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: 3 из 4

Примечание. – Правила выбора значения дополнительного сопротивления в зависимости от номинального напряжения сети U_н при КЗ на I ступени распределения энергии (точка КЗ К3).

В случае сети с U_н = 380 В дополнительное сопротивление при КЗ на шинах п/ст при трёхфазном КЗ принимается равным R_доп = 1 мОм и X_доп = 1 мОм.

Если расчёт тока КЗ выполняется в сети с U_н = 660 В, то дополнительное сопротивление при КЗ на шинах п/ст принимается равным R_доп = √3 мОм (в корень из трёх раз большим, чем в сети с U_н = 380 В)

и X_доп = 1 мОм.
А.2.2.5. Параметры ветви источника питания (см. рис. А.1, в): ЭЭС–КЛ3–Т4 (R6 и X6)
Χ6 = Χ1 + Χ2 + Χ2a = 0,163 + 16,01524 + 1 = 17,1782
Χ6 = 17,1782·[мОм]
R6 = R1 + R2 + R2a = 0,808 + 3,34 + 1,73 = 5,878
R6 = 5,878·[мОм]

Ζ6 = 18,156
Ζ6 = 18,156·[мОм]

А.2.3. Расчёт тока КЗ в точке К3 от ЭЭС

А.2.3.1. Действующее значение периодической составляющей тока в точке К3 от ЭЭС

Ιээс = 23,054
Ιээс = 23,054·[кА]
А.2.3.2. Значение ударного тока в точке К3 от ЭЭС
- 0.01/(Χ6/(ω·R6))

iуЭЭС = ·ΙЭЭС·(1 +  ) =
- 0.01/(17,17/(314·5,878))

= 1,414·23,054·(1 +  ) = 53,2691
iуЭЭС = 53,2691·[кА]

А.3. РАСЧЁТ ДЕЙСТВУЮЩЕГО ЗНАЧЕНИЯ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ

СОСТАВЛЯЮЩЕЙ ТОКА КЗ В ТОЧКЕ К4
А.3.1. Расчётная схема и схемы замещения приведены на рис. А.2

А.3.2. Расчёт значений элементов схемы замещения

А.3.2.1. Значения параметров КЛ11 (R5 и X5)

R5 = 36,36

R5 = 36,36·[мОм]

Χ5 = 2,16
Χ5 = 2,16·[мОм]

Рис. А.2. Расчётная схема системы электроснабжения (а), схема замещения для расчёта тока трёхфазного КЗ в точке К4 (б), эквивалентная схема замещения (в):

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

А.3.2.2. Параметры ветви – линия КЛ11–R5а.

Значение дополнительного сопротивления по отношению ко II ступени распределения энергии (точка КЗ К4) принимается равным R5а = 5 мОм и учитывать ранее включённое в схему замещения дополнительное сопротивление R2а = 1 мОм не следует!
Примечание. – Правила выбора значения дополнительного сопротивления в зависимости от номинального напряжения сети U_н при КЗ на II ступени распределения энергии (точка КЗ К4).

Если расчёт тока КЗ выполняется в сети с U_н = 380 В, то дополнительное сопротивление всей ветви при трёхфазном КЗ принимается равным R_доп = 5 мОм и учитывать ранее включённое в схему замещения дополнительное сопротивление R_доп = 1 мОм не следует!

В случае расчёта тока КЗ в сети с U_н = 660 В дополнительное сопротивление следует принимать равным по отношению к месту КЗ R_доп = 5√3 мОм (в корень из трёх раз большим, чем в сети с U_н = 380 В).
Значение сопротивления ветви КЛ11–Rдоп.5а+5 с учётом Rдоп.I = 1 мОм

(R5a = 8,66 мОм) определиться по выражению
R8 = R5 + R5а = 36,36 + 8,66 = 45,02
R8 = 45,02·[мОм]
Χ8 = Χ5 = 2,16·[мОм]
А.3.3. Преобразование схемы замещения СЭС рис. А.2, б.
R9 = R6 + R8 = 5,878 + 45,02 = 50,898
R9 = 50,898·[мОм]
X9 = X6 + X8 = ·17,16 + ·2,16 = 19,33
X9 = 19,33·[мОм]
Модуль комплекса сопротивления Z9
⎮Z9⎮ = ⎮50,898 + ·19,33⎮
Z9 = 70,22·[мОм]
А.3.4. Расчёт параметров трёхфазного тока КЗ IЭЭС, iу в точке К4 от ЭЭС

