Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Тольяттинский государственный университет»

Электроэнергетика и электротехника

КУРСОВАЯ РАБОТА (КУРСОВОЙ ПРОЕКТ)

по учебному курсу «Электромагнитные и электромеханические переходные процессы в электроэнергетических системах»

Тольятти 2018



Содержание

• Введение
• 1. Расчет параметров симметричного короткого замыкания на ступени напряжения Uб=220 кВ
• 1.1 Расчет параметров схемы замещения
• 1.2 Расчет тока трехфазного короткого замыкания на ступени напряжения 220 кВ
• 1.3 Расчет ударного тока короткого замыкания
• 2. Расчет тока симметричного короткого замыкания для выбора оборудования 0,4 кВ
• 3. Расчет токов несимметричных коротких замыканий
• 3.1 Определение суммарного сопротивления прямой последовательности
• 3.2 Определение суммарного сопротивления обратной последовательности
• 3.3 Определение суммарного сопротивления нулевой последовательности
• 3.4 Определение токов несимметричных коротких замыкания при напряжении 220 кВ
• 3.5 Определение ударных токов несимметричных коротких замыканий
• 3.6 Определение коэффициентов тяжести аварии
• Заключение
• Список литературы
• Задание на курсовую работу


Введение

Режим короткого замыкания считается одним из самых опасных состояний электрической сети независимо от места его возникновения.

Подобные аварийные состояния приводят к возникновению пожаров, порче имущества и дорогостоящего электрооборудования.

Именно поэтому, перед строительством подстанций, крупных энергообъектов, прокладкой ВЛЭП, КЛЭП, еще на этапе проектирования обязательно просчитываются все возможные аварийные ситуации, определяется наиболее тяжелые из них для правильного выбора типа и параметров электрического оборудования.



1. Расчет параметров симметричного короткого замыкания на ступени напряжения Uб=220 кВ

1.1 Расчет параметров схемы замещения

Расчет тока короткого замыкания на ступени напряжения 220 кВ ведем в относительных единицах. Для этого заданная расчетная схема представляется в виде схемы замещения (рисунок 1.1).

Расчет выполняем на основе метода расчетных кривых.

Базисные условия: S_б=100 MBA, U_б=230 кB.

Определяем сопротивление гидрогенератора:

Х_Г=Х''_d*S_Б*cosц/Р_Н, (1.1)

где Х''_d - сверхпереходное индуктивное сопротивление по продольной оси,

• Р_Н, cosц - номинальная активная мощность и коэффициент мощности генератора. трехфазный ток замыкание несимметричный
• Х_Г=0,15*100*0,80/150=0,080
• ЭДС гидрогенератора принимаем равной Е''_G = 1,0 (Х.Х.).
• Определяем сопротивление ВЛЭП:
• Х_Л=Х₀*l*S_Б/U_СРН², (1.2)
• где Х₀ - удельное индуктивное сопротивление провода, Ом/км,
• l - длина ВЛЭП, км.
• Х_Л1=0,4*50*100/230²=0,038;
• Х_Л2=0,4*75*100/230²=0,057.
• Х_Л3=0,4*37,5*100/230²=0,028.
• Определяем сопротивление двухобмоточных трансформаторов:
• Х_Т=(U_К/100)*(S_Б/S_НОМ), (1.3)
• где U_К - напряжение короткого замыкания, % (справочные данные).
• S_НОМ - номинальная полная мощность трансформатора.
• Х_Т1=(6/100)*(100/100)=0,060;
• Х_АТ=(6/100)*(100/100)=0,060.
• Определяем сопротивление трехобмоточных трансформаторов:
• U_КВ=0,5(U_КВ-Н+U_КВ-С-U_КС-Н) (1.4)
• U_КС=0,5(-U_КВ-Н+U_КВ-С+U_КС-Н) (1.5)
• U_КН=0,5(U_КВ-Н-U_КВ-С+U_КС-Н) (1.6)
• Х_Т2В=(U_КВ/100)*(S_Б/S_Н) (1.7)
• Х_Т2С=(U_КС/100)*(S_Б/S_Н) (1.8)
• Х_Т2Н=(U_КН/100)*(S_Б/S_Н) (1.9)
• U_КВ=0,5(10+4,0-3,5)=5,25%
• U_КС=0,5(-10+4,0+3,5)= - 1,25%
• U_КН=0,5(10-4,0+3,5)=4,75%
• Х_Т2В=(5,25/100)*(100/40)=0,131
• Х_Т2С=(-1,25/100)*(100/40)=-0,031?0
• Х_Т2Н=(4,75/100)*(100/40)=0,119
• Определяем сопротивление питающей системы:
• Х_С= S_Б/S_КЗ, (1.10)
• где S_К.З - мощность короткого замыкания системы, МВА.
• Х_С=100/4000=0,025
• ЭДС системы принимаем равной Е''_C = 1,0.
• Определяем сопротивление синхронного двигателя:

