Составляющие тока трехфазного короткого замыкания

Размещено на http://www.allbest.ru/

7

Содержание

1. Задание

1.1 Схема электрическая принципиальная

1.2 Исходные данные

2. Решение

2.1 Расчетная схема

2.2 Схема замещения

2.3 Расчет параметров схемы замещения

2.4 Преобразование схемы замещения

2.5 Определение параметров тока К.З

2.6 Определение параметров тока подпитки

2.6 Построение графика полного тока К.З

Литература

1. Задание

1) Для заданного варианта и исходной точки короткого замыкания, определить периодическую составляющую тока трехфазного короткого замыкания

2) Определить апериодическую составляющую тока короткого замыкания.

3) Построить графически полный ток короткого замыкания для одной фазы.

4) Рассчитать ударный коэффициент k_У и величину ударного тока.

5) За базисное напряжение U_б принять напряжение в точке короткого замыкания.

6) За базовую мощность принять значение S_б =100 МВА.

1.1 Схема электрическая принципиальная

Рис. 1. Схема электрическая принципиальная электроэнергетической системы

1.2 Исходные данные

1. Система

· Мощность короткого замыкания

· Сверхпереходная ЭДС генератора

2. Генератор

· номинальная мощность ,

· ,

· Относительное значение сверхпереходного сопротивления .

3. Синхронный двигатель

· номинальная мощность

· ,

· относительное значение сверхпереходного сопротивления .

4. Асинхронный двигатель

· номинальная мощность ,

· ,

· относительное значение пускового тока двигателя.

5. Трансформатор

· Номинальная мощность ,

· номинальное значение напряжение короткого замыкания .

6. Трансформатор

· Номинальная мощность ,

· номинальное значение напряжение короткого замыкания .

7. Трансформатор

· Номинальная мощность ,

· номинальное значение напряжение короткого замыкания .

8. Трансформатор

· Номинальная мощность ,

· номинальное значение напряжение короткого замыкания .

9. Реактор

· Данные отсутствуют.

10. ЛЭП

· Удельное индуктивное сопротивление линии ,

· Удельное активное сопротивление линии ,

· Протяженность линии .

11. ЛЭП

· Удельное индуктивное сопротивление линии ,

· Удельное активное сопротивление линии ,

· Протяженность линии .

12. ЛЭП

· Удельное индуктивное сопротивление линии ,

· Удельное активное сопротивление линии ,

· Протяженность линии .

13. ЛЭП

· Удельное индуктивное сопротивление линии ,

· Удельное активное сопротивление линии ,

· Протяженность линии .

Номера включенных выключателей: В1,В2,В3.

Точка короткого замыкания - К1.

2. Решение

2.1 Расчетная схема

Составим расчетную схему электроэнергетической системы.

2.2 Схема замещения

Размещено на http://www.allbest.ru/

7

По расчетной схеме системы составим схему замещения.

На схеме замещения условно обозначены:

ЭДС: схема замещение электроэнергетическая система ток

- сверхпереходное ЭДС генератора;

- эквивалентная ЭДС обобщенной нагрузки Н1 в момент возникновения КЗ;

- сверхпереходная ЭДС генератора Г2;

- эквивалентная ЭДС обобщенной нагрузки Н2 в момент возникновения КЗ;

- ЭДС асинхронного двигателя АД в момент возникновения КЗ;

- эквивалентная ЭДС обобщенной нагрузки Н3 в момент возникновения КЗ;

- сверхпереходная ЭДС синхронного двигателя СД.

