лабораторная работа, нгту. _ЛР2_ПП_. Лабораторная работа 2 Расчет токов несимметричного короткого замыкания Вариант 16 Проверил Липужин И. А. Нижний Новгород

• Название: Лабораторная работа 2 Расчет токов несимметричного короткого замыкания Вариант 16 Проверил Липужин И. А. Нижний Новгород
• Анкор: лабораторная работа, нгту
• Дата: 01.05.2022
• Размер: 418 Kb.
• Имя файла: _ЛР2_ПП_.doc
• Тип: Лабораторная работа; #507074

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РФ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
“НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ им. Р.Е. АЛЕКСЕЕВА”
Кафедра «Электроэнергетика, электроснабжение и силовая электроника»

Дисциплина «Переходные процессы»

Лабораторная работа № 2

«Расчет токов несимметричного короткого замыкания»

Вариант № 16

Проверил:

Липужин И.А.


Нижний Новгород

2021 г.

Цель работы: выполнить расчет токов однофазного короткого замыкания.

Задание:

Исследование электромагнитного переходного процесса проводится для электрической системы, однолинейная схема которой представлена на рисунке 1. Схемы соединения обмоток трансформаторов, генератора и нагрузки указаны на рисунке.



Рисунок 1 – Однолинейная схема

Исследование проводится по исходным данным, использованным для расчета в Лабораторной работе № 1 (из файла «1_Расчет»). Однофазное короткое замыкание произошло в точке К4.

Дополнительно известны, сопротивления генератора и нагрузки току обратной и нулевой последовательности: x_2Г = x_1Г, x_0Г = 0,2 · x_1Г, x_2Н = x_1Н. Линия электропередачи – одноцепная со стальным тросом.
Исходные данные
Параметры генератора: Параметры тр-ра 2:

100 200

0,27 10,5

Параметры тр-ра 1: Параметры нагрузки:

200 140

10,5

Параметры ЛЭП:

Длина=150

Решение:

1. Составляем схему замещения системы для расчета токов прямой последовательности (рисунок 2).



Рисунок 2 – Схема замещения прямой последовательности
Выбираем основную (базисную) ступень трансформации и базисное напряжение основной ступени U_б. используем приближенный расчет токов короткого замыкания в относительных единицах.

Поскольку точка короткого замыкания находится на высоком напряжении трансформатора Т2, т.е. на напряжении 220 кВ, то принимаем в качестве базисного напряжения среднее напряжение данной ступени:



Задаем (произвольно, из соображений удобства расчетов) базисную мощность S_б:



Рассчитываем базисный ток:



2. Определяем ЭДС и сопротивления прямой последовательности.

ЭДС и сопротивление генератора:



0,27*1000/100=2,7


Сопротивление двухобмоточного трансформатора Т1:

10,5*1000/(100*200)=0,52

Сопротивление воздушной линии электропередачи:

0,4*150*1000/230²=1,13

Сопротивление двухобмоточного трансформатора Т2:

10,5*1000/(100*200)=0,52

ЭДС и сопротивление нагрузки:



0,35*1000/140=2,5

Преобразуем схему к простейшему виду (рисунок 3).


Рисунок 3 – Преобразование схемы замещения прямой последовательности
Определяем результирующие сопротивления ветвей схемы до точки КЗ:

2,7+0,52+1,13=4,36

0,52+2,5=3,02

Общее сопротивление прямой последовательности будет равно:

4,36*3,02/(4,36+3,02)=1,79

Результирующая ЭДС будет равна:

1,1*3,02+0,85*4,36/(3,02+4,36)=0,95

3. Составляем схему замещения системы для расчета токов обратной последовательности (рисунок 4).


Рисунок 4 – Схема замещения обратной последовательности
Определяем сопротивления обратной последовательности.

Сопротивление генератора:

2,7

Сопротивления двухобмоточных трансформаторов:

0,52

0,52

Сопротивление линии электропередач:

1,13

Сопротивление нагрузки:

2,5


Рисунок 5 – Преобразование схемы замещения обратной последовательности
Определяем результирующие сопротивления ветвей схемы до точки КЗ:

2,7+0,52+1,13=4,36

0,52+2,5=3,02
Общее сопротивление обратной последовательности будет равно:

4,36*3,02/(4,36+3,02)=1,79

4. Конфигурация схемы замещения нулевой последовательности ЭЭС (рисунок 6) определяется схемой соединений обмоток трансформаторов. Составление схемы замещения нулевой последовательности начинается от точки несимметричного КЗ. В эту схему включаются те элементы, которые обеспечивают путь протекания тока нулевой последовательности. Ток нулевой последовательности протекает по обмотке, соединенной в звезду с заземленной нейтралью, наводится магнитным путем в другой обмотке данного трансформатора, соединенной в треугольник, за пределы которой не выходит. Следовательно, все элементы, которые будут находиться за обмоткой трансформатора, соединенной в треугольник, в схеме замещения нулевой последовательности участвовать не будут.



Рисунок 6 – Схема замещения нулевой последовательности
Определяем сопротивления нулевой последовательности. В схеме замещения нулевой последовательности сопротивления обмоток трансформаторов, входящих в схему нулевой последовательности, остаются такими же, как и в схеме замещения прямой последовательности, а сопротивления линий электропередачи необходимо пересчитать. ЭДС источников принимаются равными нулю.

Сопротивления двухобмоточных трансформаторов:

0,52

0,52

Линия электропередачи – одноцепная со стальным тросом. Сопротивление линии:

3*1,13=3,4


Рисунок 7 – Преобразование схемы замещения нулевой последовательности
Определяем результирующее сопротивление (рисунок 7, а):

0,52+3,4=3,93

Общее сопротивление нулевой последовательности будет равно:

3,93*0,52/(3,93+0,52)=0,46

5. Согласно правилу эквивалентности прямой последовательности имеем . Ток однофазного короткого замыкания будет равен:

3*0,95/(1,79+1,79+0,46)*2,51=1,78 кА

Выводы:

Трехфазный ток короткого замыкания в точке К4 равен:

0,95/1,79*2,51=1,34 кА

Следовательно, ток однофазного КЗ больше тока трехфазного КЗ в 1,33 раза.

Для того, чтобы , суммарное сопротивление нулевой последовательности должно быть равно 1,79