• Х_СД= Х''_d*S_Б/S_Н (1.11)
• Х_СД=0,23*100/2=11,5
• ЭДС синхронного двигателя принимаем равной Е''_СD = 1,1.

Рисунок 1.1 - Схема замещения рассматриваемой сети

Первый этап преобразования схемы замещения (рисунок 1.2):

Х₁=Х_Г/2=0,080/3=0,040

Х₂=Х_Т1/3=0,06/3=0,030

Х₃=Х_Л1/2=0,038/2=0,019

Х₄=Х_Л2/3=0,057/3=0,019

Х₅=Х_Л3/2=0,028/2=0,014

Х₆=Х_АТ/3=0,06/3=0,020

Х₇=Х_Т2В/2=0,131/2=0,066

Х₈=Х_Т2С/2=0

Х₉=Х_Т2Н/2=0,119/2=0,059

Х₁₀=Х_СД/4=11,5/4=2,875

Рисунок 1.2 - Первый этап преобразования схемы замещения

Второй этап преобразования схемы замещения (рисунок 1.3):

Х₁₁= Х₁+Х₂+Х₃+Х₅ +(Х₁+Х₂+Х₃)*Х₅/( Х₄+Х₆+Х_С)==0,040+0,030+0,019+0,014+(0,040+0,030+0,019)*0,014/(0,019+0,020+0,025)==0,123

Х₁₂= Х₄+Х₆+Х_С +Х₅ +( Х₄+Х₆+Х_С)*Х₅/( Х₁+Х₂+Х₃)=

=0,019+0,020+0,025+0,014+0,014*(0,019+0,020+0,025)/(0,040+0,030+0,019)==0,088

Х₁₃= Х₇+Х₉+Х₁₀=0,066+0,059+2,875=3,000

Рисунок 1.3 - Второй этап преобразования схемы замещения

1.2 Расчет тока трехфазного короткого замыкания на ступени напряжения 220 кВ

Для нахождения сверхпереходного тока от питающих элементов системы воспользуемся законом Ома:

I''_G = Е''_G /Х₁₀=1/0,123=8,143

I''_C = Е''_C /Х₁₁=1/0,088=11,329

I'' _CD = Е'' _CD /Х₁₂=1,1/3,000=0,367

Полный ток в точке КЗ в относительных единицах:

I''_{К о.е.} = I''_G + I''_С + I''_CD =8,143+11,329+0,367=19,838

Базисный ток:

I_Б=S_Б/(1,73*U_Б)=100/(1,73*230)=0,251 кА

Полный ток в точке КЗ в именованных единицах:

I''_К = I''_{К о.е.}* I_Б=19,838*0,251=4,980 кА

Согласно методу расчетных кривых ток от питающей системы не меняется во времени, током от синхронных двигателей можно пренебречь (так как его величина ничтожно мала), а составляющие от турбогенераторов с АРВ определим по расчетным кривым в различные моменты времени.