А.3.4.1. Действующее значение периодической составляющей тока

Ιээс = 5,95

Ιээс = 5,95·[кА]
А.3.4.2. Значение ударного тока

- 0.01/(Χ9/(ω·R9))

iуЭЭС = ·ΙЭЭС·(1 +  ) =

- 0.01/(19,33/(314·50,898))

= 1,414·5,95·(1 +  ) = 9,4911

iуЭЭС = 9,4911·[кА]

А.4. РАСЧЁТ ДЕЙСТВУЮЩЕГО ЗНАЧЕНИЯ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ

СОСТАВЛЯЮЩЕЙ ДВУХФАЗНОГО ТОКА КЗ В ТОЧКЕ К3

МЕТОДОМ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ
А.4.1. Значение тока КЗ
19,965
= 19,965·[кА]

А.4.2. Вывод по расчёту двухфазного тока КЗ в точке К3:

Значение тока при двухфазном КЗ всегда меньше, чем при трёхфазном КЗ примерно на 15 %, то есть в √3/2 раз при условии соответствия источников напряжения требованиям источников бесконечной мощности.

Б.1. ЦЕЛЬ, УСЛОВИЯ И ПОРЯДОК РАСЧЁТА ОДНОФАЗНОГО ТОКА КЗ
Б.1.1. Расчёт действующего значения периодической составляющей тока при однофазном КЗ в точках К3, К4 выполнить при следующих условиях:

• 
  для произвольного момента времени t;
  
• 
  в режиме минимального тока;
  

• 
  мощность трёхфазного КЗ на шинах системы (ЭЭС) Sк^⋀(3) = ∞;
  

• 
  ЭЭС присоединена непосредственно к трансформатору Т3;
  
• 
  методом модулей.
  

Необходимо отметить, что кроме метода модулей, существуют и другие методы расчёта однофазных токов КЗ, например, метод электрической цепи.
Б.1.2. Порядок расчёта тока КЗ методом модулей

1. Составляется однолинейная расчётная схема сети задачи 1, содержащая: источник питания (ЭЭС) в предположении бесконечной мощности КЗ на его выводах, трансформатор, низковольтный кабель. Высоковольтную кабельную линию в однолинейную расчётную схему сети не включают.

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 и приводится путём преобразований к эквивалентной схеме замещения относительно точки КЗ.

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

Трансформатор, низковольтную кабельную линию, распределительные устройства вводят в схему замещения их полными сопротивлениями, соответствующими условиям расчёта.

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

5. Определяется модуль результирующего сопротивления до точки КЗ арифметическим сложением соответствующих составляющих модулей отдельных элементов – трансформатора, низковольтного кабеля и распределительного устройства
ΖΣ = Ζт⁄3 + ∑(Ζi) + Ζдоп
6. Определяется действующее значение периодической составляющей тока
(1) Uн

Ιк = ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯

Ζт⁄3 + ∑(Ζi) + Ζдоп
где Iк^(1) – ток однофазного КЗ, кА;

Uн – номинальное фазное напряжение сети, В;

Zт – модуль комплекса сопротивления трансформатора (значение Zт берётся из справоч-

ных материалов), мОм;

Zi = Zп.уд.i ·li – модуль комплекса сопротивления цепи фаза-нуль i-го участка сети

(i-й линии), мОм. Причём 1 ≤ i ≤ n.

Здесь: Zп.уд.i – полное удельное сопротивление i-й линии, мОм/м;

li – длина i-й линии, м;

n – количество участков низковольтной сети (линий);

Zдоп – дополнительное сопротивление, обусловленное, прежде всего, неучтёнными со-

противлениями распределительных устройств низкого напряжения п/ст и низко-

вольтных комплектных устройств. На I ступени распределения энергии допол-

нительное сопротивление Zдоп должно носить индуктивный характер. На II

ступени распределения энергии дополнительное сопротивление Zдоп должно но-

сить активный характер.

