Определение параметров элементов схемы замещения

Содержание

Введение

1 .Задание на курсовую работу

2 Расчет методом эквивалентных ЭДС

2.1 Составление схемы замещения исходной электрической схемы

2.2 Определение параметров элементов схемы замещения

2.3 Преобразование схемы замещения к простейшему виду

2.4 Определение расчетных величин

3 Расчет методом типовых кривых

3.1 Составление схемы замещения исходной электрической схемы

3.2 Преобразование схемы замещения к простейшему виду

3.3 Определение изменения периодической составляющей тока КЗ во времени

3.4 Расчёт мощности К.З.

4 Расчет несимметричного КЗ методом симметричных составляющих

4.1 Составление схем замещения отдельных последовательностей

4.2 Преобразование схемы замещения к простейшему виду

4.3 Определение расчетных величин

5 Сравнение полученных результатов

Заключение

Приложение

Список использованных источников

 

Введение

 

Развитие электроэнергетики неразрывно связано с формированием и совершенствованием Единой Электроэнергетической системы. Вообще под энергетической системой понимается совокупность электростанций, электрических и тепловых сетей, соединенных между собой и связанных общностью режима в непрерывном процессе производства, преобразования и распределения электрической энергии и теплоты при общем управлении этим режимом.

Курсовая работа является составной частью дисциплины “Переходные процессы в системах электроснабжения”. Основной её целью является: приобретение навыков определения токов нормального и аварийного режимов, а также остаточных напряжений при симметричном и несимметричных видах коротких замыканий (КЗ) в месте повреждения и произвольном месте схемы.

Переходные процессы для схем являются самыми тяжёлыми режимами. Номинальные параметры оборудования в этих режимах могут быть превышены в несколько раз.

Указанные величины используются в энергетических расчётах для выбора и проверки электрических проводников и оборудования, устройств релейной защиты и противоаварийной автоматики (РЗА).

Ток трёхфазного КЗ используется для выбора электрических аппаратов, проводников и установок РЗА, поэтому расчётными в данном случае являются условия, при которых ток КЗ максимален. Следовательно, в схеме замещения необходимо учитывать все возможные источники, включая двигательную и обобщённую нагрузку напряжением выше 1кВ, имеющую небольшую электрическую удалённость от точки КЗ, а также трансформаторы, автотрансформаторы, реакторы, линии, связывающие источники с местом повреждения.

Задание на курсовую работу

 

1. Для начального момента трехфазного КЗ методом эквивалентных ЭДС найти:

-действующее значение периодической составляющей тока КЗ в месте

повреждения и в ветви с выключателем;

-ударный ток в точке КЗ и в ветви с выключателем;

-наибольшее действующее значение полного тока КЗ в ветви с

выключателем;

2. При симметричном КЗ в той же точке схемы методом типовых кривых определить:

-изменение периодической составляющей тока КЗ во времени для точки КЗ (0-0.5сек)

-мощность КЗ (в нулевой момент времени).

З. Методом симметричных составляющих для заданного вида несимметричного КЗ:

-построить векторные диаграммы токов и напряжений для места повреждения и выключателя, рассчитав необходимые для этого величины;

-найти модуль периодической составляющей тока КЗ для точки несимметрии упрощенным способом.

4. Провести сопоставление и анализ полученных в п.п.3-5 величин.

 

 Исходные данные

№	Генераторы				Трансформаторы							Реакторы	Линии	Синхронные Компенсаторы		Нагрузка
	Sн	Uн	X''d	cosφн	Sн	Uв	Uс	Uн	uкв-с	uкс-н	uкв-н	X	км/тип провода	Sн	Uн	x''d	Sн
	МВА	КВ	о.е.	о.е.	МВА	кВ	кВ	кВ	%	%	%	Ом		МВА	кВ	о.е.	МВА
1	37,5	10,5	0,143	0,8	125	242	121	10,5	11	45	28	0,4	70/АС-120	15	11	0,165	20
2	37,5	10,5	0,143	0,8	125	242	121	10,5	11	45	28	30	40/АС-120				12
3	68,8	10,5	0,16	0,8	80	242		10,5			11		52/АС-120				7
4	68,8	10,5	0,16	0,8	80	242		10,5			11		80/АС-240				8
5					125	121		10,5			10,5		70/АС-240
6					32	115		10,5			10,5		200/АС-240
7					80	230		11			11		61/АС-240
8					25	115		10,5			28		70/АС-120

 

Номинальная мощность соседней энергосистемы S_н=250МВА

 

Рис 1.1. Расчётная схема

 

Расчет методом эквивалентных ЭДС

Составление схемы замещения исходной электрической схемы

 

Для определения параметров схемы замещения используем точное приведение в именованных единицах (ТПИЕ). Параметры всех элементов схемы замещения приведём к той ступени, где произошло короткое замыкание (точка К₁₂).U_б=242кВ.

Схема замещения сети представлена на рисунке 2.1.

