Переходные процессы в электроэнергетических системах. Курсовая работа - Прохоров А.В.. Кафедра Электроснабжение Дисциплина Переходные процессы в системе электроснабжения Расчёт аварийных режимов в системе электроснабжения промышленного предприятия Отчёт по курсовой работе (вариант п 13 )

• Название: Кафедра Электроснабжение Дисциплина Переходные процессы в системе электроснабжения Расчёт аварийных режимов в системе электроснабжения промышленного предприятия Отчёт по курсовой работе (вариант п 13 )
• Анкор: Переходные процессы в электроэнергетических системах
• Дата: 05.04.2022
• Размер: 1.59 Mb.
• Имя файла: Курсовая работа - Прохоров А.В..docx
• Тип: Отчет; #444913
• страница: 2 из 4

Примечания:

1. X_доп и R_доп – соответственно индуктивное и активное дополнительное сопротивление.

2. Ζ_доп – модуль дополнительного сопротивления.

3. X_доп1, R_доп1 – соответственно индуктивное и активное дополнительное сопротивление прямой последовательности.

X_доп2, R_доп2 – соответственно индуктивное и активное дополнительное сопротивление обратной последовательности.

X_доп0, R_доп0 – соответственно индуктивное и активное дополнительное сопротивление нулевой последовательности.

4. Дополнительное сопротивление второй ступени R_допII и Ζ_допII включает в себя дополнительное сопротивление первой ступени R_допI и Ζ_допI.
2. ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ
2.1. Задача 1

2.1.1. Форма расчёта и расчётная схема к задаче 1.

2.1.1.1. Расчёт токов КЗ задачи 1 следует выполнить для начального момента времени

t = 0 в именованных единицах, то есть представить:

• 
  ЭДС источников напряжения, [В];
  
• 
  напряжения, [В];
  
• 
  сопротивления элементов схемы замещения, [мОм];
  
• 
  токи КЗ, [кА].
  

2.1.1.2. Расчётная схема СЭС к реальной задаче 1 выделена пунктиром. Остальные элементы расчётной схемы СЭС отсутствуют.

Демонстрационный пример схемы к задаче 1, составленный на основании схемы СЭС (см. рис. 1), приведён на рис. 2.

2.1.1.3. Исходные данные элементов СЭС взять из табл. 1. Дополнительное условие

к задаче 1 – мощность КЗ на шинах ЭЭС равна S_к⁽³⁾ = √3∙U_нс∙I⁽³⁾_к = ∞.

Рис. 2. Расчётная схема к задаче 1:

К3 и К4 – точки коротких замыканий в сети U_нс = 380 В.

2.1.2. Расчётные точки КЗ:

• 
  К3 на шинах низкого напряжения понижающего силового трансформатора с номинальными напряжениями обмоток 10/0,4 кВ;
  
• 
  К4 на выводах асинхронного двигателя с наименьшей номинальной мощностью (MА6 – типа 4А20016 P_н = 30 кВт).
  

2.1.3. Метод, режим тока КЗ, перечень необходимых расчётов, методические указания и последовательность выполняемых расчётов.

Необходимо произвести для выделенной части СЭС (см. рис. 2) следующие расчёты:

1). Определить действующее значение периодической составляющей трёхфазного тока КЗ – I⁽³⁾ и ударный ток i_у методом электрической цепи в точке К3.

Режим тока КЗ – максимальный.

2). Определить действующее значение периодической составляющей трёхфазного тока КЗ методом электрической цепи – I⁽³⁾ в точке К4.

Режим тока КЗ – максимальный.

3). Определить действующее значение периодической составляющей двухфазного тока КЗ – I⁽²⁾ методом электрической цепи в точке К3.

Режим тока КЗ – максимальный.

4). Определить действующее значение периодической составляющей однофазного тока КЗ – I⁽¹⁾ методом полных сопротивлений в точке К3. Определение значений I⁽¹⁾ выполнить, принимая схему и группу соединений обмоток трансформатора – ∆/Y _н –11 и Y/Y_н –12.

Определение тока методом полных сопротивлений следует выполнять в минимальном режиме тока КЗ.

Определение тока методом симметричных составляющих следует выполнять в максимальном режиме тока КЗ.

5). Определить действующее значение периодической составляющей однофазного тока КЗ – I⁽¹⁾ методом полных сопротивлений в точке К4. Определение значений I⁽¹⁾ выполнить, принимая схему и группу соединений обмоток трансформатора Т4 – ∆/Y _н –11 и Y/Y _н –12.

Режим тока КЗ – минимальный.