Б.2. РАСЧЁТ ДЕЙСТВУЮЩЕГО ЗНАЧЕНИЯ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ

СОСТАВЛЯЮЩЕЙ ТОКА ОДНОФАЗНОГО КЗ В ТОЧКЕ К3
Б.2.1. Принципиальная схема и схемы замещения для расчёта тока КЗ в точке К3 приведены на рис. Б.1.

Б.2.2. Расчёт значений элементов схемы замещения и значение однофазных токов КЗ

Б.2.2.1. ЭДС источника напряжения бесконечной мощности Е1 в соответствии с методикой расчёта методом модулей принимается равной Ε1 = Uнф = 380 В. Сопротивление источника напряжения по условию задачи 1 равно нулю Xээс = 0, так как мощность трёхфазного КЗ на выводах ЭЭС принимается бесконечной.

Б.2.2.2. Значение полного сопротивления трансформатора Т4, взятое из справочной таблицы исходных данных, равно: при схеме соединения обмоток трансформатора Y/Y₀ Zпт4 = 142,5 мОм, а при схеме соединения обмоток трансформатора Δ/Y₀ Zпт4 = 49,5 мОм.

Рис. Б.1. Принципиальная схема системы электроснабжения (а);

расчётная схема метода полных сопротивлений для определения тока

однофазного КЗ в точке К3 (б); схема замещения (в):

N и N1 – нейтральные точки источника питания и места КЗ.
Соответственно расчётное сопротивление в схеме замещения Ζ2 = ΖпТ3/3 в зависимости от схемы соединения обмоток трансформатора будет равно:


Ζ2 = 47,5
Ζ2 = 47,5·[мОм]
Ζ2 = 16,5
Ζ2 = 16,5·[мОм]
Б.2.2.3. Значение дополнительного сопротивления на I ступени распределения энергии, обусловленное распределительным устройством низкого напряжения п/ст (точка КЗ К3), принимается равным Ζ2а = 2 мОм.
Примечание. – Правила выбора значения дополнительного сопротивления в зависимости от номинального напряжения сети U_н при однофазном КЗ на I ступени распределения энергии (точка КЗ К3).

В случае сети с U_н = 380 В дополнительное сопротивление при КЗ на шинах п/ст при однофазном КЗ принимается равным Z_доп = 2 мОм.

Если расчёт тока КЗ выполняется в сети с U_н = 660 В, то дополнительное сопротивление при КЗ на шинах так же принимается равным Z_доп = 2 мОм.
Б.2.2.4. Значение модуля расчётного сопротивления Ζ4 до точки КЗ и схеме соединения обмоток трансформатора Т4 Y/Y₀ равно
Ζ4·y·y0 = z2 + z2a = 47,5 + 2 = 49,5
Ζ4 = 49,5·[мОм]
Б.2.2.5. Значение модуля расчётного сопротивления Ζ4 до точки КЗ и схеме соединения обмоток трансформатора Т4 Δ/Y₀ равно
Ζ4·Δ·y0 = z2 + z2a = 16,5 + 2 = 18,5
Ζ4 = 18,5·[мОм]
Б.2.2.6. Действующее значение периодической составляющей тока однофазного КЗ

и схеме соединения обмоток трансформатора Т4 Y/Y₀

ΙΚ3 = 7,67
ΙΚ3 = 7,67·[кА]
Б.2.2.7. Действующее значение периодической составляющей тока и однофазного КЗ

и схеме соединения обмоток трансформатора Т4 Δ/Y₀

ΙΚ3 = 20,54


ΙΚ3 = 20,54·[кА]

Б.3. РАСЧЁТ ДЕЙСТВУЮЩЕГО ЗНАЧЕНИЯ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ

СОСТАВЛЯЮЩЕЙ ТОКА ОДНОФАЗНОГО КЗ В ТОЧКЕ К4
Б.3.1. Принципиальная схема и схемы замещения для расчёта тока КЗ в точке К4 приведены на рис. Б.2


Рис. Б.2. Принципиальная схема системы электроснабжения (а);

расчётная схема метода полных сопротивлений для определения тока

однофазного КЗ в точке К4(б); схема замещения (в):

N и N1 – нейтральные точки источника питания и места КЗ.


