«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: 5 из 6

4 Расчет токов несимметричных коротких замыканий

Для расчета несимметричного короткого замыкания используем метод симметричных составляющих, согласно которому несимметричная система векторов раскладывается на три симметричных составляющих: прямую, обратную и нулевую последовательности. Каждой из этих последовательностей соответствует своя схема замещения.

4.1 Определение суммарного сопротивления прямой последовательности

Схема прямой последовательности (рисунок 4.1) соответствует схеме для расчета трехфазного КЗ в этой точке на стороне 220 кВ.


Рисунок 4.1 Схема замещения прямой последовательности

Суммарное сопротивление прямой последовательности:

Х^’’_Σ1=1/(1/Х₁₁+1/Х₁₂+1/Х₁₃)=1/(1/0,123+1/0,088+1/3,000)=0,050

Результирующая ЭДС прямой последовательности:

Е_Σ1=( Е_ГГ/Х₁₀+ Е_С/Х₁₁+ Е_CD/Х₁₂)/(1/Х₁₀+1/Х₁₁+1/Х₁₂)=

=(1/0,123+1/0,088+1,1/3,000) / ( 1/0,123+1/0,088+1/3,000)=1,002

4.2 Определение суммарного сопротивления обратной последовательности

Схема обратной последовательности приведена на рисунке 4.2. Основное ее отличие от схемы замещения прямой последовательности – это отсутствие ЭДС.


Рисунок 4.2 Схема замещения обратной последовательности
Результирующее сопротивление обратной последовательности:

Х_Σ2= Х^’’_Σ1=0,050

4.3 Определение суммарного сопротивления нулевой последовательности

Схема нулевой последовательности составляется с учетом способа соединения фаз образующих ее элементов. А сопротивление нулевой последовательности ВЛЭП зависит от исполнения ВЛЭП (количество цепей, наличие грозозащитного троса и т.д.), что учитывается специальным коэффициентом d.

Схемы соединения обмоток элементов энергосистемы приведена на рисунке 4.3, а схема замещения – на рисунке 4.4.

Рисунок 4.3 – Однолинейная схема энергосистемы с указанием схем соединения обмоток элементов


Рисунок 4.4 Схема замещения нулевой последовательности
Найдем сопротивления элементов нулевой последовательности:

Х_Л1(0)=d₁*Х_Л1=3*0,016=0,057; Х_Л2(0)=d₂*Х_Л2=4,7*0,019=0,089; Х_С=0,025;

Х_Л3(0)=d₃*Х_Л3=4,7*0,014=0,067; Х_Т1Σ=0,02; Х_АТΣ=0,02; Х_Т2ВΣ=0,033; Х_Т2НΣ=0,059.

Преобразуем схему (рисунок 3.5).

Х₁₍₀₎= Х_Т1Σ+Х_Л1(0)=0,02+0,057=0,077

Х₂₍₀₎= Х_{Т2 ВΣ}+ Х_{Т2 НΣ}=0,066+0,059=0,125

Х₃₍₀₎= Х_Л2(0)+ Х_АТΣ+ Х_С=0,089+0,02+0,025=0,134

Х₄₍₀₎= Х_Л3(0)+ Х₁₍₀₎*Х₃₍₀₎/(Х₁₍₀₎+ Х₃₍₀₎)=0,067+0,077*0,134/(0,077+0,134)=

=0,119

Результирующее сопротивление нулевой последовательности:

Х_Σ0=1/(1/ Х₂₍₀₎+1/ Х₄₍₀)=1/(1/0,125+1/0,119)=0,061


Рисунок 4.5 – Этапы преобразования схемы нулевой последовательности

4.4. Определение токов несимметричных коротких замыкания при напряжении 220 кВ

Если принять короткое замыкание металлическим (без учета дуги), то ток прямой последовательности особой фазы имеет вид:

I_К1^{( n)}= Е_{Σ 1}/( Х^{’ ’}_Σ1+∆Х^{(n )}), (4.1)

где ∆Х⁽ⁿ⁾ – добавочное сопротивление, зависящее от вида несимметричного короткого замыкания:

• 
  для однофазного КЗ: ∆Х⁽¹⁾= Х_Σ2+Х_Σ0=0,050+0,061=0,112;
  
• 
  для двухфазного КЗ: ∆Х⁽²⁾= Х_Σ2 =0,050;
  
• 
  для двухфазного КЗ на землю: ∆Х^(1,1)= Х_Σ2*Х_Σ0/(Х_Σ2+Х_Σ0)=
  

=0,050*0,061/(0,050+0,057)=0,028.

Ток прямой последовательности для особой фазы в относительных единицах:

• 
  для однофазного КЗ: I_К1о.е.⁽¹⁾= 1,002/( 0,050+0,112)=6,183;
  
• 
  для двухфазного КЗ: I_К1о.е.⁽²⁾= 1,002/( 0,050+0,050)=9,919;
  
• 
  для двухфазного КЗ на землю: I_К1о.е.^(1,1)= 1,002/( 0,050+0,028)=12,822.
  

Ток прямой последовательности (для особой фазы А) в именованных единицах:

• 
  для однофазного КЗ: I_К1⁽¹⁾= I_К1о.е. ⁽¹⁾* I_Б=6,183*0,251=1,552 кА;
  
• 
  для двухфазного КЗ: I_К1⁽²⁾= I_К1о.е. ⁽²⁾* I_Б=9,919*0,251=2,490 кА;
  
• 
  для двухфазного КЗ на землю: I_К1^(1,1)= I_К1о.е. ^(1,1)* I_Б=
  

=12,822*0,251=3,219 кА.

Фазный ток в точке КЗ аварийной фазы находится путем умножения тока особой фазы А на фазный коэффициент m⁽ⁿ⁾ [1,2].

I_К⁽ⁿ⁾= m⁽ⁿ⁾* I_К1⁽ⁿ⁾, (4.2)

где фазный коэффициент m⁽ⁿ⁾ равен:

• 
  для однофазного КЗ: m⁽¹⁾=3;
  
• 
  для двухфазного КЗ: m⁽²⁾=1,73;
  
• 
  для двухфазного КЗ на землю: m^(1,1)=1,73*(1-∆Х^(1,1)/∆Х⁽¹⁾)^1/2=
  

=1,73*(1-0,028/0,112)^1/2=1,502.

Фазный ток в точке КЗ особой фазы А в относительных единицах:

• 
  для однофазного КЗ: I_Ко.е.⁽¹⁾= m⁽¹⁾* I_К1⁽¹⁾=3*6,183=18,548;
  
• 
  для двухфазного КЗ: I_Ко.е.⁽²⁾= m⁽²⁾* I_К1⁽²⁾=1,73*9,919=17,180;
  
• 
  для двухфазного КЗ на землю: I_Ко.е.^(1,1)= m^(1,1)* I_К1^(1,1)=
  

=1,502*12,822=19,261.

Фазный ток в точке КЗ особой фазы А в именованных единицах:

• 
  для однофазного КЗ: I_К⁽¹⁾= I_Ко.е. ⁽¹⁾* I_Б=18,548*0,251=4,656 кА;
  
• 
  для двухфазного КЗ: I_К⁽²⁾= I_Ко.е. ⁽²⁾* I_Б=17,180*0,251=4,313 кА;
  
• 
  для двухфазного КЗ на землю: I_К^(1,1)= I_Ко.е. ^(1,1)* I_Б=
  

=19,261*0,251=4,835 кА.