Расчет токов короткого замыкания

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Тверской государственный технический университет

Кафедра электроснабжения и электротехники

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА

ПО ДИСЦИПЛИНЕ: «ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ В ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ»

НА ТЕМУ: «РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ»

Вариант №5

Выполнил:

Студент 3-го курса ИДПО

гр. ЭЛЭ 31-14З

Новиков Д.О.

Проверил: Крупнов

Тверь, 2016

Контрольное задание 1

На основании схемы электрических соединений (рис. 1) и исходных данных требуется рассчитать:

- начальное значение периодической составляющей тока при трехфазном коротком замыкании в точках К1…К4

- ударный ток трехфазного короткого замыкания в точках К1…К4

Рис. 1. Расчетная схема

Контрольное задание 2

На основании результатов расчетов в контрольном задании 1 для схемы электрических соединений (рис. 1) требуется рассчитать для моментов времени t = 0 и t = ? в точке К1:

- ток при однофазном коротком замыкании;

- ток при двухфазном коротком замыкании на землю.

Исходные данные для расчета:

Генераторы Г1 - Г2: ТВФ-100-2; Cos ц =0,85; Q = 62 МВАр; XЅd = 18,3;

Трансформаторы связи Т1 - Т2: ТДЦ - 80000/220; Uk = 11 %;

Линии электропередачи Л1 - Л2: L = 150 км; Xуд = 0,4 Ом/км; U=220 кВ;

Система: Sc = 2500 МВА, Xс = 0,4 о.е.

Реактор секционный (РС): Sрc = 43,3 МВА; Xр = 8 %;

Реактор линейный (РЛ): Sрл = 10,4 МВА; X0,5 = 4 %;

Трансформатор собственных нужд ТСН: ТД-10000/35; еk = 7,5 %; S=10МВА

Электродвигатель: S=8 МВт

Рис. 2. Общая схема замещения

1. Определение начального значения периодической составляющей тока при трехфазном коротком замыкании в точках К1…К4

1. Определение сопротивлений схемы замещения:

Принимаем базисную мощность Sб = 1000 МВА

Сопротивление системы:

Сопротивление линий электропередач:

Сопротивление трансформаторов:

Сопротивление реактора:

Сопротивление трансформатора:

Сопротивление генераторов:

Сопротивление реактора:

Сопротивление электродвигателя:

кВА

2. Короткое замыкание в точке К1

Ветви генераторов равной мощности могут быть объединены. Новые ветви с сопротивлениями Х8, Х9 симметричны по отношению к точке К1, и поэтому, исключая сопротивление реактора Х6, схема примет вид (рис. 4):



Рис. 3. Упрощенная схема замещения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 4. Схема замещения для точки К1

Начальное значение периодической составляющей тока к.з. от системы:

кА

кА

Начальное значение периодической составляющей тока к.з. от генераторов:

кА

Суммарное значение начального тока к.з. в точке К1:

кА

3. Короткое замыкание в точке К2

Короткое замыкание считается на выводах генератора G1, и схема замещения сворачивается к этой точке (рис. 5).

Общее сопротивление линий:



Рис. 5. Сворачивание схемы замещения к точке К2

Произведем преобразование треугольника сопротивлений Х4, Х5, Х6 в эквивалентную звезду.

Результирующее сопротивление для ветвей системы:

Результирующее сопротивление для ветвей генератора:

Ветви системы и генератора приводятся к точке К2. Эквивалентное сопротивление ветвей:

Коэффициенты токораспределения по ветвям:

ток короткий замыкание расчет

Проверка

Сс+С2=0,66+0,34=1

Рис. 6. Схема замещения для точки К2

Рис. 7. Схема замещения для точки К2

Результирующее сопротивление:

Сопротивление ветвей относительно точки К2:

Начальное значение периодической составляющей тока к.з. от системы:

кА

кА

Начальное значение периодической составляющей тока к.з. от генераторов:

кА

кА

Суммарное значение начального тока к.з. в точке К2:

кА

4. Короткое замыкание в точке К3

Расчет для данной точки к.з. производится приближенно, с учетом дополнительного условия Е"с = 1 и Е"г = 1

Рис. 8. Сворачивание схемы замещения к точке К3

Рис. 9. Сворачивание схемы замещения к точке К3

Результирующее сопротивление для ветвей системы и генератора G1:

Рис. 10. Сворачивание схемы замещения к точке К3

Рис. 11. Схема замещения для точки К3

Сопротивление ветви системы и всех генераторов:

Сопротивление однолучевой схемы:

Значение начального тока к.з в точке К3:

кА

кА

5. Короткое замыкание в точке К4

Расчет для точки К4 подобен расчету для точки К3. Так как расчетная схема относительно этих точек одна и та же, то сопротивление однолучевой схемы со стороны системы и генератора равно:

Рис. 12. Схема замещения для точки К4

Начальный ток к.з. в первом луче:

кА

кА

Начальный ток к.з. в ветви электродвигателя:

кА

Суммарное значение начального тока к.з. в точке К4:

кА

2. Определение ударного тока трехфазного короткого замыкания в точках К1…К4

Рис. 13. Общая схема замещения (активное сопротивление)

1. Определение активных сопротивлений схемы замещения:

2. Короткое замыкание в точке К1

Рис. 14. Схема замещения для точки К1 (активное сопротивление)

Постоянные времени ветвей:

с

с

Ударные коэффициенты определяем по графику (рис. 15):