Определим расчетное сопротивление гидрогенераторов:

Х_РАСЧ=Х₁₁*Р_Н*n/(S_Б*cosц)=0,123*150*2/(100*0,80)=0,461

По расчетным кривым [1, с. 246-247] для турбогенератора с автоматическим регулированием возбуждения (АРВ) определим токи КЗ в относительных единицах в различные моменты времени:

t=0 I_г0''=2,2*( 2_*Р_H/(Sб*cosц_н))=2,2_*150*2/(100*0,80)=8,250;

t=0,1с I_г0,1''=2*( 2_*Р_H/(Sб*cosц_н))=2_*150*2/(100*0,80)=7,500;

t=0,2с I_г0,2''=1,95*( 2_*Р_H/(Sб*cosц_н))=1,95_*150*2/(100*0,80)=7,313;

t=0,5с I_г0,5''=1,7*( 2_*Р_H/(Sб*cosц_н))=1,7_*150*2/(100*0,80)=6,375;

t=2,0 с I_г2,0''=1,8*( 2_*Р_H/(Sб*cosц_н))=1,8_*150*2/(100*0,80)=6,750;

t=? I_г?''=1,95*( 2_*Р_H/(Sб*cosц_н))=1,95_*150*2/(100*0,80)=7,313.

Полный ток в точке КЗ в относительных единицах в различные моменты времени:

t=0 I_K0''= I_г0''+I_C''=8,250+11,329=19,579;

t=0,1с I_K0,1''= I_г0,1''+I_C''=7,500+11,329=18,829;

t=0,2с I_K0,2''= I_г0,2''+I_C''=7,313+11,329=18,641;

t=0,5с I_K0,5''= I_г0,5''+I_C''=6,375+11,329=17,704;

t=2,0 с I_K2,0''= I_г2,0''+I_C''=6,750+11,329=18,079;

t=? I_K?''= I_г?''+I_C''=7,313+11,329=18,641.

Полный ток в точке КЗ в именованных единицах в различные моменты времени:

t=0 I_K0''=19,579*0,251=4,915кА;

t=0,1с I_K0,1''=18,829*0,251=4,726 кА;

t=0,2с I_K0,2''=18,641*0,251=4,679 кА;

t=0,5с I_K0,5''=17,704*0,251=4,444 кА;

t=2,0 с I_K2,0''=18,079*0,251=4,538 кА;

t=? I_K?''=18,641*0,251=4,679 кА.

Результаты расчетов токов КЗ сведем в таблицу 2.1.

Таблица 2.1 - Результаты расчета тока трехфазного КЗ в различные моменты времени

t, с	0	0,1	0,2	0,5	2,0	?
IK'', о.е.	19,579	18,829	18,641	17,704	18,079	18,641
IK'', кА	4,915	4,726	4,679	4,444	4,538	4,679

Рисунок 1.4 - График тока КЗ на шинах 220 кВ

1.3 Расчет ударного тока короткого замыкания

Ударный ток КЗ соответствует наиболее тяжелому режиму работы энергосистемы и равен:

i_УД=1,41*I_ПО*(1+sinц_К*e^-tуд/Та)= 1,41*I_ПО*К_У=1,41*К_У*I'', (1.12)

где К_У=1+sinц *e^{-tуд /Та} - ударный коэффициент, зависящий от соотношения активного и индуктивного сопротивления, а также от определяемый приближенно в зависимости от места КЗ;

Т_а - постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ;

ц_К - угол фазного сдвига напряжения и периодической составляющей тока КЗ.

Ударные коэффициенты примем приближенно:

К_УG=1,9, К_УС=1,6, К_УCD=1,8.

Тогда ударные токи от системы, генератора и синхронных дивгателей равны:

i_УДG=1,41*К_УG*I''_G=1,41*1,9*8,143=21,880

i_УДС=1,41*К_УС*I''_С=1,41*1,6*11,329=25,634

i_УДСD=1,41*К_УСD*I''_СD=1,41*1,8*0,367=0,933

Суммарный ударный ток КЗ в относительных единицах:

i_{УД о.е.}= i_УДG+ i_УДС+ i_УДCD=21,880+25,634+0,933=48,447

Суммарный ударный ток КЗ в именованных единицах:

i_УД= i_{УД о.е} *I_Б=48,447*0,251=12,161 кА

Результаты расчета представлены в таблице 2.2.

