Аннотация
В пояснительной записке к контрольной работе по курсу "Электромагнитные переходные процессы в системах электроснабжения" представлен расчет схем замещениядля расчета трехфазного короткого замыкания методом эквивалентных ЭДС в именованных, относительных единицах с использованием точного и приближенного приведения. Расчет выполнялся вручную и при помощи ЭВМ.
Содержание
| Введение……………………………………………………………………………. | 6 |
| 1 Исходные данные………………………………………………………………... | 8 |
| 2 Расчет трехфазного короткого замыкания методом эквивалентных ЭДС в именованных единицах с использованием точного приведения……………………………………………………………………… | 10 |
| 3 Расчет трехфазного короткого замыкания методом эквивалентных ЭДС в именованных единицах с использованием приближенного приведения.… | 16 |
| 4 Расчет трехфазного короткого замыкания методом эквивалентных ЭДС в относительных единицах с использованием приближенного приведения……………………………………………………………………. | 22 |
| 5 Расчет трехфазного короткого замыкания методом эквивалентных ЭДС в относительных единицах с использованием точного приведения………… | 28 |
| Заключение……………………………………………………………………… | 35 |
| Список использованных источников…………………………………………….. | 36 |
Курс «Переходные процессы» является одним из профилирующих для электроэнергетических специальностей и специализаций.
Переходные процессы возникают в электрических системах как при нормальной эксплуатации (включение и отключение нагрузок, источников питания, отдельных цепей, производство испытаний и пр.), так и в аварийных условиях (обрыв нагруженной цепи или отдельной ее фазы, короткое замыкание, выпадение машин из синхронизма и т. д.).
Из всего многообразия электромагнитных переходных процессов в электрической системе наиболее распространенными являются процессы, вызванные:
а) включением и отключением двигателей и других приемников электроэнергии;
б) коротким замыканием в системе, а также повторным включением и отключением (одновременным или каскадным) короткозамкнутой цепи;
в) возникновением местной несимметрии в системе (например, отключение одной фазы линии передачи);
г) действием форсировки возбуждения синхронных машин, а также их развозбуждением (то есть гашением их магнитного поля);
д) несинхронным включением синхронных машин.
Коротким замыканием называют всякое не предусмотренное нормальными условиями работы замыкание между фазами, а в системах с заземленными нейтралями (или четырехпроводных) – также замыкание одной или нескольких фаз на землю (или на нулевой провод).
В системах с незаземленными нейтралями или с нейтралями, заземленными через специальное компенсирующее устройство, замыкание одной из фаз на землю называют простым замыканием. При этом виде повреждения прохождение тока обусловлено главным образом емкостью фаз относительно земли.
При возникновении короткого замыкания в электрической цепи уменьшается (степень уменьшения зависит от положения точки короткого замыкания в системе), что приводит к увеличению токов в отдельных ветвях системы по сравнению с токами нормального режима. В свою очередь это вызывает снижение напряжения в системе, которое особенно велико вблизи места короткого замыкания.
Обычно в месте замыкания образуется некоторое переходное сопротивление, состоящее из сопротивления возникшей электрической дуги и сопротивлений прочих элементов пути тока от одной фазы к другой или от фазы на землю. Электрическая дуга возникает или с самого начала происшедшего повреждения как, например, при перекрытии или пробое изоляции, или через некоторое время, когда перегорит элемент, вызвавший замыкание. При замыканиях между фазами переходное сопротивление определяется главным образом сопротивлением электрической дуги.
В ряде случаев переходные сопротивления могут быть столь малы, что практически ими можно пренебречь. Такие замыкания называют металлическими.
Естественно, при прочих равных условиях ток при металлическом замыкании больше, чем при наличии переходного сопротивления. Поэтому, когда требуется найти возможные наибольшие величины токов, исходят из наиболее тяжелых условий, считая, что в месте замыкания отсутствуют какие – либо переходные сопротивления.
В трехфазных системах с заземленной нейтралью различают следующие основные виды коротких замыканий в одной точке:
а) трехфазное;
б) двухфазное;
в) однофазное;
г) двухфазное на землю, то есть замыкание между двумя фазами с одновременным замыканием той же точки на землю.
Трехфазное короткое замыкание является симметричным, так как при нем все фазы остаются в одинаковых условиях. Напротив, все остальные виды коротких замыканий являются несимметричными, поскольку при каждом из них фазы находятся уже в неодинаковых условиях; поэтому системы токов и напряжений при этих видах короткого замыкания в той или иной мере искажены.
Подавляющее число коротких замыканий связано с замыканием на землю, в то время как трехфазное короткое замыкание является очень редким.