Сопротивления:

1 - сопротивление системы в момент возникновения КЗ;

2 - сопротивление трансформатора Т1 в момент КЗ;

3 - эквивалентное сопротивление обобщенной нагрузки Н1 в момент КЗ;

4 - эквивалентное сопротивление обобщенной нагрузки Н2 в момент КЗ;

5 - сопротивление ЛЭП Л2;

6 - сопротивление ЛЭП Л1;

7 - сопротивление трансформатора Т2 в момент КЗ;

8 - сверхпереходное сопротивление генератора Г2;

9 - сопротивление ЛЭП Л4;

10 - сопротивление ЛЭП Л3;

11 - сопротивление трансформатора Т3 в момент КЗ;

12 - сопротивление асинхронного двигателя АД в момент КЗ;

13 - сопротивление трансформатора Т4 в момент КЗ;

14 - эквивалентное сопротивление обобщенной нагрузки Н3 в момент КЗ;

15 - сверхпереходное сопротивление синхронного двигателя СД.

2.3 Расчет параметров схемы замещения

Рассчитаем параметры каждого элемента схемы замещения.

Расчет будем вести в относительных единицах.

2.3.1 Генерататор Г1

Относительное значение ЭДС равно относительному значению сверхпроводной ЭДС системы, которое дано в исходных данных, и равно:

Относительное значение индуктивного сопротивления системы равно отношению базисной мощности к известной мощности короткого замыкания:

По условию задания базисную мощность принимаем равной:

Тогда:

За относительное значение активного сопротивления системы системы

2.3.2 Генератор Г2

Относительное значение ЭДС равно относительному значению сверхпереходной ЭДС генератора Г2, которое определяется по таблице 3[1]:

Относительное значение индуктивного сопротивления генератора Г2 равно сверхпереходному индуктивному сопротивлению генератора , приведенному к выбранным базисным условиям:

- номинальная полная мощность генератора Г2.

Относительное значение активного сопротивления генератора Г2:

5

2.3.3 Синхронный двигатель СД

Параметры схемы замещения для синхронного двигателя определяются аналогично синхронному генератору.

Относительное значение ЭДС синхронного двигателя в момент КЗ равно относительному значению его сверхпереходной ЭДС, которое определяется по таблице 3[1]:

Относительное значение индуктивного сопротивления СД в момент КЗ равно среднему значению сверхпереходного индуктивного сопротивления синхронного двигателя , приведенному к выбранным базисным условиям:

Относительное значение активного сопротивления СД:

2.3.4 Асинхронный двигатель АД

Относительное значение ЭДС асинхронного двигателя в момент КЗ равно относительному значению его сверхпереходной ЭДС, которое определяется по таблице 3[1]:

Высоковольтный асинхронный двигатель в начальный момент КЗ может рассматриваться как недовозбужденный синхронный генератор, относительное значение сверхпереходного индуктивного сопротивления которого равно:

- относительное значение пускового тока асинхронного двигателя.

Относительное значение индуктивного сопротивления асинхронного двигателя в начальный момент КЗ, приведенное к базисным условиям:



- номинальная полная мощность асинхронного двигателя.

где , и - заданные номинальная мощность, коэффициент мощности и

кратность пускового тока асинхронного двигателя АД .

Относительное значение активного сопротивления АД:

2.3.5 Трансформатор Т1

Относительное значение индуктивного сопротивления трансформатора в режиме КЗ определяется по данному относительному значению напряжения короткого замыкания трансформатора:

Относительное индуктивное сопротивление трансформатора, приведенное к выбранным базисным условиям:

Активное сопротивление трансформатора Т1:

Относительное активное сопротивление трансформатора Т1:

2.3.6 Трансформатор Т2

Параметры схемы замещения для трансформатора Т2 рассчитаем аналогично как и для трансформатора Т1.

