Загрузка...Определение трехфазного и двухфазного замыкания
ЗАДАНИЕ
НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
В процессе выполнения
проекта необходимо:
1.
Определить
сверхпереходной и ударный токи трёхфазного К.З.;
2.
определить
значение периодической составляющей тока двухфазного К.З. на землю для
заданного момента времени;
3.
построить фазные
диаграммы токов и напряжений в месте К.З. и на зажимах ближайшего генератора;
Начальные данные
приведены в таблицах 1, 2, 3, 4, 5 .
Таблица 1 Данные для составления расчётной
схемы.
рисунок
Вариант
Точки К.З.
Выключатели во включённом положении
время К.З.
1
1
K1,K9
В1, В2, В3, В4, В5, В11
0.2
Таблица 2. Параметры турбогенератора Г2 и
гидрогенератора Г1, Г3
Генераторы
Г1
9
10.5
0.8
0.28
0.2
0.21
1,08
40
Г3
30
10.5
0.8
0.28
0.2
0.21
1.08
40
Таблица 3. параметры трансформаторов
Трансформаторы
T1
10
115
11
10.5
10
T3
40
121
10.5
10.5
15
T5
16
115
6.6
10.5
10
Таблица
4. Параметры нагрузок
нагрузки
Н1
18
0.35
0.85
2.5
Н4
12
0,35
0,85
2,5
Н5
10
0.35
0.85
2.5
Таблица 5. Параметры воздушных линий
линии
Длина линии, км
Л1
15
0,4
5
Л2
18
Л5
8
Л6
10
Таблица 6. параметры
синхронного компенсатора
1. Расчет трехфазного короткого замыкания
1.1 Составление схемы
замещения
1.2 Расчёт сопротивлений в относительных
единицах
а) сопротивление
генератора Г1:
б) сопротивление
генератора Г3:
в) сопротивление
трансформатора Т1:
г) сопротивление
трансформатора Т3:
д) сопротивление
трансформатора Т5:
е) сопротивление нагрузки
Н1:
ж) сопротивление нагрузки
Н4:
з) сопротивление нагрузки
Н5:
ж) сопротивление линий:
З) сопротивление
синхронного компенсатора СК:
после определения
сопротивлений элементов составляем эквивалентную схему замещения:
1.3 Преобразования эквивалентной схемы
Преобразование
выполняется в направлении от источников питания к месту к.з.
При этом используются правила последовательного и параллельного сложения
сопротивлений, преобразование звезды сопротивлений в треугольник сопротивлений
и обратно, замена нескольких генерирующих ветвей с разными ЭДС, присоединённых
к одному общему узлу, одной эквивалентности и т. п.
;
;
;
;
;
;
;
Рисунок- 4 Результирующая эквивалентная схема
1.4
Определение сверхпереходного
и ударного токов
Составляем схему
замещения системы, которая учитывает только активные сопротивления.
значения сопротивлений
вычисляются следующим образом:
,
где x/r берётся из таблицы 2 [1].
а) сопротивление
генератора Г1:
б) сопротивление
генератора Г3:
в) сопротивление
трансформатора Т1:
г) сопротивление
трансформатора Т3:
д) сопротивление
трансформатора Т5:
е) сопротивление нагрузки
Н1:
г) сопротивление нагрузки
Н4:
д) сопротивление нагрузки
Н4:
е) сопротивление линий:
ж) сопротивление
синхронного компенсатора:
Рассчитываем rрез. Используем те же преобразования, что и при расчёте xрез :
;
;
;
;
;
.
.