2.1.4. Построение векторных диаграмм выполнить без учёта предшествующей нагрузки, влияния двигателей и масштабных коэффициентов.

2.2. Задача 2

2.2.1. Форма расчёта и расчётная схема к задаче 2.

2.2.1.1. Расчёт токов КЗ задачи 2 выполнить для начального момента времени t = 0

в относительных единицах [о.е.] при выбранных базисных условиях, то есть представить:

• 
  ЭДС источников напряжения, [о.е.];
  
• 
  сопротивления элементов схемы замещения, [о.е.];
  
• 
  токи КЗ, [о.е.].
  

Окончательный результат расчёта токов КЗ выразить в именованных единицах [кА].

2.2.1.2. Расчётная схема СЭС к задаче 2 выделена пунктиром. Остальные элементы расчётной схемы СЭС отсутствуют.

2.2.2. Расчётные точки КЗ:

• 
  К1 на шинах ЭЭС;
  
• 
  К2 на шинах секции ГПП.
  

2.2.3. Метод, режим тока КЗ, перечень необходимых расчётов, методические указания и последовательность выполняемых расчётов.

Необходимо произвести для выделенной части СЭС следующие расчёты:

1). Определить действующее значение периодической составляющей трёхфазного тока КЗ – I⁽³⁾ и ударный ток i_у методом электрической цепи в точке К2.

Рис. 3. Расчётная схема к задаче 2:

К1 – точка короткого замыкания в сети U_нс = 110 кВ;

К2 – точка короткого замыкания в сети U_нс = 10 кВ.
Режим тока КЗ – максимальный.

2). Определить действующее значение периодической составляющей трёхфазного тока КЗ методом электрической цепи – I⁽³⁾ в точке К1.

Режим тока КЗ – максимальный.

3). Определить действующее значение периодической составляющей двухфазного тока КЗ – I⁽²⁾ методом электрической цепи в точке К2.

Режим тока КЗ – максимальный.

2.2.4. Построение векторных диаграмм выполнить без учёта предшествующей нагрузки, влияния двигателей и масштабных коэффициентов.

2.3. Результаты расчёта

2.3.1. Результаты расчёта приведены в табл. 3

Таблица 3

№ п/п	Точка КЗ	Вид КЗ	Значение токов в фазах, кА				Применяемый метод расчёта тока КЗ
			А		В	С
			Iа	iу	Iв	Iс
1	К1	К(3)	11,05	-	11,05	11,05	Метод электрической цепи
2	К2	К(3)	7,206	19,63	7,206	7,206
3		К(2)	-	-	6,241	6,241
4		К(2)	-	-	6,241	6,241	Метод симметричных составляющих
5		З(1)	-	-	-	-	Метод погонных емкостных токов
6	К3	К(3)	23,05	53,26	23,05	23,05	Метод электрической цепи
7		К(2)	-	-	19,9	19,965
8		К(1)	20,54/7,672	-	-	-	Метод полных сопротивлений
9		К(2)	-	-	-	-	Метод симметричных составляющих
10		К(1)	-	-	-	-
11	К4	К(3)	5,95	9,49	5,95	5,95	Метод электрической цепи
12		К(1)	3,92/2,972	-	-	-	Метод полных сопротивлений

Примечания:

1. Значение тока однофазного КЗ на землю I_c⁽¹⁾ в сети с изолированной нейтралью дано в амперах.

2. В числителе приведено значение однофазного тока КЗ при схеме соединения обмоток трансформатора ∆/Y _н, а в знаменателе при схеме соединения обмоток Y/Y _н.

3. Режим максимального тока КЗ – по положениям позиций № 1–7 и № 9–11. Режим минимального тока КЗ – по положениям позиций № 8 и № 12.

4. I_а, I_в, I_с – действующие значения периодической составляющей тока КЗ, кА.

i_у – ударный ток КЗ, кА.


А.1. ЦЕЛЬ, УСЛОВИЯ И ПОРЯДОК

РАСЧЁТА ТРЁХФАЗНОГО ТОКА КЗ
А.1.1. Произвести расчёт параметров Iк, iу трёхфазноготока КЗ в точках К3 и К4 при следующих условиях:

• 
  для начального момента времени t = 0;
  
• 
  в режиме максимального тока;
  
• 
  мощность трёхфазного КЗ на шинах системы (ЭЭС) SК^(3) = ∞;
  
• 
  ЭЭС присоединена непосредственно к кабельной линии КЛ3;
  
• 
  методом электрической цепи.
  

