Переходные процессы в электроэнергетических системах. контрольная работа. Контрольная работа по дисциплине Переходные процессы в электроэнергетических системах Направление подготовки (cпециальность) 21303. 02
 Скачать 411.53 Kb.
|
|
МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Тульский государственный университет» Интернет-институт ТулГУ КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА по дисциплине Переходные процессы в электроэнергетических системахНаправление подготовки (cпециальность): 21303.02 «Электроэнергетика и электротехника» Профили подготовки (cпециализация): 2130207 «Электроснабжение» Квалификация (степень) выпускника: бакалавр Выполнил студент группы ИБ161581р Ф.И.О Пашко Сергей Проверил к.т.н., доцент Ершов С. В. Тула 2022 год Задание 1 Рассчитать упрощенно электромагнитный переходный процесс в синхронном генераторе без демпферных контуров при трехфазном коротком замыкании на шинах высокого напряжения одной из станций схемы. Принять, что до короткого замыкания генератор (станция) работал в номинальном режиме. Определить ударный ток короткого замыкания и его действующее значение. Построить графики изменения действующего значения периодического тока короткого замыкания, напряжения на шинах генератора, ЭДС Eq, E'q и тока возбуждения в функции времени от t = 0 до t = 3T'd для заданного варианта. Построить векторную диаграмму генератора для номинального режима генератора по данным задания на контрольную работу. 2 При коротком замыкании в точке «К» схемы определить ток в фазах и построить векторные диаграммы токов и напряжений в месте короткого замыкания и векторную диаграмму напряжений в точке подключения нагрузки для начального момента времени и несимметричного короткого замыкания К(2). Исходная схема показана на рисунке 1.  Рисунок 1 – Исходная схема Исходные данные: Генератор (Г1 и Г2):      Трансформаторы (Т1):    Автотрансформаторы (Т2):      Линия:    Нагрузка:  1. Расчет переходного процесса при трехфазном коротком замыканииДля трехфазного короткого замыкания на шинах высокого напряжения автотрансформатора Т2 составим схему замещения и определим ее параметры. На шины низкого напряжения трансформаторов Т1 поступает мощность от двух генераторов, они войдут в схему сверхпереходными ЭДС и сопротивлениями. В схему замещения войдут индуктивные сопротивления схем замещения трансформаторов Т1, линии L, а также обмоток высокого и низкого напряжений автотрансформаторов Т2 и нагрузка своими индуктивным сопротивлением и ЭДС (рисунок 2).  Рисунок 2 – Схема замещения для короткого замыкания Рассчитаем параметры схемы замещения, принимая  Сверхпереходное индуктивное сопротивление и ЭДС генератора в относительных базисных единицах равны:   Индуктивное сопротивление схемы замещения трансформатора T1:  Сопротивление схемы замещения одной ВЛ:  Сопротивления схемы замещения автотрансформатора T2:     Сопротивление нагрузки:  Далее необходимо привести схему замещения к элементарному виду (рисунок 3). Для этого используем параллельное объединение двухполюсников. Найдём параметры схемы замещения генератора:    Рисунок 3 – Приведение схемы замещения к элементарному виду Эквивалентные параметры схемы замещения трансформаторов T1:  Эквивалентные параметры схемы замещения ВЛ.  Эквивалентные параметры схемы замещения автотрансформаторов T2:   В результате получим схему, показанную на рисунке 4. Упрощая её, получим двухлучевую схему (рисунок 5) с параметрами:    Рисунок 4 – Промежуточная схема  Рисунок 5 – Двухлучевая схема Выполним расчёт сверхпереходного тока. Сверхпереходный ток от генератора:  Сверхпереходный ток от нагрузки:  Ток в точке КЗ:  Ток в точке КЗ в именованных единицах:  Найдём ударный ток и его действующее значение. Для этого составим дополнительную схему замещения с активными сопротивлениями (рисунок 6).  Рисунок 6 – Схема замещения с активными сопротивлениями       Эквивалентное сопротивление слева от точки КЗ:   Суммарное активное сопротивление схемы равно:  Суммарное индуктивное сопротивление схемы равно:  Найдём ударный ток:    Действующее значение ударного тока равно:  Определяем параметры исходного режима, в качестве которого выбираем номинальный режим генератора. Расчет ведем в относительных единицах   Периодическая слагающая тока статора в начальный момент короткого замыкания в базисных единицах:    Периодическая слагающая тока статора при t=∞ и отсутствии форсировки возбуждения    Закон изменения периодической составляющей тока статора генератора при коротком замыкании за трансформатором   Соответственно    Закон изменения тока возбуждения    Рисунок 7 – Графики изменения действующего значения периодического тока короткого замыкания, напряжения на шинах генератора, ЭДС Eq, E`q и тока возбуждения в функции времени  Рисунок 8 – Векторная диаграмма генератора 2. Расчет переходного процесса при несимметричном коротком замыканииЭквивалентное значение сопротивления прямой последовательности было определено ранее. Найдём его в именованных единицах:  Определяем эквивалентное сопротивление обратной последовательности. Схема замещения обратной последовательности и ее преобразование аналогичны прямой последовательности, только вместо источников ЭДС заземления, а ЭДС обратной последовательности приложено в точке КЗ. При этом учитываем, что сопротивление обратной последовательности для синхронных генераторов отличается      Соответственно   Т.к. требуется расчет токов при двухфазном КЗ, сопротивление нулевой последовательности не рассчитываем. Определяем ток короткого замыкания при двухфазном коротком замыкании. Дополнительное реактивное сопротивление для данного вида КЗ  Ток прямой последовательности в фазе А (неповрежденной)  Ток обратной последовательности в фазе А  Ток двухфазного КЗ в фазах В и С определяется использованием соотношения между током прямой последовательности и током двухфазного КЗ   Для построения векторной диаграммы определяем векторы токов и напряжений каждой составляющей. Составляющие тока в фазе А    Составляющие тока в фазе B     Составляющие тока в фазе C     Фактические токи в фазах    Составляющие напряжения в фазе А   Составляющие напряжения в фазе B     Составляющие напряжения в фазе С     Фактические напряжения в фазах    Определяем напряжение в месте подключения нагрузки. Для упрощения определения напряжения на шинах НН Т2 учитываем симметричность схемы замещения. Составляющая тока прямой последовательности от нагрузки  Определяем напряжение прямой последовательности       Составляющая тока обратной последовательности от нагрузки  Определяем напряжение прямой последовательности       Фактические напряжения в фазах      Пересчитываем значения напряжений к ступении НН                  Рисунок 8 – Векторная диаграмма токов и напряжений в месте КЗ |