Определяем постоянную
времени:
Определяем ударный
коэффициент:
Определяем базисный ток:
Определяем сверхпереходной ток в именованных единицах:
Определяем ударный ток в именованных единицах:
Определяем наибольшее Определяем 2. Расчет двухфазного короткого замыкания на землю 2.1 В схему замещения прямой Реактивности элементов в ; ; ;
Рисунок 7 — Эквивалентная При преобразовании схемы Найдем результирующее сопротивление ; Определим далее ; ; Далее находим взаимные ; ; Рисунок 8 — Схема замещения прямой Определим результирующее ; 2.2 Схема замещения обратной Рисунок 9 — Эквивалентная схема замещения обратной последовательности Пересчитываем Используем результаты При преобразовании схемы Рисунок 10 —
Найдем результирующее ; Определим далее ; ; Далее находим взаимные ; ; Определим результирующее ; рисунок 11 — 2.3 Составление схемы Составление схемы нулевой При составлении схемы — для одноцепных линий ; — для двухцепных линий ; Сопротивления всех Определяем реактивности
Рисунок 12 — выполняем преобразования: ; ; ; ; ; ; ; Результирующее ; рисунок 13 — Результирующая схема замещения 3. При использовании При расчёте с учётом где x1Σ – результирующее сопротивление схемы Находим дополнительную Определяем коэффициенты Определяем расчётные 4. Определение после определения Расчётные кривые Находим для момента ( для и ) ; ( для и ) ; ( для и ) ; Определяем номинальные
Величина периодической 5. Найденная величина Используя найденное Определяем фазные токи кроме того, для заданного где m(1,1) — коэффициент, определяющий отношение Для построения векторной
Определяем фазные Построение векторной Построение векторной 6. Построение векторных диаграмм токов Векторные диаграммы токов Так как схемы обратной и Ближайший генератор к Зная результирующую ; Зная составляющие тока в месте Ток прямой Определяем токи прямой и При определении где Определяем напряжение на Определяем напряжения При определении Определяем токи и
Построение векторной рисунок 16- Векторная токов на зажимах генератора. Определяем
Построение векторной рисунок 17- Векторная напряжений на зажимах генератора. Заключение В данной курсовой работе В первом разделе было Используя закондалее был определен ЛИТЕРАТУРА 1. 2. 3. Е. И.
действующее
сверхпереходную мощность:
Составление схемы
замещения прямой последовательности
последовательности генераторы вводят своими сверхпереходными сопротивлениями;
нагрузки в ней должны отсутствовать за исключением крупных двигателей и
синхронных компенсаторов, расположенных вблизи места КЗ, которые рассматриваются
как генераторы разновеликой мощности. Никаких ЭДС в схему вводить не нужно.
схеме прямой последовательности определяются так же, как и в расчёте прямой
последовательности. выполняем соответствующие преобразования:
схема после преобразований
замещения прямой последовательности широко используются коэффициенты
распределения, которые характеризуют долю участия каждого источника в питании
короткого замыкания.
относительно точки к.з.:
коэффициенты распределения:
сопротивления между точкой к.з. и соответствующим источником:
последовательности.
сопротивление прямой последовательности:
Составление схемы
замещения обратной последовательности
последовательности составляется аналогично схеме прямой последовательности.
Генераторы в ней учитываются своими сопротивлениями обратной последовательности
:
сопротивления генераторов:
вычислений схемы прямой последовательности и составляем эквивалентную схему
после первых преобразований.
замещения обратной последовательности также используем коэффициенты
распределения, которые характеризуют долю участия каждого источника в питании
короткого замыкания.
Эквивалентная схема после преобразований
сопротивление относительно точки к.з.:
коэффициенты распределения:
сопротивления между точкой к.з. и соответствующим источником:
сопротивление прямой последовательности:
Результирующая схема замещения обратной последовательности
замещения нулевой последовательности
последовательности следует начинать от точки, где возникла несимметрия, считая,
что в этой точке все фазы замкнуты между собой накоротко и к ней приложено
напряжение нулевой последовательности. Эта схема в основном определяется
соединением обмоток участвующих трансформаторов и автотрансформаторов и
существенно отличается от схем других последовательностей.
нулевой последовательности для воздушных линий следует принять следующие
сопротивления нулевой последовательности:
элементов выражаются в относительных единицах при выбранных базисных условиях.
элементов для обратной последовательности:
Эквивалентная схема замещения нулевой последовательности
сопротивление нулевой последовательности:
обратной последовательности
Определение
расчётных реактивностей
расчётных кривых необходимо предварительно найти расчётную реактивность схемы
прямой последовательности. При этом надо учесть, что согласно правилу
эквивалентности, точка короткого замыкания в схеме прямой последовательности
переносится на дополнительную реактивность xD(n), значения которого зависят от вида
короткого замыкания.
индивидуального изменения токов реактивность выделяемой генерирующей ветви при
любом несимметричном коротком замыкании определяется как:
прямой последовательности:
реактивность для данного вида короткого замыкания по таблице 3.1[3]:
распределения для прямой последовательности:
реактивности:
периодической слагающей тока в месте короткого замыкания
расчётных реактивностей выбираем соответствующие расчётные кривые, по которым
находим для заданных моментов времени t относительную величину тока прямой последовательности
построены по типовым параметрам генераторов, поэтому нужно выбирать кривые,
соответствующие типу оборудования рассматриваемой электрической станции.