Таблица 2.2 - Результаты расчета трехфазного тока короткого замыкания в различные моменты времени

Ед. изм.	iУДG	iУДС	iУДСD	iУД
о.е.	21,880	25,634	0,933	48,447
кА	5,492	6,435	0,234	12,161



2. Расчет тока симметричного короткого замыкания для выбора оборудования 0,4 кВ

Обмотки вторичного напряжения трансформаторов Т₂ по заданию являются источником постоянного напряжения. Составим схему замещения (рисунок 2.1).

Рисунок 2.1 - Схема замещения на ступени 0,4 кВ

Для расчета тока КЗ при напряжении Uном<1000 В, рассчитаем параметры схемы замещения в именованных единицах при базисном напряжении U_б =0,4 кВ.

Определим сопротивление трансформатора 10/0,4 кВ Т₃:

z_Т3=(u_K%/100%)*(U_Б²/S_Н)=(5,5/100)*(0,4²/4)=220*10^-5 Ом

r_Т3=?Р_КЗ*(U_Б²/S²_Н)=0,100*(0,4²/4²)=100*10^-5 Ом

х_Т3=(z²_Т3- r²_Т3)^1/2=((220*10^-5)²-(100*10^-5) ²)^1/2=195,959*10^-5 Ом

Определим сопротивления кабельных линий 10 кВ и 0,4 кВ:

х_КЛ1=х₀*l_КЛ1*(U_Б²/U_Н²)=0,08*0,35*(0,4²/10,5²)=4,063*10^-5 Ом

r_КЛ1=r₀*l_КЛ1*(U_Б²/U_Н²)=4,00*0,35*(0,4²/10,5²)=193,016*10^-5 Ом

х_КЛ2=х₀*l_КЛ2=0,08*0,045=360*10^-5 Ом

r_КЛ2=r₀*l_КЛ2=1,95*0,045=8775*10^-5 Ом

Определим сопротивления автоматов, трансформаторов тока и контакторов: х_А=4,5*10^-5 Ом, r_А=6*10^-5 Ом, х_ТТ=35*10^-5 Ом, r_ТТ=20*10^-5 Ом, r_К=1500*10^-5 Ом.

Определим результирующие активное и индуктивное сопротивления:

х_У= х_КЛ1+ х_Т3+ х_КЛ2+ х_А+ х_ТТ=(4,063+360+195,959+4,5+35)* 10^-5=

=599,523*10^-5 Ом

r_У= r_КЛ1 +r_Т3 +r_КЛ2 +r_А +r_ТТ +r_К=(193,016+8775+100+6+20+1500)* 10^-5=

=10594,016*10^-5 Ом

z_У=(x²_У+r²_У)^1/2=((599,523*10^-5)²+(10594,016*10^-5) ²)^1/2=10610,966*10^-5 Ом

Ток трехфазного КЗ от системы:

I_К.СИС=U_Б/(1,73*z_У)=0,4/(1,73*10610,966*10^-5)=2,176 кА

Питающий точку КЗ ток от асинхронных двигателей:

I''_АД= Е''_АД*I_Н/Х_АД =(Е''_АД/Х_АД)*Р_Н/(1,73*U_Н*cosц_Н) (2.1)

где Е''_АД, Х_АД - приняты приближенно.

I''_АД=(0,9/0,2)*1/(1,73*0,4*0,85)=7,641 кА

Питающий точку КЗ ток от нагрузки:

I''_Н= Е''_Н*I_Н/Х_Н =(Е''_АД/Х_Н)*S_НУ/(1,73*U_Н) (2.2)

где Е''_Н, Х_Н - приняты приближенно [1,2].

I''_Н=(0,85/0,35)*2/(1,73*0,4)=7,011 кА

Суммарный ток трехфазного КЗ:



I_КУ= I_К.СИС+ I''_АД+ I''_Н=2,176+7,641+7,011=16,829 кА

Определим отношение результирующих индуктивного и активного сопротивлений схемы:

х_У/r_У=(599,523*10^-5)/(10594,016*10^-5)=0,057

Определим ударный коэффициент от системы по специальной кривой Ку=f(х_У/r_У):

К_У.СИС=1,00.

Ударные коэффициенты от нагрузки и асинхронных двигателей приняты согласно рекомендациям [1].