Определение параметров элементов схемы замещения

 

Найдём параметры схемы замещения

Генераторы:

 

G1, G2:

X_G1=X_G2=X^’’_d∙U_н²/S_н∙K_T1H²=0,143∙10,5²/37,5∙(242/10,5)²=223,324(Ом);

E_G1=E_G2=(1+ X^’’_d∙sinφн) ∙ U_н∙K_T1H==(1+ 0,143∙0,6) ∙ 10,5∙(242/10,5)= 262,7636(кB);

G3, G4:

X_G3=X_G4=X^’’_d∙U_н²/S_н∙K_T3²=0,16∙10,5²/68,8∙(242/10,5)²=136,195(Ом);

E_G1=E_G2=(1+ X^’’_d∙sinφн) ∙ U_н∙K_T3H==(1+ 0,16∙0,6) ∙ 10,5∙(242/10,5)= 265,232(кB);

 

Трансформаторы:

 

Т1, Т2:

 

Найдём напряжения короткого замыкания для каждой обмотки:

u_кв=0,5∙(u_кв-с+u_кв-н-u_кс-н)=0,5∙(11+28-45)<0;

u_кc=0,5∙(u_кв-с+u_кс-н-u_кв-н)=0,5∙(11+45-28)=14%;

u_кн=0,5∙(u_кс-н+u_кв-н-u_кв-с)=0,5∙(45+28-11)=31%;

Т.к. u_кв<0, то Х_в=0;

Х_с=(u_кс/100)∙Uв²/Sн= (14/100)∙242²/125=65,592(Ом);

Х_н=(u_кн/100)∙Uв²/Sн= (31/100)∙242²/125=145,239(Ом);

 

Эти сопротивления одинаковы для трансформаторов Т1 и Т2.

 

Т3, Т4:

Х_Т3=Х_Т4=(u_к/100)∙Uв²/Sн=(11/100)∙242²/80=80,526(Ом);

Т5:

Х_Т5=(u_к/100)∙Uв²/Sн∙(К_Т1)²= (10,5/100)∙121²/125∙(242/121)²=49,194(Ом);

Т5:

Х_Т5=(u_к/100)∙Uв²/Sн∙(К_Т1)²= (10,5/100)∙121²/125∙(242/121)²=49,194(Ом);

Т6:

Х_Т6=(u_к/100)∙Uв²/Sн∙(К_Т1)²= (10,5/100)∙115²/32∙(242/121)²=173,578(Ом);

Т7:

Х_Т7=(u_к/100)∙ Uв²/Sн= (11/100)∙230²/80=72,738(Ом);

Т8:

 

Трансформатор двухобмоточный с расщеплённой обмоткой НН

 

Кр=4∙(U_квн1/ U_квн-1)=4∙(20/28-1)=-1,143; где U_квн1 принято равным 20% согласно «Методическим указаниям».

Х_н1=Х_н2= (U_квн/100) ∙U_н²/S_н∙К_р/2∙K_T1²=(28/100) ∙115²/25∙(-1,143/2)∙(242/121)²=-338,56(Ом);

Х_В=(U_квн/100) ∙U_н²/S_н∙(1-К_р/4)∙K_T1²==(28/100) ∙115²/25∙(1+1,143/4)∙(242/121)²=761,76(Ом);

Реакторы:

 

L1:

X_L1=Х∙(K_T4)²=0.4∙(242/10,5)²=212,477(Ом);

L2

X_L2=Х∙(K_T2)²=30∙(242/121)²=120(Ом);

 

Линии:

 

X_w1=0.427∙70∙(K_T2)²=0.427∙70∙(242/121)²=119,56(Ом);

X_w2=0.427∙40∙(K_T2)²=0.427∙40∙(242/121)²=68,32(Ом);

X_w3=0.427∙52∙(K_T2)²=0.427∙52∙(242/121)²=88,816(Ом);

X_w4=0.405∙80∙(K_T2)²=0.405∙80∙(242/121)²=129,6(Ом);

X_w5=0.435∙70=30,45(Ом);

X_w6=0.435∙200=87(Ом);

X_w7=0.435∙61=0.435∙61=26,535(Ом);

X_w8=0.427∙70∙(K_T2)²=0.435∙70∙(242/121)²=119,56(Ом);

 

Синхронный компенсатор:

 

GS: X_GS=x^’’_d∙U_н²/S_н∙(К_Т6)²∙(К_Т1)²=0,165∙(11²/15) ∙(115/10,5)²∙(242/121)²=638,6385(Ом);3

E_GS=(1+ x^’’_d)∙U_н∙К_Т6∙К_Т5=(1+0,165)∙11∙(115/10,5) ∙(242/121)=280,7095(кВ);

 

Обобщённая нагрузка:

 

Н1:

X_н1=Х^’’_н*(н)∙U_н²/S_н∙(К_Т6)²∙(К_Т2)²=0,35∙(10,5²/20)∙(115/10,5)²∙(242/121)²=925,75(Ом);

Е_н1=Е^’’_н*(н)∙ U_н∙(К_Т6)∙(К_Т2)=0,85∙10,5∙(115/10,5)∙(242/121)=195,5(кВ);

Н2:

X_н2=Х^’’_н*(н)∙U_н²/S_н∙(К_Т7)²=0,35∙(10,5²/12)∙(230/11)²=1405,839(Ом);

Е_н1=Е^’’_н*(н)∙ U_н∙(К_Т7) =0,85∙10,5∙(230/11) =186,6(кВ);

Н3:

X_н3=Х^’’_н*(н)∙U_н²/S_н∙(К_Т8)²∙(К_Т2)²=0,35∙(10,5²/7)∙(115/10,5)²∙(242/121)²=2645(Ом);

Е_н3=Е^’’_н*(н)∙U_н∙(К_Т8)∙(К_Т2)=0,85∙10,5∙(115/10,5)∙(242/121)=195,5(кВ);

Н4:

X_н4=Х^’’_н*(н)∙U_н²/S_н∙(К_Т8)²∙(К_Т2)²=0,35∙(10,5²/8)∙(115/10,5)²∙(242/121)²=2314,375(Ом);

Е_н4=Е^’’_н*(н)∙U_н∙(К_Т8)∙(К_Т2)=0,85∙10,5∙(115/10,5)∙(242/121)=195,5(кВ);

 

Соседняя энергосистема:

 

E=242B;

X_C=U_н²/S_k∙(K_T5)²∙(K_T2)²=10,5²/250∙(121/10,5)²∙(242/121)²=234,256(Ом);

 

Рис. 2.1. Схема замещения сети