Рисунок 2.3 - Промежуточная схема замещения
9) X21 II X1:
10) EС IIEэкв2:
11) X5 - X23:
X25 = X5+X23 = 18,3+20=38,32 о.е.;
Получим следующую промежуточную схему замещения:
Рисунок 2.4 - Промежуточная схема замещения
12) X24 - X21:
X26 = X24+X21= 0,23+1,75 = 1,98 о.е.;
13) X26 II X25:
14) Eэкв4 II Eэкв3:
Получим следующую промежуточную схему замещения:
Рисунок 2.5 - Промежуточная схема замещения
15) X4 - X27:
X28 = X4+X27= 18,3+1,88 = 20,18 о.е.;
16) Eэкв2 II Eэкв5:
17) X15 II X28:
2.3 Определение начального значения периодической составляющей тока КЗ от источников
Базисный ток:
Периодическая составляющая тока короткого замыкания в начальный момент времени:
2.4 Определение тока от каждой ветви
1) От 1 СШ:
2) От энергосистемы, генераторов и 2 СШ:
3) От 2 СШ:
4) От энергосистемы и генераторов:
5) От энергосистемы:
6) От генераторов:
2.4 Определим периодическую составляющую тока короткого замыкания в заданный момент времени
Периодическая составляющая тока короткого замыкания в заданный момент времени 0,1с:
Первая система шин:
Номинальный ток асинхронного двигателя M в кол-ве 4 штук, приведенный к точке КЗ:
Номинальный ток синхронного двигателя MG в кол-ве 8 штук, приведенный к точке КЗ:
Трехфазный ток КЗ в начальный момент времени асинхронных двигателей М:
Удаленность для асинхронного двигателя М:
По кривым [1] рис.2.1, определяем коэффициент . Рассчитаем периодическую составляющую тока КЗ от асинхронных двигателей 1 СШ в момент времени 0,1:
Трехфазный ток КЗ в начальный момент времени синхронных двигателей МG:
Удаленность для синхронного двигателя МG:
По кривым [1] рис.2.1, определяем коэффициент . Рассчитаем периодическую составляющую тока КЗ от синхронных двигателей 1 СШ в момент времени 0,1:
Вторая система шин:
Номинальный ток асинхронного двигателя M в кол-ве 2 штук, приведенный к точке КЗ:
Номинальный ток синхронного двигателя MG в кол-ве 4 штук, приведенный к точке КЗ:
Трехфазный ток КЗ в начальный момент времени асинхронных двигателей М:
Удаленность для асинхронного двигателя М:
По кривым [1] рис.2.1, определяем коэффициент . Рассчитаем периодическую составляющую тока КЗ от асинхронных двигателей 2 СШ в момент времени 0,1:
Трехфазный ток КЗ в начальный момент времени синхронных двигателей МG:
Удаленность для синхронного двигателя МG:
По кривым [1] рис.2.1, определяем коэффициент . Рассчитаем периодическую составляющую тока КЗ от синхронных двигателей 1 СШ в момент времени 0,1:
3. РАСЧЕТ НЕСЕМИТРИЧНОГО КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ
3.1 Составление схемы замещения и расчет параметров ее элементов
На основании расчетной схемы электрической системы составим схему замещения для начального момента времени. Схема замещения представлена на рис.3.1.
Рисунок 3.1 - Схема замещения
Расчет параметров схемы замещения и их значений аналогичен п.2.1.
3.2 Преобразование схемы замещения к простейшему виду относительно места повреждения
Прямая последовательность
1) (X15 - X17) II (X16 - X18):
2) EG1IIEG2:
Eэкв1= 1,14 о.е.;
3) X2 - X3:
X20 = X2+X3 = 0,45+1,3 = 1,75 о.е.;
4) X10IIX11:
5) X12IIX13:
7) EМ1IIEМG1:
8) EМ2IIEМG2:
После преобразований получим схему замещения:
Рисунок 3.2 - Промежуточная схема замещения
9) X21 - X4:
X22 = X21+X4 = 7,5+18,3 = 25,8 о.е.;
10) X22 - X5:
X23 = X22+X5 = 20+18,3 = 38,3 о.е.;
11) X23IIX22:
12) Eэкв2IIE3:
13) X24 - X20:
X25 = X24+X20 =15,41+1,75 = 17,16 о.е.;
14) X25IIX1:
15) EсIIEэкв4:
Получим промежуточную схему замещения:
Рисунок 3.3 - Промежуточная схема замещения
16) X26 - X14:
X27 = X26+X14 =0,24+0,83 = 1,07 о.е.;
17) X27IIX19:
18) Eэкв1IIEэкв5:
Обратная последовательность
Результирующая сверхпереходная Э.Д.С.: . Результирующее сопротивление:
Нулевая последовательность
Схема замещения для нулевой последовательности:
Рисунок 3.4 - Схема замещения для определения результирующего сопротивления нулевой последовательности
Пересчитаем сопротивление ЛЭП:
WL1:
WL2:
Приведем схему к упрощенному виду:
1) X0.5 - X0.6:
X0.7 = X0.5 + X0.6 =1,575+1,3 = 2,875 о.е.;
2) X0.2 + (X0.1II X0.7):
3) X0.3II X0.4IIX0.8:
3.3 Абсолютный ток короткого замыкания в месте КЗ
Базисный ток:
3.4 Ток прямой, обратной и нулевой последовательности
3.5 Напряжение прямой, обратной и нулевой последовательности
Проверка:
3.6 Построение векторных диаграмм токов и напряжений
Рисунок 3.5 - Векторная диаграмма напряжений на стороне ВН трансформатора
Рисунок 3.6 - Векторная диаграмма токов на стороне ВН трансформатора
Рисунок 3.7 - Векторная диаграмма напряжений на стороне НН трансформатора
4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОКА ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ В СЕТИС ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ
В электрических сетях напряжением 6-35 кВ с изолированной нейтралью ток замыкания на землю в основном протекает через емкостные сопротивления неповрежденных фаз относительно земли. Емкостные сопротивления элементов электрической сети значительно превышают их индуктивные и активные сопротивления, и последними можно пренебречь. Это позволяет считать, что ток замыкания на землю не зависит от места замыкания.