Иногда в процессе развития аварии первоначальный вид короткого замыкания переходит в другой вид короткого замыкания. Так, например, в кабельных сетях (с трехжильными кабелями) несимметричные короткие замыкания часто переходят в трехфазные короткие замыкания, так как образовавшаяся при повреждении в кабеле электрическая дуга быстро разрушает изоляцию между его жилами.
Несимметричные короткие замыкания, а также несимметричные нагрузки по существу представляют различные виды поперечной несимметрии.
Нарушение симметрии какого – либо промежуточного элемента трехфазной цепи (например, отключение одной фазы линии передачи) называют продольной несимметрией.
Возможны случаи, когда одновременно возникает несколько несимметрий одинакового или различного вида. Так, например, при обрыве провода воздушной линии один его конец, расположенный близко к точке подвеса, остается изолированным, а другой, упав на землю, образует однофазное короткое замыкание. Здесь одновременно возникают продольная и поперечная несимметрии.
Все виды повреждений, сопровождающихся многократной несимметрией, называют сложными.
Исходные данные
Исходная расчетная схема представлена на рисунке 1.
Рисунок 1 – Исходная расчетная схема
Параметры генераторов и питающей системы представлены в таблице 1.
Таблица 1 – Параметры генераторов и питающей системы
| Генератор G1 | Генератор G2 | Система GS | ||||||||
| Sg1 МВА | Ug1 кВ | xdg1 | cosg1 | Sg2 МВА | Ug2 кВ | xdg2 | cosg2 | Sgs МВА | x1gs | x0gs |
| 15 | 6,3 | 0,13 | 0,8 | 176,5 | 18 | 0,21 | 0,85 | ∞ | 0 | 10 |
Параметры трансформаторов представлены в таблице 2.
Таблица 2 – Параметры трансформаторов
| Обозначение на схеме | S | Напряжение обмотки, кВ | Uk, % | ||||
| Uв В | Uc С | Uн Н | В-С Uвc | В-Н Uвн | С-Н Uсн | ||
| Т-1 | 160 | 230 | 18 | 11 | |||
| Т-2,3 | 10 | 230 | 38,5 | 6,3 | 12,5 | 20 | 6,5 |
| Т-4,5 | 25 | 115 | 38,5 | 10 | |||
| Т-6,7 | 80 | 230 | 38,5 | 11 | |||
| Т-8,9 | 200 | 230 | 121 | 11 | 11 | 32 | 19,5 |
Параметры ЛЭП и нагрузки приведены в таблице 3.
Таблица 3 – Параметры ЛЭП и нагрузки
| ЛЭП (длина в км) | Нагрузка | |||||
| Lw1 | Lw2 | Lw3 | Lw4 | Lw5 | № по схеме | Sн2 МВА |
| 30 | 90 | 140 | 100 | 20 | Н6 | 6 |
Определение ЭДС источников
Определение относительного значения ЭДС генератора Sg1 
, о.е.:
(21)
Определение относительного значения ЭДС генератора Sg1 , о.е.:
(22)
.
Определение ЭДС генератора Sg1 E2 кВ:
(23)
Определение ЭДС генератора Sg2 
кВ:
(24)
ЭДС питающей системы в относительных еденицах в сверхпереходном режиме принимаются равными единице. Еgs=1
(25)
ЭДС нагрузки в относительных еденицах в сверхпереходном режиме принимаются равными 0,85. Енs=0,85
(26)
т.к нагрузка не является генерирующей.
Определение ЭДС источников
Определение относительного значения ЭДС генератора Sg1 
, о.е.:
(21)
Определение относительного значения ЭДС генератора Sg1 , о.е.:
(22)
.
Определение ЭДС генератора Sg3 E2 кВ:
(23)
Определение ЭДС генератора Sg2 
кВ:
(24)
ЭДС питающей системы в относительных единицах в сверхпереходном режиме принимаются равными единице. Еgs=1
(25)
ЭДС питающей системы в относительных еденицах в сверхпереходном режиме принемаются равными еденици. Ен2=0.85
(26)
Определение ЭДС источников
Определение относительного значения ЭДС генератора Sg1 
, о.е.:
(21)
Определение относительного значения ЭДС генератора Sg1 , о.е.:
(22)
.
Определение ЭДС генератора Sg3 E2 кВ:
(23)
Определение ЭДС генератора Sg2 
кВ:
(24)
ЭДС питающей системы в относительных единицах в сверхпереходном режиме принимаются равной единице. Еgs=1
(25)
ЭДС нагрузки в относительных еденицах в сверхпереходном режиме принимаются равной Ен2=0
(26)
Определение ЭДС источников
Определение относительного значения ЭДС генератора Sg1 
, о.е.:
(21)
Определение относительного значения ЭДС генератора Sg1 , о.е.:
(22)
.
