KR_po_PPмоё. Задача приведения параметров элементов схемы цепи возникает при расчёте токов этой цепи при наличии в ней трансформаторов, которые, как известно из тоэ, осуществляют одновременное преобразование напряжений, токов и сопротивлений.
 Скачать 159.92 Kb.
|
|
Лист Содержание
Введение Задача приведения параметров элементов схемы цепи возникает при расчёте токов этой цепи при наличии в ней трансформаторов, которые, как известно из ТОЭ, осуществляют одновременное преобразование напряжений, токов и сопротивлений. Поэтому, с целью упрощения процедуры нахождения токов цепи необходимо, прежде всего, избавиться от индуктивных связей в цепи, заменив их связями электрическими, т.е. перейти к схеме замещения исходной цепи (электрической системы). Однако, полученную схему замещения нельзя напрямую использовать для расчёта, так как в ней не учтены указанные выше преобразования напряжений, токов и сопротивлений, выполняемые трансформаторами. Выход заключается в том, что необходимо учесть эти преобразования, однако сделать это возможно только по отношению к одной, конкретной точке цепи, определяющей определённую ступень трансформации в цепи, так как, в общем случае, каждая ступень трансформации имеет относительно себя свою конкретную конфигурацию расположения трансформаторов. Именно поэтому вторым этапом подготовки цепи с трансформаторами к расчёту является пересчёт параметров цепи по отношению к одному из её узлов, или, как говорят, приведение параметры элементов цепи к базисной ступени. Сущность операции приведения параметров ЭС к базисной ступени заключается в том, что она позволяет расчётным путём определить истинное значение параметров именно этой ступени. Что касается параметров других ступеней электрической системы, то они могут быть пересчитаны с учётом имеющихся трансформаторов между этими ступенями и базисной ступенью, параметры которой были определёны. Задание При коротком замыкании в точке КЗ схемы определить ЭДС и сопротивлении элементов в именованных и относительных единицах с использованием способов точного и приближенного приведения к основной ступени напряжения. 1 Исходные данные электрической системы Расчётная схема электрической системы приведена на рисунке 1.  Рисунок 1 – Расчётная схема Параметры электрической сети приведены в таблицах 1-3. Таблица 1 – Параметры трансформаторов
Таблица 2 – Параметры линий
Таблица 3 – Параметры генераторов
Система GS: Sн=4000 МВА, Xlgs=0,3 о.е, Xogs=8 Ом. Нагрузка: H-3, Sн=40 МВА. Схема замещения электрической сети представлена на рисунке 2.  Рисунок 2 – Схема замещения 2 Расчет в именованных единицах с использованием метода точного приведения Параметры элементов схемы выражаются в именованных единицах с учетом действительных коэффициентов трансформации трансформаторов. За основную ступень принята ступень напряжения, где находится точка КЗ (U¬осн=10,5 кВ). Коэффициенты трансформации определяются по формулам (1-3) KT=  , (1)KT=  , (2)KT=  . (3)KT1=  KT2.3=  KT4.5=  KT6.7=  KT8.9=  Определяются фазные ЭДС источников питания по выражению ЭДС питающей системы по формулам (4,5):  (4)E’ном=  (5)ЭДС нагрузки будет равным 0, т.к. нагрузка удалена от места короткого замыкания. ЭДС для G1: E’ном=  =1,083 =6,94 кВ.ЭДС для G2: E’ном=  =1,14 =7,68 кВ.ЭДС питающей системы: Значение номинальной ЭДС системы E/ном принимается за 1,0.  =6,04 кВ.Далее определяются сопротивления элементов схемы. Сопротивление питающей системы определяется по формуле (6):  (6) Сопротивления линий определяется по формуле (7): X= X0 · lw ·  (7)X0=0,4Ом - усредненное значение погонного сопротивления для воздушных линий.      Сопротивления трансформаторов определяется по формуле (8): X=  (8)Трансформатор Т1: X11=  =0,119 Ом.