Составляющие ударного тока от элементов схемы:

i_У.СИС= К_У.СИС*1,41* I_К.СИС=1*1,41*2,176=3,078 кА

i_У.АД= К_У.АД*1,41* I_К.СИС=1,3*1,41*7,641=14,049 кА

i_У.Н= К_У.Н*1,41* I_К.СИС=1*1,41*7,011=9,915 кА

Суммарный ударный ток в точке КЗ:

i_УУ= i_У.СИС+i_У.АД+i_У.Н=3,078+14,049+9,915=27,041 кА

Расчеты сведем в таблицу 2.1.

Таблица 2.1 - Результаты расчета трехфазного и ударного токов КЗ на стороне 0,4 кВ

Величина	Система	Асинхронные двигатели	Нагрузка	Итого
iУ, кА	3,078	14,049	9,915	27,041
IК, кА	2,176	7,641	7,011	16,829



3. Расчет токов несимметричных коротких замыканий

Для расчета несимметричного короткого замыкания используем метод симметричных составляющих, согласно которому несимметричная система векторов раскладывается на три симметричных составляющих: прямую, обратную и нулевую последовательности. Каждой из этих последовательностей соответствует своя схема замещения.

3.1 Определение суммарного сопротивления прямой последовательности

Схема прямой последовательности (рисунок 3.1) соответствует схеме для расчета трехфазного КЗ в этой точке на стороне 220 кВ.

Рисунок 3.1 Схема замещения прямой последовательности

Суммарное сопротивление прямой последовательности:

Х''_У1=1/(1/Х₁₁+1/Х₁₂+1/Х₁₃)=1/(1/0,123+1/0,088+1/3,000)=0,050

Результирующая ЭДС прямой последовательности:

Е_У1=( Е_ГГ/Х₁₀+ Е_С/Х₁₁+ Е_CD/Х₁₂)/(1/Х₁₀+1/Х₁₁+1/Х₁₂)=

=(1/0,123+1/0,088+1,1/3,000) / ( 1/0,123+1/0,088+1/3,000)=1,002



3.2 Определение суммарного сопротивления обратной последовательности

Схема обратной последовательности приведена на рисунке 3.2. Основное ее отличие от схемы замещения прямой последовательности - это отсутствие ЭДС.

Рисунок 3.2 Схема замещения обратной последовательности

Результирующее сопротивление обратной последовательности:

Х_У2= Х''_У1=0,050

3.3 Определение суммарного сопротивления нулевой последовательности

Схема нулевой последовательности составляется с учетом способа соединения фаз образующих ее элементов. А сопротивление нулевой последовательности ВЛЭП зависит от исполнения ВЛЭП (количество цепей, наличие грозозащитного троса и т.д.), что учитывается специальным коэффициентом d.

Схемы соединения обмоток элементов энергосистемы приведена на рисунке 3.3, а схема замещения - на рисунке 3.4.



Рисунок 3.3 - Однолинейная схема энергосистемы с указанием схем соединения обмоток элементов

Рисунок 3.4 Схема замещения нулевой последовательности



Найдем сопротивления элементов нулевой последовательности:

Х_Л1(0)=d₁*Х_Л1=3*0,016=0,057; Х_Л2(0)=d₂*Х_Л2=4,7*0,019=0,089; Х_С=0,025;

Х_Л3(0)=d₃*Х_Л3=4,7*0,014=0,067; Х_Т1У=0,02; Х_АТУ=0,02; Х_Т2ВУ=0,033; Х_Т2НУ=0,059.

Преобразуем схему (рисунок 3.5).

Х₁₍₀₎= Х_Т1У+Х_Л1(0)=0,02+0,057=0,077

Х₂₍₀₎= Х_{Т2 ВУ}+ Х_{Т2 НУ}=0,066+0,059=0,125

Х₃₍₀₎= Х_Л2(0)+ Х_АТУ+ Х_С=0,089+0,02+0,025=0,134

Х₄₍₀₎= Х_Л3(0)+ Х₁₍₀₎*Х₃₍₀₎/(Х₁₍₀₎+ Х₃₍₀₎)=0,067+0,077*0,134/(0,077+0,134)=

=0,119

Результирующее сопротивление нулевой последовательности:

