Содержание 

Введение

   Курсовая  работа выполняется по теме «Расчет симметричных и несимметричных коротких замыканий в электроэнергетической системе»

   В работе рассчитываются токи и напряжения при симметричном и несимметричном коротких замыканиях (КЗ).

   В объем работы входит выполнение двух разделов на основе заданной на  рис.1 схемы электрической системы. Для всех разделов полагаем, что исходным установившимся режимом станции, который предшествует рассматриваемому КЗ, является номинальный режим эквивалентного генератора с выдачей им номинальной мощности при номинальном напряжении на шинах.

Исходные  данные

   Рис. 1-Исходные данные

    Таблицы электрооборудования.      

   Параметры турбогенераторов.

   Параметры линий, реакторов и системы. 

   Параметры трансформаторов и автотрансформаторов. 

  Примечание: 1. P_ном – номинальная активная мощность; U_ном – номинальное напряжение статора; cosj_н – номинальный коэффициент мощности; x'_d – переходное индуктивное сопротивление обмотки якоря по продольной оси; S_ном – номинальная полная мощность ( ).

1.Расчет  симметричного КЗ в точке K5

                                          Схема замещения

   Рис. 2- Схема замещения

1.1 Расчет  реактивных сопротивлений в именованных  единицах приближенным методом.

   Сопротивления Т5, Х1, Х5, Х21 не учитываем т.к. они  не подключены к нагрузке 

- это напряжение возьмем за  основное    

    удельное индуктивное сопротивление  линии электропередачи, берем из таблицы 3.1.                                                                                          [1,ст98]  

   Здесь под коэффициентом трансформации  трансформатора или автотрансформатора понимается отношение междуфазного среднего номинального напряжения холостого хода его обмотки, обращенной в сторону основной ступени напряжения, к аналогичному напряжению его обмотки, находящейся ближе к ступени, элементы которой подлежат приведению. Средние номинальные напряжения выбираются из шкалы напряжения                                                                                         [3], стр. 61

   Определяем  ЭДС всех источников. Считаем, что  система является источником бесконечной  мощности.

                                    [1,ст93]

   где U0, I0, cosj0 – напряжение на выводах машины, ток статора и коэффициент мощности в момент времени, предшествующий КЗ.

   I0 и U0 принимаем равными 1.

   Преобразование  схемы замещения 
 

                        Рис. 3- Преобразование схемы замещения 
 
 

                              Рис. 4- Преобразование схемы замещения

   Расчет  начального периодического тока в месте  КЗ.

1.2 Расчет  активных сопротивлений в именованных  единицах приближенным методом.

   Rпог- удельное сопротивление, берем равным 0,1 Oм/км.

   где Хк, ω, Та -соответственно индуктивное сопротивление цепи КЗ, угловая частота, постоянная времени затухания КЗ.[2,ст.89]  

   Сопротивления Т5, R1, R5, R21,R38,R40 не учитываем т.к. они не подключены к нагрузке

   Расчет  результирующего активного сопротивления.

1.3 Расчет  апериодической составляющей тока

   трехфазного КЗ. Расчет ударного тока. Расчет полного  тока КЗ при помощи типовых кривых для

   моментов  времени t = 0; 0,1; 0,2; 0,3 с.

   Сводная таблица результатов расчета тока КЗ в точке К1 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

   Векторная диаграмма токов и напряжений для

   места К5 
 

   Рис. 5- Векторная диаграмма токов и напряжений для места К5 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2. Расчет  симметричное КЗ в точке K2

   Схема замещения

                                 Рис.6- Схема замещения

    2.1 Расчет реактивных сопротивлений в относительных единицах точным методом.

    - это напряжение возьмем за  основное

   Выбираем  Sб = 1000 МВА

   Здесь под коэффициентом трансформации  трансформатора или автотрансформатора понимается отношение междуфазного напряжения холостого хода его обмотки, обращенной в сторону основной ступени напряжения, к аналогичному напряжению его обмотки, находящейся ближе к ступени, элементы которой подлежат приведению. 
 
 
 
 

   Расчет  ЭДС всех источников. Считаем, что  система является источником бесконечной  мощности. 

                                           [1,ст93] 

   где U0, I0, cosj0 – напряжение на выводах машины, ток статора и коэффициент мощности в момент времени, предшествующий КЗ.

