5	8,0	8,5	8,5	8,0	7,5	7,0	6,5	6,0
Активные потери КЗ, кВт
5. Линия Л2 Uн, кВ	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4
Уд.акт.сопр., Ом/км	0,75	0,70	0,65	0,60	0,55	0,50	0,75	0,70	0,65	0,60	0,55	0,50
Уд.реакт.сопр., Ом/км	0,10	0,09	0,08	0,07	0,06	0,05	0,05	0,06	0,07	0,08	0,09	0,10
Длина, км	0,10	0,10	0,15	0,15	0,20	0,20	0,25	0,25	0,30	0,30	0,35	0,35
6. Трансформатор тока Активное сопротивление, Ом	0,02	0,01	0,02	0,01	0,02	0,01	0,02	0,01	0,02	0,01	0,02	0,01
Реактивное сопротивление, Ом	0,001	0,001	0,001	0,001	0,001	0,001	0,001	0,001	0,001	0,001	0,001	0,001
7. Катушка автомата Активное сопротивление, Ом	0,001	0,002	0,001	0,002	0,001	0,002	0,001	0,002	0,001	0,002	0,001	0,002
Реактивное сопротивление, Ом	0,001	0,002	0,001	0,002	0,001	0,002	0,001	0,002	0,001	0,002	0,001	0,002
8. Сопротивление контактов, Ом	0,030	0,035	0,040	0,045	0,050	0,055	0,055	0,050	0,045	0,040	0,035	0,030
9. Номинальное напряжение в точке КЗ, кВ	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4

Приложение 4

Параметры	Варианты
1. Станция
Тип	ГЭС	ГЭС	ГЭС	ГРЭС	ГРЭС	ГРЭС	ГЭС	ГЭС	ГЭС	ГРЭС	ГРЭС	ГРЭС
Ном. Мощность, Мвт	1*50	2*100	4*200	1*50	2*100	4*200	1*50	2*100	4*200	1*50	2*100	4*200
Cos φ	0.8	0.85	0.92	0.8	0.85	0.92	0.8	0.85	0.92	0.8	0.85	0.92
Ном. Напряжение, кВ
Сверхпереходное сопротивление, о.е.	0.2	0.2	0.2	0.125	0.125	0.125	0.2	0.2	0.2	0.125	0.125	0.125
Соединение фазных обмоток	Звезда
2. Нагрузка
Соединение фазных обмоток	Треугольник
Трансформатор Т1
Номинальная мощность	1*60	2*120	4*250	1*60	2*120	4*250	1*60	2*120	4*250	1*60	2*120	4*250
Напряжение КЗ, %	7.0	7.5	8.0	8.5	9.0	9.5	9.5	9.0	8.5	8.0	7.5	7.0
Соединение фазных обмоток
Конструкция магнитопровода	3 одн	3ф4ст	3ф3ст	3ф3ст	3ф5ст	3 одн	3ф4ст	3 одн	3ф3ст	3ф3ст	3ф5ст	3 одн
4. Линия
Ном. Напряжение, кВ
Длина, км
Число цепей
Удельное реактивное сопр. прямой последовательности, Ом/км	0.4	0.41	0.42	0.43	0.44	0.45	0.45	0.44	0.43	0.42	0.41	0.4
Удельное реактивное сопр. обратной последовательности, Ом/км	1.88	1.97	1.32	2.07	1.26	1.2	2.1	2.12	1.25	2.0	1.3	1.28
5. Трансформатор Т2
Ном. напряжение	1*60	2*120	4*250	1*60	2*120	4*250	1*60	2*120	4*250	1*60	2*120	4*250
Напряжение КЗ, %	7.0	7.5	8.0	8.5	9.0	9.5	9.5	9.0	8.5	8.0	7.5	7.0
Соединение фазных обмоток
Конструкция магнитопровода	3ф3ст	3одн	3ф5ст	3ф4ст	3одн	3ф3ст	3ф3ст	3одн	3ф4ст	3ф5ст	3одн	3ф3ст
Ном. Напряжение в точке КЗ, кВ

 

Приложение 5

Средние значения для элементов электрических систем

Наименование элемента	Отношение
Турбогенератор мощностью до 100 МВА от 100 до 500 МВт	15…85 100…140
Гидрогенератор с демпферными обмотками без демпферных обмоток	40…60 60…90
Трансформатор мощностью 5…30 МВА 60…500 МВА	7…17 20…50
Реакторы 6…10 кВ с током до 1000 А 1500 А и выше	15…70 40…80
Воздушные линии	2…8
Кабельные линии 6…10 кВ	0,2…0,8
Обобщённая нагрузка	2,5

 

 

Приложение 6.а

Рис. 1 Электрическая схема соединения

 

 

Приложение 6.б

 

 

Рис. 2 Электрическая схема соединения (продолжение)