Для автотрансформаторов и трехобмоточных трансформаторов рассчитаем значения напряжения короткого замыкания каждой обмотки в отдельности через известные величины напряжений короткого замыкания между обмотками попарно по следующим выражениям (9-11): UКВ= 0,5 ·(UКВ-С + UКВ-Н - UКС-Н) (9) UКС= 0,5 ·(UКВ-С + UКС-Н - UКВ-Н) (10) UКН= 0,5 ·(UКВ-Н + UКС-Н - UКВ-С) (11) Для трансформаторов Т8 и Т9: UКВ=0,5 ·(11+32 - 20) = 11,5% UКС=0,5 ·(11+20 - 32) = -0,5%≈ 0% UКН=0,5 ·(32+20 - 11) = 20,5% Подставим UK: Так как через обмотки среднего напряжения трансформаторов Т8,9 ток КЗ не протекает (нагрузка отсутствует), эти обмотки не включены в схему замещения. Поскольку сопротивление обмоток среднего напряжения этих автотрансформаторов емкостного характера Uкс= -0,5 % им пренебрегают и принимают равными нулю. X7=X6=0 X8=X9=  =0,06 Ом.Для трансформаторов Т2 и Т3: UКВ=0,5 ·(12,5+20,5 – 7,5) = 12,75% UКН=0,5 ·(20,5+7,5 – 12,5) = 7,75% Подставим UK: X19=X20=  0,388 Ом.X21=X22=  =0,133 Ом.Трансформаторы Т4 и Т5: X1=X2=  =0,18 Ом.Трансформаторы Т6 и Т7: X17=X18=  =0,369 Ом.Сопротивление нагрузки определяется по формуле (12): X=  (12)Сверхпереходное номинальное индуктивное сопротивление обобщённой нагрузки X*номН принимается равным значению 0,35 в о.е. X24= 0,35  Ом.Сопротивления генераторов определяются по формуле (13): X=  (13)Генератор G1: X10= 0,13  Ом.Генератор G2: X15= 0,16  Ом.3 Расчет в именованных единицах с использованием способа приближенного приведения Выбирается среднее номинальное напряжение основной ступени – Ucрном= 10,5 кВ. Значения ЭДС источников питания и нагрузки определяются по выражению (14): E= E’ном·  (14)ЭДС генераторов определяются, исходя из предположения, что генераторы до аварии работали в номинальном режиме. При этом значения номинальной ЭДС находятся в соответствии с выражением (4): E’G1=1,083 E’G2=1,14 ЭДС генератора G1: E2= 1,083·  =6,57 кВ.ЭДС генератора G2: E3= 1,14· =6,92 кВ.Нагрузка: Е4=0. ЭДС питающей системы Е1=ЕномGS=1. Определяются сопротивления элементов схемы замещения. Сопротивление питающей системы определяется по формуле (15): X= Xном·  (15)X1= 0,3·  =0,0083 Ом.Сопротивления линий определяются по формуле (16): X= X0·lW·  (16)X3=X4= 0,4·50·  Ом.X13=X14= 0,4·100·  Ом.X15= 0,4·110·  Ом.X12= 0,4·80·  Ом.X16 = 0,4·50·  Ом.Сопротивления трансформаторов определяются по формуле (17): Х=  (17)Сопротивление трансформатора Т1: Х16=  =0,097 ОмСопротивления трансформаторов Т2 и Т3: Х19=X20=  =0,351 Ом.Х21=X22=  =0,214 Ом.Сопротивления трансформаторов Т4 и Т5: Х1=X2=  =0,175 Ом.Сопротивления трансформаторов Т8 и Т9: Х4=X5=  =0,441 Ом.Х6=X7=0 Сопротивление нагрузки: Х1=0,35  =0,965 Ом.Сопротивления генераторов определяются по формуле (18): X= X’d· (18)Сопротивление генератора G1: X23= 0,13·  =0,229 Ом.Сопротивление генератора G2: X10= 0,16·  =0,15 Ом.4 Расчет в относительных единицах с использованием метода точного приведения При выполнении расчётов в относительных единицах необходимо определиться с базисными условиями. В качестве базисной мощности выбирается значение Sб=1000 МВА, а базисное напряжение принимается равным предшествующему напряжению в месте возникновения КЗ, т.е. Uб=10,5 кВ. Коэффициенты трансформации, необходимые для приведения, были определены ранее: KT1=  KT2.3=  KT4.5=  KT6.7=  KT8.9=  Относительные значения номинальных ЭДС источников питания и нагрузки также были определены ранее: ЭДС генератора G1: E’G1=1,083 ЭДС генератора G2: E’G2=1,14 ЭДС питающей системы: Е’=1,0 ЭДС нагрузки будет равным 0, т.к. нагрузка удалена от места короткого замыкания. Приведенные значения ЭДС находятся по выражению (19): Е=Е’ном·  ·КТ (19)ЭДС питающей системы: Е1’=1,0·  ·0,0912= 0,997 кВЭДС генератора G1: Е2=1,083·  ·(0,091·36,508·0,53)2= 1,144 кВЭДС генератора G2: Е3=1,13·  ·(0,091·23,04·0,53)2= 1,265 кВНагрузка: Е4=0 Определяются сопротивления элементов схемы. Сопротивление питающей системы определяется по формуле (20): X=  (20)X8= 0,3  =0,0746Сопротивления линий определяются по формуле (21): X=  (21)X3=X4= 0,4  =1,511ОмX13=X14= 0,4  =3,02 ОмX15= 0,4  =3,322 ОмX12= 0,4  =2,42 ОмX16= 0,4 =1,511 ОмСопротивления трансформаторов определяются по формуле (22): X=  (22)Сопротивление трансформатора Т1: X11=  =0,88 ОмСопротивление трансформаторов Т2 и Т3: X19=X20=  =12,69 Ом.X21=X22=  =2,16 Ом.