Переходные процессы в электротехники / Курсовая работа / ПП.КР.Методическое руководство(Ред4)

Рис. 3

11

Табл. 2

			Линии				Система С			Генератор			Синхронный
		Х = 0,4 Ом/км					Генератор Г1				Г2		двигатель СД
№		r = 0,21 Ом/км					Pн		cos φ	Рн		cos φ	Pн	cos φ
	Л1		Л2	Л3		Л4	МВТ			МВт			МВт
	км		км	км		км
1	10		20	10		20	S	600 МВА		12		0,85	4	0,8
2	10		20	10		20	кс			12		0,8	5	0,8
3	10		20	10		20		E 1, 05		12		0,8	9	0,8
4	10		20	10		20				10		0,85	5	0,8
								*
5	10		20	10		20				10		0,8	12	0,9
6	10		20	10		20				10		0,9	9	0,9
7	20		10	20		10	S	800 МВА		20		0,9	4	0,9
8	20		10	20		10	кc			20		0,9	12	0,8
9	20		10	20		10		E 1, 05		15		0,8	6,3	0,8
10	20		10	20		10				10		0,8	8	0,8
								*
11	20		10	20		10				10		0,85	9	0,8
12	20		10	20		10				10		0,8	5	0,85
13	10		30	10		30	50		0,9	8		0,85	12	0,9
14	10		30	10		30	50		0,9	10		0,85	4	0,9
15	10		30	10		30	50		0,8	12		0,85	5	0,8
16	10		30	10		30	65		0,8	16		0,85	9	0,8
17	10		30	10		30	65		0,9	20		0,9	5	0,85
18	10		30	10		30	65		0,8	12		0,9	12	0,85
19	20		30	20		30	50		0,9	8		0,9	9	0,85
20	25		35	20		30	80		0,8	10		0,9	4	0,9
21	30		40	20		30	90		0,8	12		0,8	12	0,9
22	35		45	20		30	100		0,85	14		0,85	6,3	0,8
23	40		50	20		30	80		0,8	10		0,9	8	0,85
24	45		60	20		30	90		0,8	8		0,9	9	0,9
25	50		70	20		30	50		0,85	14		0,85	5	0,9

Примечание.

1.Для вариантов 1-3 номера включенных выключателей В1,В3. Точка короткого замыкания – К1.

2.Для вариантов 4-6 номера включенных выключателей В1,В2,В3. Точка короткого замыкания – К1.

3.Для вариантов 7-12 номера включенных выключателей В1,В2,В3. Точка короткого замыкания – К2.

12

Продолжение табл. 2

	Асинхронный										Трансформаторы
	двигатель АД					T1				T2					T3						T4
	P	cos φ	Iп	S	н		U	к	S	н		U	к	S	н		U	к	S	н		U	к	I	н	X р
	н
	МВт		*	МВА			%		МВА			%		МВА			%		МВА			%		кА		%
1	2	0,9	5,5	25			10,5		16			10		4			7,5		40			8,5
2	2,5	0,9	5,6	25			10,5		16			10		4			7,5		40			8,5
3	2,5	0,9	5,6	40			10,5		16			10		4			7,5		40			8,5
4	5	0,9	5,7	63			10,5		16			10		6,3			7,5		32			10,5
5	4	0,91	5,4	25			10,5		16			10		6,3			7,5		32			10,5
6	8	0,93	5,4	25			10,5		16			10		10			7,5		40			10,5
7	8	0,91	5,4	63			12		32			8,5		10			7,5		40			10,5
8	6,3	0,92	6,0	40			12		32			8,5		10			7,5		40			10,5
9	3,2	0,9	6,4	40			12		32			8,5		4			7,5		32			10,5
10	2	0,9	5,5	63			12		16			10		4			7,5		32			10,5
11	2,5	0,9	5,4	40			12		16			10		4			7,5		32			10,5
12	3,2	0,9	6,4	25			12		16			10		4			7,5		32			10,5
13	2	0,9	6,3	25			10,5		10			14		4			7,5		32			10,5
14	4	0,9	6,3	25			10,5		16			10		6,3			7,5		32			10,5
15	2	0,9	5,5	25			10,5		16			10		4			7,5		32			10,5
16	2,5	0,91	6,4	40			10,5		16			10		4			7,5		32			10,5
17	3,2	0,9	6,4	40			10,5		32			10		4			7,5		32			10,5
18	5	0,91	5,6	40			10,5		16			10		6,3			7,5		32			10,5
19	2	0,9	5,5	25			12		10			14		4			7,5		40			10,5		0,15		3
20	2,5	0,9	5,6	63			12		16			10		4			7,5		40			10,5		0,2		4
21	2,5	0,9	5,6	63			12		16			10		4			7,5		40			10,5		0,25		5
22	5	0,91	5,6	63			12		16			10		6,3			7,5		32			10,5		0,3		6
23	4	0,91	5,4	40			12		16			10		6.3			7,5		32			10,5		0,35		8
24	8	0,91	5,4	63			10		10			14		10			14		32			10,5		0,4		8
25	6,3	0,92	6,0	24			10		16			10		10			14		32			10,5		0,5		8