Определение ЭДС генератора Sg3 E2 кВ:
(23)
Определение ЭДС генератора Sg2 
кВ:
(24)
ЭДС питающей системы в относительных единицах в сверхпереходном режиме принимаются равными единице. Еgs=1
(25)
Таблица 4 – Сравнительная таблица сопротивлений
| Обозначение элемента | Расчет в именованных единицах с использованием метода точного приведения | Расчет в именованных единицах с использованием метода приближенного приведения | Расчет в именованных единицах с использованием метода точного приведения | Расчет в именованных единицах с использованием метода приближенного приведения |
| Х1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Х2 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Х3 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Х4 | 0,189 | 0,19 | 0,584 | 0,588 |
| Х5 | 0,189 | 0,19 | 0,584 | 0,588 |
| Х6 | 0,073 | 0,073 | 0,225 | 0,227 |
| Х7 | 0,073 | 0,073 | 0,225 | 0,227 |
| Х8 | 4,184 | 4,212 | 11,672 | 13 |
| Х9 | 4,184 | 4,212 | 11,672 | 13 |
| Х10 | 2,253 | 2,268 | 6,953 | 7 |
| Х11 | 2,253 | 2,268 | 6,953 | 7 |
| Х12 | 2,789 | 2,808 | 8,609 | 8,667 |
| Х13 | 0,243 | 0,245 | 0,751 | 0,756 |
| Х14 | 0,341 | 0,343 | 1,052 | 1,059 |
| Х15 | 36,369 | 0,223 | 112,249 | 0,688 |
| Х16 | 0,385 | 0,385 | 1,19 | 1,19 |
| Х17 | 18,848 | 18,9 | 58,333 | 58,333 |
Заключение
В ходе выполнения работы был произведен расчет параметров схемы замещения в именованных и относительных единицах с применением приближенного и точного приведения.
Аннотация
В пояснительной записке к контрольной работе по курсу "Электромагнитные переходные процессы в системах электроснабжения" представлен расчет схем замещениядля расчета трехфазного короткого замыкания методом эквивалентных ЭДС в именованных, относительных единицах с использованием точного и приближенного приведения. Расчет выполнялся вручную и при помощи ЭВМ.
Содержание
| Введение……………………………………………………………………………. | 6 |
| 1 Исходные данные………………………………………………………………... | 8 |
| 2 Расчет трехфазного короткого замыкания методом эквивалентных ЭДС в именованных единицах с использованием точного приведения……………………………………………………………………… | 10 |
| 3 Расчет трехфазного короткого замыкания методом эквивалентных ЭДС в именованных единицах с использованием приближенного приведения.… | 16 |
| 4 Расчет трехфазного короткого замыкания методом эквивалентных ЭДС в относительных единицах с использованием приближенного приведения……………………………………………………………………. | 22 |
| 5 Расчет трехфазного короткого замыкания методом эквивалентных ЭДС в относительных единицах с использованием точного приведения………… | 28 |
| Заключение……………………………………………………………………… | 35 |
| Список использованных источников…………………………………………….. | 36 |
Курс «Переходные процессы» является одним из профилирующих для электроэнергетических специальностей и специализаций.
Переходные процессы возникают в электрических системах как при нормальной эксплуатации (включение и отключение нагрузок, источников питания, отдельных цепей, производство испытаний и пр.), так и в аварийных условиях (обрыв нагруженной цепи или отдельной ее фазы, короткое замыкание, выпадение машин из синхронизма и т. д.).
Из всего многообразия электромагнитных переходных процессов в электрической системе наиболее распространенными являются процессы, вызванные:
а) включением и отключением двигателей и других приемников электроэнергии;
б) коротким замыканием в системе, а также повторным включением и отключением (одновременным или каскадным) короткозамкнутой цепи;
в) возникновением местной несимметрии в системе (например, отключение одной фазы линии передачи);
г) действием форсировки возбуждения синхронных машин, а также их развозбуждением (то есть гашением их магнитного поля);
д) несинхронным включением синхронных машин.
Коротким замыканием называют всякое не предусмотренное нормальными условиями работы замыкание между фазами, а в системах с заземленными нейтралями (или четырехпроводных) – также замыкание одной или нескольких фаз на землю (или на нулевой провод).
В системах с незаземленными нейтралями или с нейтралями, заземленными через специальное компенсирующее устройство, замыкание одной из фаз на землю называют простым замыканием. При этом виде повреждения прохождение тока обусловлено главным образом емкостью фаз относительно земли.
При возникновении короткого замыкания в электрической цепи уменьшается (степень уменьшения зависит от положения точки короткого замыкания в системе), что приводит к увеличению токов в отдельных ветвях системы по сравнению с токами нормального режима. В свою очередь это вызывает снижение напряжения в системе, которое особенно велико вблизи места короткого замыкания.
