Учебная работа. Исследование работы простейшей системы передачи электрической энергии в режиме трехфазного короткого замыкания

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...
Контрольные рефераты

исследование работы простейшей системы передачи электрической энергии в режиме трехфазного короткого замыкания

Пензенский государственный университет

Кафедра "автоматизированные электроэнергетические системы".

Отчёт

о выполнении лабораторной работы

по дисциплине "Электромагнитные переходные процессы"

"исследование работы простейшей системы передачи электрической энергии в режиме трехфазного короткого замыкания"

Выполнил: студент гр.12ЕЭ 1

Нестеров В.А.

Проверила: Гаврина О.В.

г. Пенза 2015 г.

Цель работы: освоение методики определения токов короткого замыкания в электроэнергетических системах путем моделирования в среде MatLAB.

Рабочее задание:

1) По заданным в таблице 1 номинальным значениям напряжений источника, линии, напряжения нагрузки и ее мощности выбрать типы трансформаторов и линии электропередач простейшей системы, схема которой представлена на рисунке 1.

) Составить схему замещения простейшей цепи.

рисунок 1

Рисунок 2

) Используя традиционные методы расчета электрических цепей, вычислить токи короткого замыкания входной и выходной обмоток первого трансформатора при трехфазном коротком замыкании на шинах первичной и вторичной обмоток второго трансформатора.

4) На основании паспортных данных элементов системы и предыдущих вычислений рассчитать параметры элементов для использования при моделировании.

Рисунок 3

) последовательно открывая окна параметров элементов модели электрической системы, ввести цифровые данные, полученные в результате предварительного расчета.

) Открыть файл модели простейшей системы передачи электрической энергии LR11.С помощью осциллографов проконтролировать законы изменения мгновенных значений токов и напряжений во времени.

) Открыть файл модели простейшей системы передачи электрической энергии LR12. Осуществляя симуляцию модели на рисунке 3 снять зависимости тока вторичной обмотки трансформатора и тока нагрузки от длины линии и от сопротивления короткого замыкания трансформатора.

) построить и проанализировать графики данных зависимостей.

Ход работы:

Номер вариантаUг кВUл кВUн кВР МВтCos цL км12153306,62000,77100

Расчет параметров трансформатора:

Рисунки 4 и 5 — параметры повышающего и понижающего трансформатора

время симуляции устанавливаем равным 5 с. Время замыкания ключа 0.5с.В результате симуляции схемы на рис.2 получили следующие результаты:

Рисунок 6 — Осциллограмма тока на обмотке низкого напряжения 1-ого трансформатора

Амплитудное Рисунок 7 — Осциллограмма тока на обмотке высокого напряжения 1-ого трансформатора

Амплитудное Рисунок 8 — Осциллограмма тока на обмотке низкого напряжения 2-ого трансформатора

Амплитудное Рисунок 9 — Осциллограмма напряжения генератора

Амплитудное Рисунок 10 — Осциллограмма напряжения на обмотке высокого напряжения 2-ого трансформатора

Амплитудное значение установившегося напряжения Ua=47 кВ

рисунок 11 — Осциллограмма напряжения на обмотке низкого напряжения 2-ого трансформатора

Амплитудное В результате симуляции схемы на рис.3 получили следующие результаты:

) Зависимость действующих значений токов на вторичной обмотке 1-ого трансформатора и токов на вторичной обмотке 2-ого трансформатора от длины линии.

а) Длина линии L=100 км, ток на вторичной обмотке низкого напряжения 1-ого трансформатора I1a=3700 A. ток на вторичной обмотке 2-ого I2a=12A.

Рисунок 12 — Осциллограмма тока на обмотке низкого напряжения 1-ого трансформатора

рисунок 13 — Осциллограмма тока на вторичной обмотке 2-ого трансформатора

рисунок 14 — Осциллограмма напряжения генератора

Напряжение генератора остается постоянным(21000В) т.к. мы считаем наш источник идеальным, т.е. его сопротивление мало.

Рисунок 15 — Осциллограмма напряжения на обмотке высокого напряжения 2-ого трансформатора

Амплитудное значение установившегося напряжения U=180000 В

рисунок 16 — Осциллограмма напряжения на обмотке низкого напряжения 2-ого трансформатора

Амплитудное б) Длина линии L=50 км, ток на вторичной обмотке низкого напряжения 1-ого трансформатора I1a=4000 A. ток на вторичной обмотке 2-ого трансформатора I2a=10A.

рисунок 17 — Осциллограмма тока на обмотке низкого напряжения 1-ого трансформатора

рисунок 18 — Осциллограмма тока на вторичной обмотке 2-ого трансформатора

в) Длина линии L=200 км, ток на вторичной обмотке низкого напряжения 1-ого трансформатора I1a=2400 A. ток на вторичной обмотке 2-ого трансформатора I2a=12,5A.

рисунок 19 — Осциллограмма тока на обмотке низкого напряжения 1-ого трансформатора

рисунок 20 — Осциллограмма тока на вторичной обмотке 2-ого трансформатора

г) Длина линии L=300 км, ток на вторичной обмотке низкого напряжения 1-ого трансформатора I1a=1900 A. ток на вторичной обмотке 2-ого I2a=13A.

