Курсовая по электромагнитным переходным процессам. Курсовая работа. Курсовая работа по дисциплине Переходные процессы в электроэнергетических системах
 Скачать 329.96 Kb.
|
|
Федеральное ГОУ ВПО «» Электроэнергетический факультет Кафедра Курсовая работа по дисциплине: «Переходные процессы в электроэнергетических системах» Вариант 8 Выполнил: студент гр. Иванов А.А. Проверил: доц. Волков С.В. Москва 2021 г. СОДЕРЖАНИЕ ЗАДАНИЕ №1 4 ЗАДАНИЕ №2 12 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 17 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 18 Любой переходной процесс характеризуется изменением электромагнитного состояния элементов системы, и соответственно это приводит к нарушению баланса между моментом на валу электрической машины и электромагнитным моментом, вследствие чего изменяется частота вращения машин. Возникающий переходный процесс необходимо анализировать как для правильного проектирования устройств защиты, так и для определения законов изменения токов и напряжений в сети, поскольку переходный процесс может привести к перенапряжениям и перегрузкам по току. Это может привести к выводу из строя дорогостоящего оборудования. Целью курсовой работы служит формирование практических знаний о причинах и происхождениях электромагнитных переходных процессов, а также использование расчетных методов для определения и предотвращения последствий, которые могут нанести эти процессы. Вышеперечисленное позволяет сформулировать перечень вопросов для рассмотрения в курсовой работе: - расчет начального периодического и ударного тока при трехфазном КЗ; - расчет периодических токов в ветвях и напряжений в узлах электрической сети при несимметричном КЗ; - расчет периодического тока от синхронной машины в заданном интервале времени КЗ; - расчет периодического тока от синхронной машины в произвольный момент времени КЗ с использованием типовых кривых. ЗАДАНИЕ №1В первом пункте задания требуется при симметричном трёхфазном коротком замыкании в заданной точке КЗ схемы определить аналитическим путём, а также расчётных кривых действующее значение периодической составляющей тока КЗ в начальный момент времени и ударный ток. Составим эквивалентную электрическую схему замещения (рисунок 1).  Рисунок 1 – Электрическая схема замещения Исходные данные для 8 варианта:
Точка короткого замыкания (далее по тексту кз) – К4. Принимаем базисную мощность:  МВА.За базисное напряжение первой ступени принимаем напряжение на линии 5 непосредственно у точки КЗ. Базисные напряжения ступеней:  кВ;  кВ;  кВ.Базисные токи, кА, определяются по формуле:  (1) кАОпределяем параметры схемы замещения (в соответствии с рисунком 1) в относительных единицах при базисных условиях. Решение в относительных базисных единицах. В дальнейших расчетах индекс «*» опускаем. Сверхпереходная ЭДС генераторов (Г1, Г2, Г3):  (2) Примем сверхпереходную ЭДС генератора 3 равной сверхпереходной ЭДС генераторов Г1, Г2. Сопротивления генераторов (Г1, Г2, Г3):  *  (3)  Далее при расчетах слово «сопротивления» и «сверпереходные ЭДС» упускаются. Двухобмоточные трансформаторы (Т1 и Т2):  (4) Двухобмоточный трансформатор (Т3):  Двухобмоточный трансформатор (Т4):  Автотрансформаторы (АТ5, АТ6):     Трехобмоточные трансформаторы (ТТ7, ТТ8):       Воздушная линия:  (5) .Расчет произведен для воздушной линии 5. Остальные воздушные линии считаются по аналогии, меняется лишь ступень напряжения и длина линии.  ;  ;  ;  ;  ;  .Система (С):    (6) Нагрузки (Н1, Н2, Н3):    .Реакторы (L):  Расчет проведем для реактора 2:  Реакторы 1, 3 и 4:  ;  Поэтапно сворачиваем схему замещения, используя формулы эквивалентного преобразования. Преобразуем схему замещения (рисунок 1) и приведем её к простейшему виду (рисунок 2).  