Относительное индуктивное сопротивление трансформатора, приведенное к выбранным базисным условиям:

Активное сопротивление трансформатора Т1:

Относительное значение активного сопротивления Т2:

2.3.7 Трансформатор Т3

Относительное индуктивное сопротивление трансформатора, приведенное к выбранным базисным условиям:



Активное сопротивление трансформатора Т3:

Относительное значение активного сопротивления Т3:

2.3.8 Трансформатор Т4

Относительное индуктивное сопротивление трансформатора, приведенное к выбранным базисным условиям:

Активное сопротивление трансформатора Т4:

Относительное значение активного сопротивления Т4:



2.3.9 ЛЭП Л1

Относительное индуктивное сопротивление ЛЭП Л1, приведенное к выбранным базисным условиям:

Относительное активное сопротивление ЛЭП Л1, приведенное к выбранным базисным условиям:

2.3.10 ЛЭП Л2

Относительное индуктивное сопротивление ЛЭП Л2, приведенное к выбранным базисным условиям:

Относительное активное сопротивление ЛЭП Л2, приведенное к выбранным базисным условиям:

2.3.11 ЛЭП Л3

Относительное индуктивное сопротивление ЛЭП Л3, приведенное к выбранным базисным условиям:

Относительное активное сопротивление ЛЭП Л3, приведенное к выбранным базисным условиям:

2.3.12 ЛЭП Л4

Относительное индуктивное сопротивление ЛЭП Л4, приведенное к выбранным базисным условиям:

Относительное активное сопротивление ЛЭП Л4, приведенное к выбранным базисным условиям:

2.3.13 Обобщенная нагрузка Н1

Согласно таблице 3:

Относительное значение ЭДС обобщенной нагрузки:

Относительное значение индуктивного сопротивления в начальный момент КЗ:

Отношение обобщенной нагрузки равно:

Относительное значение обобщенной нагрузки Н1 в начальный момент КЗ:

Относительное значение индуктивного сопротивления обобщенной нагрузки Н1, приведенной к выбранным базисным условиям:

Относительное значение активного сопротивления обобщенной нагрузки Н1, приведенной к выбранным базисным условиям:

Параметры остальных обобщенных нагрузок определяются аналогично.

2.3.14 Обобщенная нагрузка Н2

Относительное значение обобщенной нагрузки Н2 в начальный момент КЗ:

Относительное значение индуктивного сопротивления обобщенной нагрузки Н2, приведенной к выбранным базисным условиям:

Относительное значение активного сопротивления обобщенной нагрузки Н2, приведенной к выбранным базисным условиям:

2.3.15 Обобщенная нагрузка Н3

Относительное значение обобщенной нагрузки Н3 в начальный момент КЗ:

Относительное значение индуктивного сопротивления обобщенной нагрузки Н3, приведенной к выбранным базисным условиям:

Относительное значение активного сопротивления обобщенной нагрузки Н3, приведенной к выбранным базисным условиям:

2.4 Преобразование схемы замещения

Схема замещения с параметрами всех ее элементов, определенных в предыдущем разделе:

Преобразование 1

Заменим последовательно соединенные сопротивления 6,7,8 одним эквивалентным сопротивлением 17, а также сопротивления 10,11 одним эквивалентным сопротивлением 18, сопротивления 9 и 13 одним эквивалентным сопротивлением 19.

Преобразование 2

Заменим два параллельных источника с индуктивным сопротивлением и активным сопротивлением , и с индуктивным сопротивлением и активным сопротивлением одним эквивалентным источником с индуктивным сопротивлением и активным сопротивлением .

Используя метод двух узлов, получаем:

Преобразование 3.

Преобразуем два последовательно соединенных сопротивления 20 и 2 в эквивалентное сопротивление 21.

Заменим три параллельных источника с индуктивным сопротивлением и активным сопротивлением , с индуктивным сопротивлением и активным сопротивлением и с индуктивным сопротивлением и активным сопротивлением одним эквивалентным источником с индуктивным сопротивлением и активным сопротивлением .

Используя метод двух узлов, получаем:

Преобразование 4.

Преобразуем два последовательно соединенных сопротивления 22 и 5 в эквивалентное сопротивление 23.

Заменим два параллельных источника с индуктивным сопротивлением и активным сопротивлением , с индуктивным сопротивлением и активным сопротивлением одним эквивалентным источником с индуктивным сопротивлением и активным сопротивлением .