Обычно в месте замыкания образуется некоторое переходное сопротивление, состоящее из сопротивления возникшей электрической дуги и сопротивлений прочих элементов пути тока от одной фазы к другой или от фазы на землю. Электрическая дуга возникает или с самого начала происшедшего повреждения как, например, при перекрытии или пробое изоляции, или через некоторое время, когда перегорит элемент, вызвавший замыкание. При замыканиях между фазами переходное сопротивление определяется главным образом сопротивлением электрической дуги.
В ряде случаев переходные сопротивления могут быть столь малы, что практически ими можно пренебречь. Такие замыкания называют металлическими.
Естественно, при прочих равных условиях ток при металлическом замыкании больше, чем при наличии переходного сопротивления. Поэтому, когда требуется найти возможные наибольшие величины токов, исходят из наиболее тяжелых условий, считая, что в месте замыкания отсутствуют какие – либо переходные сопротивления.
В трехфазных системах с заземленной нейтралью различают следующие основные виды коротких замыканий в одной точке:
а) трехфазное;
б) двухфазное;
в) однофазное;
г) двухфазное на землю, то есть замыкание между двумя фазами с одновременным замыканием той же точки на землю.
Трехфазное короткое замыкание является симметричным, так как при нем все фазы остаются в одинаковых условиях. Напротив, все остальные виды коротких замыканий являются несимметричными, поскольку при каждом из них фазы находятся уже в неодинаковых условиях; поэтому системы токов и напряжений при этих видах короткого замыкания в той или иной мере искажены.
Подавляющее число коротких замыканий связано с замыканием на землю, в то время как трехфазное короткое замыкание является очень редким.
Иногда в процессе развития аварии первоначальный вид короткого замыкания переходит в другой вид короткого замыкания. Так, например, в кабельных сетях (с трехжильными кабелями) несимметричные короткие замыкания часто переходят в трехфазные короткие замыкания, так как образовавшаяся при повреждении в кабеле электрическая дуга быстро разрушает изоляцию между его жилами.
Несимметричные короткие замыкания, а также несимметричные нагрузки по существу представляют различные виды поперечной несимметрии.
Нарушение симметрии какого – либо промежуточного элемента трехфазной цепи (например, отключение одной фазы линии передачи) называют продольной несимметрией.
Возможны случаи, когда одновременно возникает несколько несимметрий одинакового или различного вида. Так, например, при обрыве провода воздушной линии один его конец, расположенный близко к точке подвеса, остается изолированным, а другой, упав на землю, образует однофазное короткое замыкание. Здесь одновременно возникают продольная и поперечная несимметрии.
Все виды повреждений, сопровождающихся многократной несимметрией, называют сложными.
Исходные данные
Исходная расчетная схема представлена на рисунке 1.
Рисунок 1 – Исходная расчетная схема
Параметры генераторов и питающей системы представлены в таблице 1.
Таблица 1 – Параметры генераторов и питающей системы
| Генератор G1 | Генератор G2 | Система GS | ||||||||
| Sg1 МВА | Ug1 кВ | xdg1 | cosg1 | Sg2 МВА | Ug2 кВ | xdg2 | cosg2 | Sgs МВА | x1gs | x0gs |
| 15 | 6,3 | 0,13 | 0,8 | 176,5 | 18 | 0,21 | 0,85 | ∞ | 0 | 10 |
Параметры трансформаторов представлены в таблице 2.
Таблица 2 – Параметры трансформаторов
| Обозначение на схеме | S | Напряжение обмотки, кВ | Uk, % | ||||
| Uв В | Uc С | Uн Н | В-С Uвc | В-Н Uвн | С-Н Uсн | ||
| Т-1 | 160 | 230 | 18 | 11 | |||
| Т-2,3 | 10 | 230 | 38,5 | 6,3 | 12,5 | 20 | 6,5 |
| Т-4,5 | 25 | 115 | 38,5 | 10 | |||
| Т-6,7 | 80 | 230 | 38,5 | 11 | |||
| Т-8,9 | 200 | 230 | 121 | 11 | 11 | 32 | 19,5 |
Параметры ЛЭП и нагрузки приведены в таблице 3.
Таблица 3 – Параметры ЛЭП и нагрузки
| ЛЭП (длина в км) | Нагрузка | |||||
| Lw1 | Lw2 | Lw3 | Lw4 | Lw5 | № по схеме | Sн2 МВА |
| 30 | 90 | 140 | 100 | 20 | Н6 | 6 |
Расчет трехфазного короткого замыкания методом эквивалентных ЭДС в именованных единицах с использованием точного приведения.
Так как обмотки трансформаторов Т2, Т3 обмотки СН и обмотки НН автотрансформаторов Т8, Т9 работают на холостом ходу, то при трехфазном КЗ ток в них протекать не будет. Соответственно, данные элементы в схему замещения не включаем.
Дата: 2018-12-21, просмотров: 314.