   I0 и U0 принимаем равными 1.

    Преобразование схемы замещения

   Рис. 7- Преобразование схемы замещения

   Рис. 8- Преобразование схемы замещения 
 
 

   Расчет  начального периодического тока в месте  КЗ.

   Значение  тока КЗ в именованных единицах

2.2 Расчет  активных сопротивлений в относительных единицах точным методом.

Rпог- удельное сопротивление, берем равным 0,1 Oм/км.

   где Хк , ω,Та⁽³⁾  -соответственно индуктивное сопротивление цепи КЗ, угловая частота, постоянная времени затухания КЗ.[2,ст.89]  

   Сопротивления Т5, R38, R40, R1,R5,R21,R4 не учитываем т.к. они не подключены к нагрузке 

    Расчет результирующего активного  сопротивления.

   2.3 Расчет апериодической составляющей тока трехфазного КЗ. Расчет ударного тока. Расчет полного тока КЗ при помощи типовых кривых для моментов времени t = 0; 0,1; 0,2; 0,3 с.

   Таблица 2.1

   Продолжение Таблицы 2.1 

   Сводная таблица результатов расчета тока КЗ в точке К2 

3. Расчет  несимметричного тока КЗ для  т. К5

   Схеме замещения для прямой последовательности

   Рис. 9- Схеме замещения для прямой последовательности 
 

   Расчет  ведем в относительных единицах с точным приведением. Схема замещения  аналогична схеме замещения при  симметричном КЗ

   Расчет  будет аналогичен симметричному  КЗ, и поэтому  запишем сразу конечный результат.

   Рис. 10-Конечный результат 

Схема замещения обратной последовательности аналогична схеме замещения прямой последовательности, но в ней отсутствуют  источники ЭДС. Результирующие сопротивления  прямой и обратной последовательностей относительно рассматриваемой точки КЗ можно принять равными друг другу, т.е. .                               [2,cт 119]

   Рис. 11-Схема замещения обратной последовательности

   Схема замещения для нулевой последовательности: 

   Рис. 12- Схема замещения для нулевой последовательности 
 
 
 

   Определение сопротивлений:

   Для трансформатора  Т5:

   Величины  сопротивлений трансформаторов  в схеме замещения нулевой последовательности не изменились и соответствуют тем, что были в схеме замещения прямой последовательности. Сопротивление системы необходимо пересчитать:

    Ом                                                       [2], стр. 135

   Линии W1  и W2 принимаем как одноцепные без заземленных тросов:

                                                          [2], стр. 135 

   Линии W3  и W4 принимаем как двухцепные без заземленных тросов:

    Схема замещения сворачивается относительно т.К5, где произошло КЗ на землю

             Рис. 13- Схема замещения сворачивается относительно т.К5

Ток прямой последовательности при однофазном КЗ:

                                                                 [3], стр. 52

   DX⁽ⁿ⁾ - дополнительное индуктивное сопротивление, которое определяется видом несимметричного КЗ (n) и параметрами схем замещения обратной и нулевой (при однофазном и двухфазном КЗ на землю) последовательностей                            

   DX⁽ⁿ⁾= Х_2ЭК + Х_0ЭК                                                                    [3], т.5.4, стр. 53

   Модуль  полного (суммарного) тока поврежденной фазы в месте несимметричного КЗ связан с модулем соответствующего тока прямой последовательности следующим соотношением:

    ,

   где т⁽ⁿ⁾ - коэффициент, показывающий, во сколько раз модуль полного (суммарного) тока поврежденной фазы при n-м виде несимметричного КЗ в расчетной точке КЗ превышает ток прямой последовательности при этом же виде КЗ и в той же точке.

   m⁽¹⁾=3;                                                    [3], т.5.4, стр. 53

   Определяем  напряжение прямой последовательности:

   Определяем  напряжение обратной последовательности:

   Определяем  напряжение нулевой последовательности:

3.1 Векторные диаграммы  токов и напряжений.

   Рис. 14- Векторные диаграммы токов и напряжений. 
 
 

4. Двухфазное КЗ  на землю для точки К3.

   Воспользуемся результатами полученными для расчета  симметричного КЗ в точке К2