Б.3.2. Расчёт значения вновь вводимых элементов схемы замещения и значение однофазных токов КЗ

Б.3.2.1. Значение модуля сопротивления кабельной линии КЛ11 (Ζ3)

Ζ3 = 63
Ζ3 = 63·[мОм]
Б.3.3.2. Значение дополнительного сопротивления на II ступени распределения энергии, обусловленное распределительным устройством низкого напряжения п/ст (точка КЗ К4), принимается равным Ζ3а = 17,32 мОм.
Примечание. – Правила выбора значения дополнительного сопротивления в зависимости от номинального напряжения сети U_н при КЗ на II ступени распределения энергии (точка КЗ К4).

В случае сети с U_н = 380 В дополнительное сопротивление при КЗ на шинах п/ст при однофазном КЗ принимается равным Z_доп = 10 мОм.

Если расчёт тока КЗ выполняется в сети с U_н = 660 В, то дополнительное сопротивление при однофазном КЗ на шинах принимается равным Z_доп = 10√3 мОм (в корень из трёх раз большим, чем в сети с U_н = 380 В).
Б.3.3.3. Значение модуля расчётного сопротивления Ζ4 до точки К4 и схеме соединения обмоток трансформатора Т4 Y/Y₀
Ζ4·y·y0 = Ζ2 + Ζ3 + Ζ3а = 47,5 + 63 + 17,32 = 127,82
Ζ4·y0·y = 127,82·[мОм]
Б.3.3.4. Значение модуля расчётного сопротивления Ζ4 до точки КЗ и схеме соединения обмоток трансформатора Т4 Δ/Y₀
Ζ4·Δ·y0 = Ζ2 + Ζ3 + Ζ3а = 16,5 + 63 + 17,32 = 96,82
Ζ4·Δ·y0 = 96,82·[мОм]
Б.3.3.4. Действующее значение периодической составляющей тока однофазного КЗ

и схеме соединения обмоток трансформатора Т4 Y/Y₀
= 2,97
= 2,97·[кА]
Б.3.3.5. Действующее значение периодической составляющей тока однофазного КЗ

и схеме соединения обмоток трансформатора Т4 Δ/Y₀ равно
= 3,92

= 3,92·[кА]


Б.4. ВЫВОДЫ ПО РАСЧЁТУ ОДНОФАЗНОГО ТОКА КЗ

МЕТОДОМ МОДУЛЕЙ
1. Влияние схемы соединения обмоток понижающего силового трансформатора на значение тока КЗ наибольшее при КЗ на шинах распределительного устройства низкого напряжения п/ст (точка К3).

2. По мере увеличения электрической удалённости от п/ст (точка К4) влияние схемы соединения обмоток понижающего силового трансформатора на значение тока КЗ уменьшается. 3. Метод модулей по сравнению с методом электрической цепи значительно проще

и производительнее при практическом применении для расчёта токов однофазного КЗ.

4. Недостаток метода модулей заключается в меньшей точности результата расчёта на II-й ступени распределения энергии, если электрическая цепь содержит соразмерные значения активного и индуктивного сопротивлений последовательно включённых элементов СЭС. В этом случае предпочтительным является применение метода электрической цепи.

5. Другой недостаток метода модулей заключается в невозможности построения векторных и волновых диаграмм.

В.1. ЦЕЛЬ, УСЛОВИЯ И ПОРЯДОК РАСЧЁТА

ТРЁХФАЗНОГО И ДВУХФАЗНОГО ТОКОВ КЗ
В.1.1. Произвести расчёт действующего значения периодической составляющей трёхфазного тока КЗ в точках К1 и К2:

• 
  для начального момента времени t = 0;
  
• 
  в режиме максимального тока;
  
• 
  методом электрической цепи.
  

В.1.2. Произвести расчёт действующего значения периодической слагающей двухфазного тока КЗ в точке К2:

• 
  для начального момента времени t = 0;
  
• 
  в режиме максимального тока;
  
• 
  методом электрической цепи.