Используя метод двух узлов, получаем:

Преобразование 5.

Преобразуем два последовательно соединенных сопротивления 19 и 24 в эквивалентное сопротивление 25.

Заменим два параллельных источника с индуктивным сопротивлением и активным сопротивлением , и с индуктивным сопротивлением и активным сопротивлением одним эквивалентным источником с индуктивным сопротивлением и активным сопротивлением . Используя метод двух узлов, получаем:

Преобразование 6

Преобразуем два последовательно соединенных сопротивления 26 и 18 в эквивалентное сопротивление 27.

Преобразование 7

Заменим два параллельных источника с индуктивным сопротивлением и активным сопротивлением , и с индуктивным сопротивлением и активным сопротивлением одним эквивалентным источником с индуктивным сопротивлением и активным сопротивлением

2.5 Определение параметров тока КЗ

Действующее значение периодической составляющей тока КЗ в начальный момент времени в относительных единицах, приведенное к базисным условиям:

Величина базисного тока:

Действующее значение периодической составляющей тока КЗ в начальный момент времени в именованных единицах:

Начальный угол смещения тока КЗ:

Постоянная времени апериодической составляющей:

Ударный коэффициент:

Ударный ток:

2.6 Построение графика полного тока КЗ

Ток КЗ получается сложением его периодической апериодической составляющих:

Подставим найденные величины в ток КЗ:

Для построения графика возьмем шаг 0,005 секунды. Принимая во внимание, что длительность переходного процесса составляет около , найдем значение периодической и апериодической составляющих, а также значение полного тока КЗ в течение 0,2 секунд. Полученные данные для построения графиков представлены в таблице 1.

t, сек	0,000	0,005	0,010	0,015	0,020	0,025	0,030	0,035	0,040
, кА	-7,77	0	7,77	0	-7,77	0	7,77	0	-7,77
, кА	7,77	6,05	4,71	3,67	2,85	2,17	1,73	1,35	1,05
, кА	0,000	6,05	12,48	3,67	-4,92	2,17	9,5	1,35	-6,73

t, сек	0,045	0,050	0,055	0,060	0,065	0,070	0,075	0,080	0,085
, кА	0	7,77	0	-7,77	0	7,77	0	-7,77	0
, кА	0,81	0,64	0,49	0,38	0,3	0,23	0,18	0,14	0,11
, кА	0,81	8,41	0,49	-7,39	0,3	8	0,18	-7,63	0,11

t, сек	0,090	0,095	0,100	0,105	0,110	0,115	0,120	0,125	0,130
, кА	7,77	0	-7,77	0	7,77	0	-7,77	0	7,77
, кА	0,086	0,067	0,05	0,04	0,031	0,024	0,019	0,014	0,011
, кА	7,85	0,067	-7,72	0,04	7,801	0,024	-7,751	0,014	7,781

t, сек	0,135	0,140	0,145	0,150	0,155	0,160	0,165	0,170	0,175
, кА	0	-7,77	0	7,77	0	-7,77	0	7,77	0
, кА	0,009	0,0071	0,0055	0,0043	0,0033	0,0026	0,002	0,0016	0,0012
, кА	0,009	-7,7629	0,0055	7,7743	0,0033	-7,7674	0,002	7,7716	0,0012

t, сек	0,180	0,185	0,190	0,195
, кА	-7,77	0	7,77	0
, кА	0,0009	0,0007	0,0006	0,0005
, кА	-7,7691	0,0007	7,7706	0,0005

Литература

1. Переходные процессы в электроэнергетических системах. Методическое пособие для курсового проектирования для студентов заочного обучения. СамГТУ; Сост. Ратцев В.Р.. Самара 2004. 38с;

2. ГОСТ 27514-87 Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением свыше 1 кВ.

Размещено на Allbest.ru

...