времени t=0,2 с относительные величины токов прямой
последовательности. К и прибавили 0,07, так как обмотки демпферные.
токи ветвей, приведенных к напряжению ступени, где рассматривается к.з.:
слагающей тока прямой последовательности в месте короткого замыкания
определяется следующим образом:
Построение
векторных диаграмм токов и напряжений в месте короткого замыкания
периодической слагающей тока прямой последовательности определит длину вектора . Положение векторов и может быть определено с помощью
комплексного оператора :
значение тока прямой последовательности, необходимо рассчитать токи обратной и нулевой последовательностей.
Для различных видов к.з. эти токи определяются из соотношений, данных в таблице
3.2[3]:
согласно соотношениям:
вида короткого замыкания рассчитываются значения токов аварийных фаз(фазы). При
этом используем:
тока аварийной фазы к току прямой последовательности.
диаграммы напряжений в месте к.з. должны быть предварительно определены
напряжения прямой, обратной и нулевой последовательностей. Эти составляющие
вычисляются, согласно соотношениям, данным в таблице 3.2[3]. Для определения
этих напряжений в именованных единицах необходимо их умножить на базисное
сопротивление Zб :
напряжения:
диаграммы токов в месте к.з.:
диаграммы напряжений в месте к.з.:
и напряжений на зажимах генератора
и напряжений строятся для генератора, ближайшего к месту к.з. При этом
предварительно необходимо выполнить распределение токов и напряжений в схемах
каждой последовательности. Распределение токов и напряжений каждой
последовательности находят в схеме одноимённой последовательности,
руководствуясь известными правилами и законами распределения токов и напряжений
в линейных электрических цепях, поскольку рассматриваемые трёхфазные схемы
предполагаются выполненными симметрично.
нулевой последовательностей являются пассивными и их элементы остаются
неизменными в течение всего переходного процесса, при распределении токов
целесообразно пользоваться коэффициентами распределения.
месту короткого замыкания – генератор Г3.
реактивность обратной последовательности , находим
коэффициенты распределения для выделенной ветви:
к.з. и коэффициенты распределения, могут быть рассчитаны составляющие тока
обратной последовательности в ветви 3:
последовательности в ветви 3 определяется через расчётные кривые:
обратной последовательности для фаз B и С:
составляющих напряжения на зажимах генератора необходимо рассчитать падение
напряжения на участке от точки к.з. до генератора, а именно:
шинах генератора, приведенное к высокой стороне трансформатора:
прямой и обратной последовательности для фаз В и С:
трансформированных фазных величин нужно иметь в виду, что токи и напряжения при
переходе через трансформатор изменяются не только по величине, но и по фазе в
зависимости от соединения его обмоток.
напряжения фаз А,В и С при прохождении через T5:
диаграммы токов на зажимах генератора:
фазные напряжения на зажимах генератора Г3:
диаграммы напряжений на зажимах генератора:
были рассмотрены два типа коротких замыканий: трехфазное и двухфазное на землю.
исследовано трехфазное замыкание на шинах НН (точка К1). исходная схема
замещения путем преобразований была приведена к результирующей.
ударный ток (максимальное Во втором разделе было
рассмотрено двухфазное замыкание на землю в точке К9. В соответствии с методом
симметричных составляющих были составлены схемы замещения прямой, обратной и
нулевой последовательностей и определены результирующие реактивности для всех
трех схем. Величина периодической слагающей в месте к.з. была определена по
расчетным кривым, затем в соответствии с правилом эквивалентности прямой
последовательности были определены токи и напряжения всех фаз и построены
соответствующие векторные диаграммы. Анализ векторных диаграмм показывает, что
в аварийных фазах напряжение равно нулю, и сами диаграммы являются
деформированными. При построении векторных диаграмм за трансформатором
появляются ненулевые напряжения и токи во всех трех фазах, и деформация
векторных диаграмм уменьшается.
Жененко
Г.Н., Каратун В.С., Ладвищенко Б.Г. Методические указания и задания к курсовым работам по
дисциплине "Переходные процессы в электрических системах". Кишинёв, КПИ им. С. Лазо, 1979.
Рожкова
Л.Д., Козулин В.С. "Электрооборудование станций и подстанций". М.:
Энергоатомиздат, 1987.
Шепелевич, Г. Н. Жененко.
Методические указания к
курсовой работе по
дисциплине "Электромагнитные переходные
процессы". Кишинев, КПИ им. С. Лазо, 1986
Учебная работа. Определение трехфазного и двухфазного замыкания