Рисунок 21 — Осциллограмма тока на обмотке низкого напряжения 1-ого трансформатора

рисунок 22 — Осциллограмма тока на вторичной обмотке 2-ого трансформатора

д) Длина линии L=400 км, ток на вторичной обмотке низкого напряжения 1-ого трансформатора I1a=1400 A. ток на вторичной обмотке 2-ого I2a=14A. трансформатор трехфазный замыкание обмотка

рисунок 23 — Осциллограмма тока на обмотке низкого напряжения 1-ого трансформатора

рисунок 24 — Осциллограмма тока на вторичной обмотке 2-ого трансформатора

е) Длина линии L=500 км, ток на вторичной обмотке низкого напряжения 1-ого трансформатора I1a=1200 A. ток на вторичной обмотке 2-ого трансформатора I2a=15A.

рисунок 25 — Осциллограмма тока на обмотке низкого напряжения 1-ого трансформатора

рисунок 26 — Осциллограмма тока на вторичной обмотке 2-ого трансформатора

Результаты занесем в таблицу:

Длина линии, км10050200300400500I1a, А370040002400190014001200I2a, А121012,5131415

) Зависимость токов к.з. от активного сопротивления и индуктивности обмоток трансформатора.

а) исходные данные 2-ого трансформатора:

Рисунок 27 — Осциллограмма тока на обмотке низкого напряжения 1-ого трансформатора

рисунок 28 — Осциллограмма тока на вторичной обмотке 2-ого трансформатора

б) При увеличении активного сопротивления и индуктивности первичной и вторичной обмоток трансформатора в 20 раз:

ток на вторичной обмотке низкого напряжения 1-ого трансформатора I1a=2350 A. ток на вторичной обмотке 2-ого трансформатора I2a=12,5A.

рисунок 29 — Осциллограмма тока на обмотке низкого напряжения 1-ого трансформатора

рисунок 30 — Осциллограмма тока на вторичной обмотке 2-ого трансформатора

в) При увеличении активного сопротивления и индуктивности первичной и вторичной обмоток трансформатора в 30 раз:

ток на вторичной обмотке низкого напряжения 1-ого трансформатора I1a=1900 A. ток на вторичной обмотке 2-ого трансформатора I2a=12,5A.

рисунок 31 — Осциллограмма тока на обмотке низкого напряжения 1-ого трансформатора

рисунок 32 — Осциллограмма тока на вторичной обмотке 2-ого трансформатора

г) При увеличении активного сопротивления и индуктивности первичной и вторичной обмоток трансформатора в 40 раз:

ток на вторичной обмотке низкого напряжения 1-ого трансформатора I1a=1550 A. ток на вторичной обмотке 2-ого трансформатора I2a=12,5A.

рисунок 33 — Осциллограмма тока на обмотке низкого напряжения 1-ого трансформатора

рисунок 34 — Осциллограмма тока на вторичной обмотке 2-ого трансформатора

д) При увеличении активного сопротивления и индуктивности первичной и вторичной обмоток трансформатора в 50 раз:

ток на вторичной обмотке низкого напряжения 1-ого трансформатора I1a=1300 A. ток на вторичной обмотке 2-ого трансформатора I2a=12,5A.

рисунок 35 — Осциллограмма тока на обмотке низкого напряжения 1-ого трансформатора

рисунок 36 — Осциллограмма тока на вторичной обмотке 2-ого трансформатора

е) При увеличении активного сопротивления и индуктивности первичной и вторичной обмоток трансформатора в 60 раз:

ток на вторичной обмотке низкого напряжения 1-ого трансформатора I1a=1100 A. ток на вторичной обмотке 2-ого трансформатора I2a=12,5A.

рисунок 37 — Осциллограмма тока на обмотке низкого напряжения 1-ого трансформатора

рисунок 38 — Осциллограмма тока на вторичной обмотке 2-ого трансформатора

полученные данные занесем в таблицу:

Параметры трансформатора, о.е.R(pu)=0.001 L(pu)=0.05R(pu)=0.02 L(pu)=0.1R(pu)=0.03 L(pu)=0.15R(pu)=0.04 L(pu)=0.2R(pu)=0.05 L(pu)=0.25R(pu)=0.06 L(pu)=0.3I1a, А370023501900155013001100I2a, А1212.512.512.512.512.5

Вывод

Выполнив лабораторную работу, освоили методику определения токов короткого замыкания в электроэнергетических системах путем моделирования в среде Mathlab и путем использования традиционных методов расчета электрических цепей. Построили графики зависимости токов в линии и нагрузке от длины линии и параметров трансформаторов.

При коротком замыкании на шинах нагрузки токи короткого замыкания получаются больше, чем при к.з. на первичной обмотке второго трансформатора.

Токи короткого замыкания уменьшаются с увеличением длины линии и с увеличением активного сопротивления и индуктивности трансформаторов.

Учебная работа. Исследование работы простейшей системы передачи электрической энергии в режиме трехфазного короткого замыкания