4.Для вариантов 13-15 номера замкнутых выключателей В2,В3. Точка короткого замыкания – К3

5.Для вариантов 16-18 номера замкнутых выключателей В1,В2,В3. Точка короткого замыкания – К3

6.Для вариантов 19-22 номера замкнутых выключателей В2,В3,В4. Точка короткого замыкания – К4

7.Для вариантов 23-25 номера замкнутых выключателей В1–В4. Точка короткого замыкания – К4

13

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1.В соответствии с заданием и замкнутых выключателей на рис.3, начертить электрическую схему своего варианта. Отключенные выключателями цепи в рисунок не включаются.

2.Начертить схему замещения, пример рис.5.

3.В схемах замещения все реальные электрические элементы заменяются эквивалентными сопротивлениями и э.д.с. При этом энергосистемы, генераторы, все двигатели, обобщенные нагрузки (Н) заменяются на э.д.с. и сопротивления,

атрансформаторы, линии передачи электроэнергии (провода, кабели и.т.д.), реакторы заменяются сопротивлениями. Для облегчения чтения чертежа каждому элементу схемы присваивается порядковый номер, который ставится на чертеже схемы замещения рядом с соответствующим сопротивлением и э.д.с. Все расчеты ведутся с указанием формул с подстановкой в них соответствующих значений. Одновременно рассчитываются активные сопротивления элементов и относительные э.д.с. Необходимые исходные значения для расчета взять из табл. 3.

4.На схеме замещения рядом с порядковым номером элемента указывается его относительные индуктивное и активное сопротивления через черту дроби или в скобках, как показано на рис. 5 в примере.

5.Путем эквивалентных преобразований схема замещения приводится к простейшему виду рис. 1, для определения результирующего сопротивления короткозамкнутой цепи. С этой целью используются известные методы преобразования, применяемые при расчете линейных электрических цепей: последовательное и параллельное сложение сопротивлений, замена нескольких источников с разными э.д.с. одним эквивалентным источником и т.д.

6.Определяется эквивалентное индуктивное сопротивление

7.Определяется эквивалентная э.д.с.

8.Определяется сверхпереходный ток короткого замыкания в относительных и именованных единицах.

9.Определяется эквивалентное активное сопротивление также как и эквивалентное индуктивное сопротивление.

14

10. Определяется постоянная времени электрической схемы замещения.

Та Х экв 2 frэкв

11. Определяется ударный коэффициент и ударный ток. Если эквивалентная схема замещения имеет вид как на рис.1а, то ударный ток рассчитывается по формуле:

0,01

"

0,01

e

Eэкв

2

1 е

i

I

max

I

п.мax

Ta

Та

у

Х экв

*

где Eэкв" – действующее значение эквивалентной ЭДС. Ударный коэффициент

				0,01
k	у	1 е		Та

Если эквивалентная схема замещения имеет вид как на рис.1б,в, то ударный ток рассчитывается как сумма ударных токов от каждой ветви, при этом эквивалентные времени также определяются для каждой ветви.