Х_У0=1/(1/ Х₂₍₀₎+1/ Х₄₍₀)=1/(1/0,125+1/0,119)=0,061

Рисунок 3.5 - Этапы преобразования схемы нулевой последовательности



3.4 Определение токов несимметричных коротких замыкания при напряжении 220 кВ

Если принять короткое замыкание металлическим (без учета дуги), то ток прямой последовательности особой фазы имеет вид:

I_К1^{( n)}= Е_{У 1}/( Х' '_У1+?Х^{(n )}), (15)

где ?Х⁽ⁿ⁾ - добавочное сопротивление, зависящее от вида несимметричного короткого замыкания:

- для однофазного КЗ: ?Х⁽¹⁾= Х_У2+Х_У0=0,050+0,061=0,112;

- для двухфазного КЗ: ?Х⁽²⁾= Х_У2 =0,050;

- для двухфазного КЗ на землю: ?Х^(1,1)= Х_У2*Х_У0/(Х_У2+Х_У0)=

=0,050*0,061/(0,050+0,057)=0,028.

Ток прямой последовательности для особой фазы в относительных единицах:

- для однофазного КЗ: I_К1о.е.⁽¹⁾= 1,002/( 0,050+0,112)=6,183;

- для двухфазного КЗ: I_К1о.е.⁽²⁾= 1,002/( 0,050+0,050)=9,919;

- для двухфазного КЗ на землю: I_К1о.е.^(1,1)= 1,002/( 0,050+0,028)=12,822.

Ток прямой последовательности (для особой фазы А) в именованных единицах:

- для однофазного КЗ: I_К1⁽¹⁾= I_К1о.е. ⁽¹⁾* I_Б=6,183*0,251=1,552 кА;

- для двухфазного КЗ: I_К1⁽²⁾= I_К1о.е. ⁽²⁾* I_Б=9,919*0,251=2,490 кА;

- для двухфазного КЗ на землю: I_К1^(1,1)= I_К1о.е. ^(1,1)* I_Б=

=12,822*0,251=3,219 кА.

Фазный ток в точке КЗ аварийной фазы находится путем умножения тока особой фазы А на фазный коэффициент m⁽ⁿ⁾ [1,2].

I_К⁽ⁿ⁾= m⁽ⁿ⁾* I_К1⁽ⁿ⁾, (16)

где фазный коэффициент m⁽ⁿ⁾ равен:

- для однофазного КЗ: m⁽¹⁾=3;

- для двухфазного КЗ: m⁽²⁾=1,73;

- для двухфазного КЗ на землю: m^(1,1)=1,73*(1-?Х^(1,1)/?Х⁽¹⁾)^1/2=

=1,73*(1-0,028/0,112)^1/2=1,502.

Фазный ток в точке КЗ особой фазы А в относительных единицах:

- для однофазного КЗ: I_Ко.е.⁽¹⁾= m⁽¹⁾* I_К1⁽¹⁾=3*6,183=18,548;

- для двухфазного КЗ: I_Ко.е.⁽²⁾= m⁽²⁾* I_К1⁽²⁾=1,73*9,919=17,180;

- для двухфазного КЗ на землю: I_Ко.е.^(1,1)= m^(1,1)* I_К1^(1,1)=

=1,502*12,822=19,261.

Фазный ток в точке КЗ особой фазы А в именованных единицах:

- для однофазного КЗ: I_К⁽¹⁾= I_Ко.е. ⁽¹⁾* I_Б=18,548*0,251=4,656 кА;

- для двухфазного КЗ: I_К⁽²⁾= I_Ко.е. ⁽²⁾* I_Б=17,180*0,251=4,313 кА;

- для двухфазного КЗ на землю: I_К^(1,1)= I_Ко.е. ^(1,1)* I_Б=

=19,261*0,251=4,835 кА.

3.5 Определение ударных токов несимметричных коротких замыканий

Ударный ток короткого замыкания определим с учетом ударного коэффициента , принятого приближенно при КЗ на шинах 220 кВ ПС:

- для однофазного КЗ: i_УД⁽¹⁾= 1,41*К_У* I_К⁽¹⁾=1,41*1,8*4,656=11,852 кА;

- для двухфазного КЗ: i_УД⁽²⁾= 1,41*К_У* I_К⁽²⁾=1,41*1,8*4,313=10,978 кА;

- для двухфазного КЗ на землю: i_УД^(1,1)= 1,41*К_У* I_К^(1,1)=

=1,41*1,8*4,835=12,308 кА.