В сетях с большим количеством кабельных линий величина тока замыкания на землю определяется практически лишь емкостными токами кабельных линий. Поэтому в практических расчетах этот ток можно приближенно определить за формулой:
где - удельный емкостной ток замыкания на землю кабельной линии, для WK1 принимаем (185 мм2), для WK2 - (70 мм2) по [1].
- длина кабельной линии, электрически связанной с точкой замыкания, км;
В связи с тем, что расчетное значение емкостного тока не превышает максимально допустимую величину (), установка дугогасительного реактора не требуется
5. РАСЧЕТ ТОКА ПРИ ТРЕХФАЗНОМ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ НА ШИНАХ 0,4 КВ
Во время расчета токов КЗ в электроустановках напряжением до 1 кВ необходимо учитывать активные и индуктивные сопротивления всех элементов короткозамкнутой цепи, в том числе кабелей и шин длиной 10 м и более, токовых катушек автоматических выключателей, переходных контактов и др.
В данном случае рассматривается трехфазное короткое замыкание на шинах 0,4 кВ (рис. 5.1). Потребители этого класса напряжения получают питание от шин 6 кВ через трансформатор Т5 и шинопровод. Так как номинальный вторичный ток превышает 500 А сопротивлением трансформаторов тока можно пренебречь, согласно [3], и они на рис. 5.1, Б условно не показанные.
Рисунок 5.1 - Схемы для расчета трехфазного КЗ в сети 0,4 кВ:
А - Принципиальная; Б - Схема замещения
Сопротивление энергосистемы, мОм:
где - среднее номинальное напряжение сети, подключенной к обмотке низшего напряжения трансформатора, В;
- среднее номинальное напряжение сети энергосистемы, к которой подключена обмотка высшего напряжения трансформатора, В;
- действующее значение периодической составляющей тока трехфазного КЗ на стороне высшего напряжения трансформатора, кА.
Активное и реактивное сопротивление трансформатора:
где - потери короткого замыкания трансформатора, Вт;
- полная мощность трансформатора, кВ?А;
где - напряжение короткого замыкания трансформатора, %;
- номинальное напряжение обмотки низшего напряжение трансформатора, кВ;
- потери короткого замыкания трансформатора, кВт;
Актиничное и реактивное сопротивление шинопровода:
где - длина шинопровода, принимаем ;
- активное и реактивное удельное сопротивление, принимаем , по [7];
Реактивное сопротивление катушек и контактов автоматических выключателей: по [7].
Переходное сопротивление: по [7].
Начальное действующее значение периодической составляющей тока трехфазного КЗ:
где - соответственно суммарное активный и индуктивное сопротивление цепи КЗ, мОм;
Постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ:
Время появления ударного тока, с:
где - угол между векторами напряжения источника и периодической составляющей тока КЗ:
Ударный ток короткого замыкания:
где - ударный коэффициент, принимаем по [7, стр.156]
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
При выполнении курсовой работы мы самостоятельно рассчитали электромагнитные переходные процессы, происходящие в электрической системе варианта задания. При этом нам пришлось использовать для решения тех или иных вопросов комплекс знаний, полученных из курса «Переходные процессы в системах электроснабжения» и других смежных дисциплин.
ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК
1. Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования. Учебное пособие для вузов. - 4-ое изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1989.- 608с.
2. Ульянов С.А. Электромагнитные переходные процессы в электри-ческих системах. - М.: Энергия, 1970. - 520 с.
3. Переходные процессы в системах электроснабжения / Под редакторши В.Н. Винославского. - Киев: Высш. шк., 1989. - 422 с.
4. Рожкова Л.Д., Козулин В.С. Электрооборудование станций и подстанций: Учебник для техникумов. - 3-ое изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1987.- 648с.
5. Справочник по электрическим установкам высокого напряжения / Под редакторши И.А. Баумштейна, С.А. Бажанова. - М.: Энергоатомиздат, 1989. -768 с.
6. Асинхронные двигатели серии 4А: Справочник. А.Э. Кравчик, М.М. Шлаф, В.И. Афонин. - М.: Энергоатомиздат, 1982. - 504с.
7. Пивняк Г.Г., Винославский В.Н. и др. Переходные процессы в системах электроснабжения Учебник для вузов, 3-изд., перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат, Днепропетровск, Национальный горный университет,2003. - 548 с.