А.1.2. Порядок расчёта трёхфазного тока КЗ методом электрической цепи

1. Составляется однолинейная расчётная схема сети задачи 1, содержащая источник питания (ЭЭС) в предположении бесконечной мощности КЗ на его выводах, высоковольтную кабельную линию, трансформатор, низковольтную кабельную сеть и асинхронный двигатель.

2. Из методических указаний выбирается наименование электрооборудования, требуемый перечень исходных данных и контрольные точки расчёта тока КЗ.

3. На основании заданной расчётной схемы составляется схема замещения относительно точки КЗ.

Источник питания (ЭЭС) вводится в схему замещения идеальным источником напряжения с ЭДС, равной E = 1,05U_нс (по условию задачи 1 мощность трёхфазного КЗ на выводах источника питания равна бесконечности SК^⋀3 = ∞).

Высоковольтная кабельная линия, трансформатор, низковольтная кабельная сеть вводятся в схему замещения их индуктивными и активными сопротивлениями.

Асинхронный двигатель вводится в схему замещения реальным источником напряжения, характеризуемого ЭДС, индуктивным и активным сопротивлением.

В схему замещения также вводится дополнительное сопротивление, обусловленное неучтёнными сопротивлениями распределительных устройств низкого напряжения п/ст и низковольтных комплектных устройств.

4. Представление значения величин в именованных единицах: ЭДС, напряжений, [В]; сопротивлений, [мОм]; токов КЗ, [кА].

5. Выполняется преобразование исходной схемы замещения к эквивалентной схеме замещения.

6. Определяется модуль результирующего сопротивления до точки КЗ

Zσ = √(Rσ^2 + Xσ^2).

7. Находится действующее значение периодической составляющей тока КЗ

где U_нс – номинальное напряжение сети;

Zσ – модуль результирующего сопротивления до точки КЗ.
8. Определяется ударный ток КЗ:

iу = √2∙Iк∙kу,
где Iк – значение периодической составляющей тока КЗ;

kу = 1 + e^(–0,01/Ta) – ударный коэффициент. Здесь Та – постоянная времени

затухания апериодической составляющей тока КЗ Ta = Xσ/(ωRσ).


А.2. РАСЧЁТ ПАРАМЕТРОВ IК3, iу

ТРЁХФАЗНОГО ТОКА КЗ В ТОЧКЕ К3
А.2.1. Расчётная схема и схемы замещения для расчёта тока КЗ в точке К3 приведены на рис. А.1.

А.2.2. Расчёт значений элементов схемы замещения

А.2.2.1. Параметры источника напряжения Е1 (Е1 и XЭЭС)

А.2.2.1.1. ЭДС источника напряжения Е1

Е1 = = = 418,57
где U_ср·н = 1,05U_нс – среднее номинальное напряжение сети. Здесь U_нс – номинальное напря-

жение сети;

kт = Uвн/Uнн – коэффициент трансформации трансформатора Т4, здесь

U_ВН – номинальное напряжение обмотки высокого напряжения;

Uнн – номинальное напряжение обмотки низкого напряжения.


Рис. А.1. Расчётная схема системы электроснабжения (а),

схема замещения общего вида для расчёта тока трёхфазного КЗ в точке К3 (б),

схема замещения ЭЭС (в) и эквивалентная схема замещения ЭЭС (г):

N, N1 – нейтральные точки источников питания и места КЗ;

jЕ, U_A, R +jx, I_ЭЭС ─ соответственно комплексы ЭДС, напряжения, сопротивления и тока.

Ε1 = 418,57·[В]
А.2.2.1.2. Сопротивление источника напряжения по условию задачи 1 равно нулю

Xээс = 0 и Rээс = 0, так как мощность трёхфазного КЗ на выводах ЭЭС принимается бесконечной.

А.2.2.2. Параметры кабельной линии КЛ3 (R1 и X1)

R1 = 0,808
R1 = 0,808·[мОм]

Χ1 = 0,163

Χ1 = 0,163·[мОм]
А.2.2.3. Параметры трансформатора Т4 (R2 и X2)
А.2.2.3.1. Значение модуля сопротивления трансформатора (Z2)
Ζ2 = 16,36
Ζ2 = 16,36·[мОм]
А.2.2.3.2. Значения параметров трансформатора (R2 и X2)

R2 = 3,34

R2 = 3,34·[мОм]

Χ2 = 16,0154

Χ2 = 16,0154·[мОм]
А.2.2.4. Значение дополнительных сопротивлений на I ступени распределения энергии (точка КЗ К4) принимается равными R2a = 1,73 мОм и X2a = 1 мОм.