3.6 Определение коэффициентов тяжести аварии

Самый опасный вид короткого замыкания определяется на основе расчета коэффициентов тяжести аварии:

k''⁽ⁿ⁾=m⁽ⁿ⁾/(1+?Х⁽ⁿ⁾/Х''_У1) (17)

Рассчитаем коэффициенты тяжести аварии для каждого вида несимметричного КЗ:

- для однофазного КЗ: k''⁽¹⁾=m⁽ⁿ⁾/(1+?Х⁽¹⁾/Х''_У1)=

=3/(1+0,112/0,050)=0,935;

- для двухфазного КЗ: k''⁽²⁾=m⁽²⁾/(1+?Х⁽ⁿ⁾/Х''_У1)=

=1,73/(1+0,050/0,050)=0,866;

- для двухфазного КЗ на землю: k''^(1,1)=m⁽ⁿ⁾/(1+?Х^(1,1)/Х''_У1)=

=1,502/(1+0,028/0,050)=0,971.

Для данного случая можно сделать вывод, что так как коэффициенты тяжести несимметричных коротких замыканий меньше единицы, то самым опасным остаётся трёхфазное КЗ. Следовательно, именно его ударный ток должен учитываться при выбора оборудования подстанции на стороне 110 кВ.

Результаты расчета сведем в таблицу 4.1.

Таблица 4.1. Результаты расчета сверхпереходных токов несимметричных КЗ на стороне 110 кВ

Вид КЗ	?Х	IК1(n), о.е.	IК1(n), кА	m(n)	IК(n), о.е.	IК(n), кА	iУД(n), кА	k''(n)
К(1)	0,112	6,183	1,552	3	18,548	4,656	11,852	0,935
К(2)	0,050	9,919	2,490	1,732	17,180	4,313	10,978	0,866
К(1,1)	0,028	12,822	3,219	1,502	19,261	4,835	12,308	0,971



Заключение

В результате выполнения курсовой работы выполнено следующее:

- рассчитаны сверхпереходные и ударные токи симметричного КЗ на сборных шинах 220 кВ ПС;

- построен график I_П=f(t) для короткого замыкания на шинах 220 кВ;

- рассчитаны токи симметричного КЗ для выбора оборудования на стороне 0,4 кВ;

- рассчитаны параметры несимметричных КЗ.

Из проделанной работы можно сделать вывод, что из рассчитанных трех видов поперечной несимметрии наиболее опасным является двухфазное КЗ на землю. Однако так как его коэффициент тяжести аварии k' ' ^(1,1)=0,971<1, то расчетным видом КЗ остается симметричное трехфазное КЗ. Именно его параметры должны использоваться при выборе высоковольтного оборудования подстанции 220 кВ.



Список литературы

1 УЛЬЯНОВ С.А. Электромагнитные переходные процессы в электрических системах. - М: Энергия, 1970, - 520 с.

2 УЛЬЯНОВ С.А. Сборник задач по электромагнитным переходным процессам в электрических системах. - М: Энергия, 1968, - 495 с.

3 ВОРОБЬЕВ Г.В., ТЕПИКИНА Г.М., ТИТОВА М.В.,ВОЛОДИНА Т.В., ПЬЯНОВА Л.А.,ФЕОПЕНТОВА Н.В. Электромагнитные переходные процессы в электрических системах. Методические указания к курсовому проектированию. - Тольятти, 1983. - 75 с.

4 ВОРОБЬЕВ Г.В. Трехфазные короткие замыкания. Методические указания по курсу "Переходные процессы в системах электроснабжения". - Тольятти, 1987, -32 с.

5 ВОРОБЬЕВ Г.В. Трехфазные короткие замыкания в системах электроснабжения. Методические указания по курсу "Переходные процессы в системах электроснабжения ".- Тольятти, 1987, - 34 с.