Рис. 15. График для определения ударного коэффициента

КУC = 1,69; КУG = 1,93

Ударные токи в ветвях схемы:

кА

кА

Суммарный ударный ток в точке К1:

кА

3. Короткое замыкание в точке К2



Рис. 16. Сворачивание схемы замещения к точке К2 (активное сопротивление)

Общее сопротивление линий:

Сопротивление эквивалентной схемы для треугольника сопротивлений R4, R5, R6:

Сопротивление для ветвей системы:

Сопротивление для ветвей генератора:

Эквивалентное сопротивление ветвей:

Коэффициенты токораспределения по ветвям:

Рис. 17. Схема замещения для точки К2 (активное сопротивление)

Рис. 18. Схема замещения для точки К2 (активное сопротивление)

Результирующее сопротивление:

Сопротивление ветвей относительно точки К2:

Постоянные времени ветвей:

с

с

с

Ударные коэффициенты определяем по графику (рис. 15):

КУC = 1,78; К2 = 1,96; К1 = 1,95

Ударные токи в ветвях схемы:

кА

кА

кА

Суммарный ударный ток в точке К1:

кА

4. Короткое замыкание в точке К3

Рис. 19. Сворачивание схемы замещения к точке К3 (активное сопротивление)

Активное сопротивление, приведенное к точке К3:

Рис. 20. Сворачивание схемы замещения к точке К3 (активное сопротивление)

Рис. 21. Сворачивание схемы замещения к точке К3 (активное сопротивление)

Рис. 22. Схема замещения для точки К3 (активное сопротивление)

Сопротивление ветви системы и всех генераторов:

Сопротивление однолучевой схемы:

Ударный коэффициент принимаем равным:

КУР = 1,93

Ударный ток в точке К3:

кА

5. Короткое замыкание в точке К4



Рис. 23. Схема замещения для точки К4 (активное сопротивление)

Ударные коэффициенты принимаем равными:

КУШ = 1,8; КУД = 1,75;

Ударные токи в ветвях схемы:

кА

кА

Суммарный ударный ток в точке К4:

кА

3. Определение тока при однофазном коротком замыкании в точке К1

Рис. 24. Схема замещения прямой последовательности

Сопротивление ветвей:

Рис. 25. Схема замещения обратной последовательности

Сопротивление ветви системы:

Сопротивление ветви генераторов:

Результирующее сопротивление обратной последовательности:

Результирующее сопротивление нулевой последовательности относительно точки К1:

Рис. 26. Схема замещения нулевой последовательности

Рис. 27. Комплексная схема замещения

Эквивалентное сопротивление (результирующее сопротивление прямой последовательности):

Коэффициенты токораспределения:

Результирующее сопротивление:

Сопротивление ветвей для системы:

Сопротивление ветвей для генераторов:

Расчетные сопротивления ветвей:

Для ветви системы X28расч > 3, и поэтому ток однофазного короткого замыкания в К1 от системы равен:

кА

По расчетным кривым для времени определяем :

Ток однофазного к.з. в точке К1 от генераторов:

кА

кА

Суммарный ток однофазного КЗ в точке К1.

кА

кА

4. Определение тока при двухфазном коротком замыкании на землю в точке К1

Схемы прямой и обратной последовательности будут соответствовать схемам при однофазном коротком замыкании и результирующее сопротивление их вычислены в предыдущем расчете.

Схема замещения нулевой последовательности будет такой же, как и при расчете токов однофазного к.з. и поэтому результирующее сопротивление равно:

Комплексная схема замещения соответствует рис.24, рис.25, но ДХ вычисляется так:

Эквивалентное сопротивление схемы прямой последовательности и коэффициенты токораспределения принимаются из предыдущего расчета.

Результирующее сопротивление:

Сопротивление ветвей для системы:

Сопротивление ветвей для генераторов:

Расчетные сопротивления ветвей:

Ток однофазного короткого замыкания в К1 от системы равен:

кА

По расчетным кривым для времени определяем :

Ток однофазного к.з. в точке К1 от генераторов:

кА

кА

Суммарный ток однофазного КЗ в точке К1.

кА

кА

Таблица 1. Результаты расчета

Точка КЗ	Источник энергии	Sном МВА	Ток короткого замыкания
			Трехфазного КЗ	Однофазного КЗ	Двухфазного КЗ
К1	Система	2500	3,57	8,51	3,37	3,37	3,48	3,48
	G1-2	2х119	1,86	5,06	1,33	1,74	1,53	1,47
	У	-	5,43	13,57	4,70	5,11	5,01	4,95
К2	Система	2500	30,08	75,49	-	-	-	-
	G1	1х119	39,67	109,07	-	-	-	-
	G2	1х119	17,16	47,42	-	-	-	-
	У	-	86,91	231,98	-	-	-	-
К3	Система	2500	-	-	-	-	-	-
	G1	1х119	-	-	-	-	-	-
	G2	1х119	-	-	-	-	-	-
	У	-	13,26	36,08	-	-	-	-
К4	Система	2500	11,22	28,48	-	-	-	-
	G1-2	2х119	11,22	28,48	-	-	-	-
	Электродвигатель	8	4,57	11,288	-	-	-	-
	У	-	15,79	39,76	-	-	-	-

Библиографический список

1. В.Г. Бугров. Методические указания для выполнения расчетно-графической работы по электромагнитным переходным процессам в СЭС. Расчет токов короткого замыкания. - Тверь. Тверской государственный технический университет, 2009. - 42с.

Размещено на Allbest.ru

...