Сопротивление трансформаторов Т4 и Т5: X1=X2=  =1,66 Ом.Сопротивление трансформаторов Т6 и Т7: X17=X18=  =2,98 Ом.Сопротивление трансформаторов Т8 и Т9: X8=X9=  =0,458 Ом.X6=X7=0 Сопротивление нагрузки определяется по формуле (23):  (23)Х1=0,35  =8,75 Ом.Сопротивления генераторов определяются по формуле (24):  (24)Сопротивление генератора G1: Х23=0,13  =2,322 Ом.Сопротивление генератора G2: Х10=0,16  =1,682 Ом.5 Расчет в относительных единицах с использованием способа приближенного приведения Примем базисные значения: Sб=1000МВА; Uб=10,5 кВ. ЭДС элементов схемы в о.е. были рассчитаны ранее: ЭДС питающей системы: Е1’=1,0 ЭДС генератора G1: E’2=1,083 ЭДС генератора G2: E’3=1,14 ЭДС нагрузки: Е’4=0 Относительное сопротивление питающей системы определяется по формуле (25): Х=Xном  (25)Х1=0,3·  =0,075 Ом.Сопротивления линий определяются по формуле (26): X=X0·lW·  (26)Х3=X4=0,4·50·  = 1,52 Ом.Х13=X14=0,4·100· = 3,04 Ом.Х12=0,4·110· = 3,344 Ом.Х15=0,4·80· = 2,432 Ом.Х16=0,4·50· = 1,52 Ом.Сопротивления трансформаторов определяются по формуле (27): Х=  (27)Трансформатор Т1: Х11=  =0,88Трансформаторы Т2 и Т3: Х19=X20=  =3,19 Ом.Х21=X22=  =1,94 Ом.Трансформаторы Т4 и Т5: Х1=X2=  =1,6 Ом.Трансформаторы Т6 и Т7: Х17=X18=  =3 Ом.Трансформаторы Т8 и Т9: Х4=X5=  =0,46 Ом.Х6=X7=0 Сопротивление нагрузки: X1=0,35  =8,75 Ом.Сопротивления генераторов определяются по формуле (28): Х=X’d (28)Генератор G-1. X23=0,13  =2,08 Ом.Генератор G-2. X10=0,16  =1,36 Ом.6 Сравнение результатов расчёта параметров схемы замещения В таблице 4 приведены результаты расчетов в именованных и относительных единицах с использованием методов точного и приближенного приведения Таблица 4 – Расчётные значения ЭДС и сопротивлений элементов
Заключение В контрольной работе были изучены методы расчета параметров электрической системы в относительных и именованных единицах с использованием методов точного и приближенного приведения. Приведением параметров элементов к одному уровню напряжения мы избавляемся от трансформаторных (магнитных) связей и все параметры связываем с этим базисными значениями. Это касается и сопротивлений элементов, и значений ЭДС элементов схемы. Все эти значения будут действительными для узлов и ветвей, которые электрически связаны с основной ступенью, т.е. находятся на ступени базисных значений. Список использованных источников 1 Переходные процессы в электроэнергетических системах: учебник для вузов/ И.П.Крючков, В.А.Старшинов, Ю.П.Гусев, М.В.Пираторов; под ред. И.П.Крючкова. М.: Издательский дом МЭИ, 2008 – 416 с. 2 Короткие замыкания и выбор электрооборудования: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений/ И.П.Крючков и [др.], под ред. И.П.Крючкова и В.А.Старшинова . – М.: Издательский дом МЭИ, 2012. – 567 с. 3 Национальный стандарт Российской Федерации. ГОСТ Р 552735- 2007. Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчёта в электроустановках переменного тока напряжением свыше 1 кВ.-М.: Стандартинформ, 2007. 4 Руководящие указания по расчёту токов короткого замыкания и выбору электрооборудования/ Под ред. Б.Н.Неклепаева. – М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2002. – 152 с. 5 Ульянов С.А. Электромагнитные переходные процессы в электрических системах/С.А.Ульянов.- М.: Энергия, 1970. – 519 с ; 6 Пособие к курсовому и дипломному проектированию для электроэнергетических специальностей вузов: учебное пособие / В.М.Блок и [др.], под ред. В.М.Блок. – М. : Высш. шк., 1990 .– 383 с. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