6 ВОРОБЬЕВ Г.В. Расчет трехфазных коротких замыканий в системах электроснабжения. Методические указания по курсу "Переходные процессы в системах электроснабжения". - Тольятти , 1986, - 20 с.

7 ВОРОБЬЕВ Г.В. Несимметричные короткие замыкания. Методические указания по курсу "Переходные процессы в системах электроснабжения ".- Тольятти, 1986, - 36 с.

8 ВОРОБЬЕВ Г.В. Несимметричные короткие замыкания в системах электроснабжения. Методические указания по курсу "Переходные процессы в системах электроснабжения". - Тольятти, 1986, - 38 с.

9 ВОРОБЬЕВ Г.В. Расчет несимметричных коротких замыканий в системах электроснабжения. Методические указания по курсу "Переходные процессы в системах электроснабжения". - Тольятти, 1986, -23 с.



ЗАДАНИЕ

1.Рассчитать сверхпереходные и ударные токи трехфазного КЗ на сборных шинах ВН и НН подстанции, построить график I_П=f(t) для КЗ на шинах ВН. Вид схемы выбирается по варианту D. Ударные коэффициенты взять приближённо из таблицы 7 «Усредненные значения ударного коэффициента при коротком замыкании в различных точках электрической системы» текста для учебника.

2.Рассчитать ток трёхфазного короткого замыкания на стороне 0.4 кВ для выбора оборудования. Обмотки НН (10 кВ) трансформаторов Т2 считать источником постоянного напряжения. Достаточно рассмотреть одну из параллельных ветвей.

3.Рассчитать сверхпереходные токи несимметричных КЗ на стороне ВН. Группы соединений трансформаторов взять из методических указаний. Рассчитать ударные токи и коэффициенты тяжести аварии.

Примечания:

Доаварийным режимом короткого замыкания считать холостой ход;

Синхронные двигатели можно не учитывать.

Результаты расчетов свести в сводные таблицы в конце каждого пункта курсовой.

Расчётные параметры схемы

Таблица А. Основные параметры ЛЭП

Генераторы передающей станции количество и мощность, МВт cos	2х150 0,80
Трансформаторы передающей станции количество и мощность, МВА Uк%	2х100 6,0
Линия ВН Uн , кВ наличие грозозащитного троса в Л1 (в Л2 и Л3 - трос есть всегда) х0, Ом./км - длина линии, l, км.	220 нет 0,4 150
Автотрансформаторы количество и мощность, МВА uк%	3х100 6,0

Таблица В. Параметры генераторов передающей станции

1. Тип генератора и наличие АРВ	ТГ с АРВ
2. Сопротивления, о. е. хd - хd”	1,40 0,150

Таблица C

Мощность к. з. на зажимах приемной системы, МВА	4000
Момент времени для расчетной кривой t2	2,0
Соотношение длин линий Л1 Соотношение длин линий Л2 Соотношение длин линий Л3	l1=(1/3)*l l2=(1/2)*l l3=(1/4)*l
Точка КЗ в схеме на стороне ВН	К3
Вид обрыва на стороне ВН	L(2)

Таблица D. Параметры промежуточного подключения

Количество и мощность трансформаторов Т2, МВА	2х40
2. Напряжения, % Uвн Uвс Uсн	10,0 4,0 3,5
3. Нагрузка на шинах 35 кВ, МВА	13
Протяженность линии 35 кВ, км Воздушные (всего) Кабельные (всего)	35 2
Нагрузка на шинах 10 кВ, МВА а) всего б) в том числе СД Количество и мощность, МВА хd”	4х2 0,23
В) Трансформаторы Т3 10/0,4 мощность, МВА Uк% Рк.з., кВт (каждого) г) кабели 10 кВ длина, м (каждый) х0, Ом/км r0, Ом/км д) кабели 0,4 кВ длина, м (каждый) х0, Ом/км r0, Ом/км	2х4 5,5 100 350 0,08 3,80 45 0,08 1,95
Нагрузка на 0,4 кВ АД мелкие - Р, кВт cos Обобщенная нагрузка S, кВA	1000 0,85 2000

Расчетная схема

Размещено на Allbest.ru

...