Рисунок 2 – Преобразованная электрическая схема замещения Вычисляем параметры упрощенной схемы замещения: * * Определяем начальное значение периодической составляющей тока кз по формуле:  (10)  В именованных единицах:  кА * * Постоянная затухания ТА определяется по формуле:   с  сУдарный коэффициент тока кз:     Ударный ток кз:   кАДействующее значение периодической составляющей тока кз:   ЗАДАНИЕ №2Во втором пункте курсовой работы необходимо используя метод расчётных кривых, определить действующую величину периодической составляющей начального тока КЗ при заданном виде несимметричного КЗ, а также через 0,2 с после начала КЗ и в установившемся режиме. В ряде случаев, например, когда расчет токов КЗ ведется с целью выбора или проверки аппаратов и проводников по условиям КЗ, очень большой точности определения токов не требуется, поэтому желательно использование несложных практических методов. Одним из таких методов, который учитывает параметры современных синхронных машин и реальные условия их работы, является метод типовых кривых. Типовыми кривыми называют графические зависимости, отражающие при заданной удаленности точки КЗ, изменение во времени относительного значения периодической составляющей тока КЗ источника (рисунок 3, а) и семейства дополнительных зависимостей (рисунок 3, б):  при  ; при  ;В зависимости входят параметры режима одного генератора или эквивалентного источника входят сверхпереходный ток и периодическая составляющая тока для момента времени t в генерирующей ветви. Зависимостями (рисунок 8.6, б) пользуются при расчёте схем с двухсторонним питанием точки КЗ: от генератора (групп генераторов) и электрической системы.  Рисунок 3 – Типовые кривые для мощных синхронных машин Для ветви независимого питания генератором точки КЗ периодическую составляющую тока КЗ определяют в следующем порядке: а) составляют схему замещения; б) рассчитывают результирующее сопротивление до точки КЗ; в) вычисляют начальный ток в месте КЗ от генератора.  Рисунок 4 – Эквивалентная схема замещения Результирующее сопротивление до точки КЗ:  Номинальный ток генератора:  кАНачальный ток, создаваемый эквивалентным генератором в точке К4 при КЗ:  кАПо типовым кривым находим величину начального тока для t=0,2 c:  кАЗАДАНИЕ №3 В третьем пункте были построены векторные диаграммы токов (рисунок 5) и векторные диаграммы напряжений (рисунок 6) в точке несимметричного КЗ для начального масштаба времени с указанием на диаграммах принятых масштабов токов и напряжений.  Рисунок 5 – Векторная диаграмма токов  Рисунок 6 – Векторная диаграмма напряжений ЗАКЛЮЧЕНИЕВ данной курсовой работе рассчитывались токи короткого замыкания. Расчет производился по различным методам, что позволило закрепить полученные теоретические знания. Были построены векторные диаграммы, наглядно отображающие полученные результаты. В первом задании работы были определены действующее значение периодической составляющей тока КЗ в начальный момент времени и ударный ток, которые составили соответственно 2,179 кА и 3,214 кА. При решении второй задачи работы для приближенного расчета периодической составляющей тока КЗ в любой момент времени применялся метод расчетных кривых. Величина начального тока для t=0,2 с составила 5,670 кА. Во третьем задании на основании расчетов составлены векторные диаграммы токов и напряжений для токов различных последовательностей. Расчет производился методом симметричных составляющих. Из векторных диаграмм видно, что при заданном виде КЗ в заданной точке схемы наибольшую амплитуду имеют токи и напряжения прямой последовательности. Задачи, поставленные в курсовой работе выполнены. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫУльянов С.А. Электромагнитные переходные процессы в электрических системах. — М: Энергия, 1970, — 520 с. Ульянов С.А. Сборник задач по электромагнитным переходным процессам в электрических системах. — М: Энергия, 1968, — 495 с. Воробьев Г.В. Электромагнитные переходные процессы в электрических системах. Методические указания к курсовому проектированию. — Тольятти, 1983. — 75 с. Рожкова Л.Д., Козулин В.С. Электрооборудование станций и подстанций: Учебник для техникумов. 3-е изд., перераб. и доп.-М.:Энергоиздат, 1987.-648 с. Электрическая часть станций и подстанций: Справочные материалы. Учебное пособие для электрических специальностей вузов/Крючков И.П., Кувшинский Н.Н., Неклепаев Б.Н. Под ред. Неклепаева Б.Н., 3-е изд., перераб. и доп.-М.: Энергия, 1978. – 456 с. |