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

• Название: Курсовой проект по учебному курсу Электромагнитные и электромеханические переходные процессы в электроэнергетических системах
• Анкор: «Электромагнитные и электромеханические переходные процессы в электроэнергетических системах
• Дата: 10.02.2022
• Размер: 1.16 Mb.
• Имя файла: Kursovoy_variant_2ispr.docx
• Тип: Курсовой проект; #357933
• страница: 3 из 6

1.3 Расчет ударного тока короткого замыкания на ступени напряжения 220 кВ

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

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

где К_У=1+sinφ *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;

φ_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 1.2.

Таблица 1.2 – 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 параметров симметричного короткого замыкания на ступени напряжения Uб=10 кВ

2.1 Составление схемы замещения и ее эквивалентирование

Расчет тока короткого замыкания на ступени напряжения 10 кВ также ведется в относительных единицах. Схема замещения представлена на рисунке 2.1, а ее параметры были определены в п. 1.1.



Рисунок 2.1 – Схема замещения при КЗ на ступени напряжения 10 кВ
Выполним эквивалентирование схемы (рисунок 2.2):

Х’₁₁= Х’₁+Х’₂+Х’₃+Х’₅ +Х’₇+Х’₉ +(Х’₁+Х’₂+Х’₃)*(Х’₅ +Х’₇+Х’₉)/

/( Х’₄+Х’₆+Х’_С)=0,040+0,030+0,019+0,014+0,066+0,059+(0,040+0,030+0,019)*

*(0,014+0,066+0,059)/(0,019+0,020+0,025)=0,421

Х’₁₂= Х’₄+Х’₆+Х’_С + Х’₅ +Х’₇+Х’₉+( Х’₄+Х’₆+Х_С)* (Х’₅ +Х’₇+Х’₉)/

/( Х’₁+Х’₂+Х’₃)=

=0,019+0,020+0,025+0,014+0,066+0,059+(0,014+0,066+0,059)*(0,019+0,020+

+0,025)/(0,040+0,030+0,019)=0,303


Рисунок 2.2 Эквивалентная схема замещения при КЗ

на ступени напряжения 10 кВ

2.2 Расчет тока трехфазного короткого замыкания на ступени напряжения 10 кВ

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

I^’’_G = Е^’’_G /Х’₁₁=1/0,421=2,375

I^’’_C = Е^’’_C /Х’₁₂=1/0,303=3,300

I^’’ _CD = Е^’’ _CD /Х’₁₀=1,1/2,875=0,383

Полный ток в точке КЗ в относительных единицах:

I^’’_{К о.е.} = I^’’_G + I^’’_С + I^’’_CD =2,375+3,300+0,383=6,058

Базисный ток:

I_Б=S_Б/(1,73*U_Б)=100/(1,73*10,5)=5,499 кА

Полный ток в точке КЗ в именованных единицах:

I^’’_К = I^’’_{К о.е.}* I_Б=6,058*5,499=33,312 кА

Периодическую слагающую тока КЗ во времени находим аналогично п.1.

Составляющая тока от системы не меняется I_С=const=3,3.

Расчетное сопротивление генераторов передающей станции определим по формуле:

S_ГΣ=2_*Р_H/cosφ_н =2*150/0,8=375 МВА

Х_РАСЧ.Г= Х’₁₁* S_ГΣ /Sб=0,421*375/100=1,579

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^’’=0,61*(S_ГΣ /Sб)=0,61_*(375/100)=2,288;

t=0,1с I_г0,1^’’=0,6*(S_ГΣ /Sб)=0,6_*(375/100)=2,250;

t=0,2с I_г0,2^’’=0,59*(S_ГΣ /Sб)=0,59_*(375/100)=2,213;

t=0,5с I_г0,5^’’=0,55*(S_ГΣ /Sб)=0,55_*(375/100)=2,063;

t=2,0 с I_г2,0^’’=0,65*(S_ГΣ /Sб)=0,65_*(375/100)=2,438;

t=∞ I_г∞^’’=0,69*(S_ГΣ /Sб)=0,69_*(375/100)=2,588.

Расчетное сопротивление синхронных двигателей определим по формуле:

S_CDΣ=4_*S_CD=4*2=8 МВа

Х_РАСЧ.CD= Х’₁₀* S_CDΣ /Sб=2,875*8/100=0,230

Приняв синхронные двигатели как турбогенераторы без АРВ с ДО, по расчетным кривым [1, с. 246-247] определим токи КЗ в относительных единицах в различные моменты времени:

t=0 I_CD0^’’=4,0*(S_CDΣ /Sб)=4,0_*(8/100)=0,320;

t=0,1с I_CD0,1^’’=3,8*(S_CDΣ /Sб)=3,8_*(8/100)=0,304;

t=0,2с I_CD0,2^’’=3,6*(S_CDΣ /Sб)=3,6_*(8/100)=0,288;

t=0,5с I_CD0,5^’’=2,6*(S_CDΣ /Sб)=2,6_*(8/100)=0,208;

t=2,0 с I_CD2,0^’’=1,75*(S_CDΣ /Sб)=1,75_*(8/100)=0,140;

t=∞ I_CD∞^’’=1,35*(S_CDΣ /Sб)=1,35_*(8/100)=0,108.

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

t=0 I_K0’’= I_г0’’+I_C’’+I_CD0’’=2,288+0,320+3,300=5,908;

t=0,1с I_K0,1’’= I_г0,1’’+I_C’’+I_CD0,1’’=2,250+0,304+3,300=5,854;

t=0,2с I_K0,2’’= I_г0,2’’+I_C’’+ I_CD0,2’’=2,213+0,288+3,300=5,801;

t=0,5с I_K0,5’’= I_г0,5’’+I_C’’+I_CD0,5’’=2,063+0,208+3,300=5,571;

t=2,0 с I_K2,0’’= I_г2,0’’+I_C’’+I_CD2,0’’=2,438+0,140+3,300=5,878;

t=∞ I_K∞’’= I_г∞’’+I_C’’+I_CD∞’’=2,588+0,108+3,300=5,996.

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

t=0 I_K0’’=5,908*5,499=32,486 кА;

t=0,1с I_K0,1’’=5,854*5,499=32,189 кА;

t=0,2с I_K0,2’’=5,801*5,499=31,897 кА;

t=0,5с I_K0,5’’=5,571*5,499=30,633 кА;

t=2,0 с I_K2,0’’=5,878*5,499=32,321 кА;

t=∞ I_K∞’’=5,996*5,499=32,969 кА.

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.	5,908	5,854	5,801	5,571	5,878	5,996
IK’’, кА	32,486	32,189	31,897	30,633	32,321	32,969

Рисунок 2.3 – График тока КЗ на шинах 10 кВ