						Табл. 3
Наименование элемента			X		E ''	''
			r		*	Xd
Турбогенераторы мощностью 10 – 50 МВТ	15 – 40				1,08	0,125
50 – 100 МВт	40		- 80		1,08	0,125
Трансформаторы мощностью 4 – 20 МВА	5 – 10
20 – 40 МВА	10 – 20
60 – 100 МВА	20		- 30
Воздушные линии	2		- 8
Синхронные двигатели 5 – 15 МВТ	10		- 15		1,1	0,2
Асинхронные двигатели 2 – 10 МВТ	10		- 14		0,9	0,2
Реактор	100
Обобщенная нагрузка	2,5				0,85	0,35

15

ПРИМЕР РАСЧЕТА ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

Рис. 4

Для схемы, приведенной на рис.2 определить токи при трехфазном и однофазном замыкании на землю в точке К.

Исходные данные

Генератор: Uср 10,5 кВ ; X d'' 0,125 ; U1 10,5кВ. Трансформаторы:

T1 , Sт.н 40MBA , Uк.з 10,5% ;

16

T2 , Sт.н 25MBA , Uк.з 10,5% ;

T3 Sт.н 10MBA , Uк.з 10,5% .

Обобщенные нагрузки:

Н1 S 42 МВА ; Н12 S 25 МВА Линии электропередач:

X0 0, 42Омкм , r0 0, 21Омкм , L1 50км , L2 15км , L3 8км

Синхронный двигатель СД:

Sн 5МВт , U 6, 3кВ .

Для расчета составляем схему замещения, представленную на рис.5. Принимаем Sб 100 МВт , Uб 6,3кВ

Рис. 5

17

Расчет параметров элементов схемы замещения

X

X ''

X

0,125

U 2н

0,125

(10,5 103 )2

1, 72 Ом .

1

н

d

Sн

80 106

Приведенное к базисному сопротивлению

X

X ''

S

б

0,125

100 106

0,156 .

1

d

Sн

80 106

*

Активное сопротивление генератора согласно таблице 3 Xr 70

тогда

0,156

r1 0, 0022 . * 70

Сверхпереходная ЭДС согласно той же таблице

E'' 1, 08 .

*

Расчет параметров остальных элементов ведется аналогично.

Параметры трансформаторов:

			U	к	%				U 2					10, 5%					(10, 5 103 )2					0, 289 Ом ;
Х										н
	2		100						Sтр.н					100						40 106
					U			к	%			S	б				10, 5% 100 106
		Х 2																						0, 262	;
																						106
		*				100 Sтр.н											100				40

r2 X 2/ 20 0, 262 / 20 0, 0131;

**

Х			U		к	%			U	н				10, 5%					(115 103 )2					138,8 Ом ;
	6																			10 106
			100						Sтр.н						100
		Х 6					U %					S	б			10, 5%						100 106			1, 05;
								к
			*				100				Sтр.н					100						10 106

r6 X 6/ 7 1, 05 / 7 0,15 ;

**

	Х			U	к	%		U	н		10, 5%			(115	103 )2	55, 54 Ом ;
		8		100				Sтр.н				100		25	106

18

Х8		U %		S	б		10, 5%			100 106	0, 42 ;
		к
*		100		Sтр.н			100			25 106

r8 X8/ 20 0, 42 /12 0, 035 .

**

Параметры обобщенных нагрузок

Х

Х "

Uн2

0,35

(10,5 103 )2

0,91 Ом ;

3

d

Sн

42 106

Х

Х "

S

б

0,35

100 106

0,833 ;

3

d

Sн

42 106

*

r3 X3/ 2, 5 0,833 / 2, 5 0, 33 ;

*

*

Х

Х

"

Uн2

0,35

(6,3 103 )2

0,55 Ом ;

10

d Sн

25 106

Х

Х

"

Sб

0,35

100 106

1, 4 ;

10

d

Sн

25 106

*

r3 X10/ 2, 5 1, 4 / 2, 5 0, 56 .

**

Сверхпереходные ЭДС E3'' E10'' 0,85 Параметры линий электропередач

Х4 L4 X0 0, 4 50 20 ;

X	X		S	б	20	100 106	0,15	;
		4 Uн2
*4						(115 103 )2

r4 X 4/ 2 0,15 / 2 0, 075 ;

**

Х5 L5 X0 0, 4 8 3, 2 ;

	X		X			S	б	3, 2	100 106	0, 024 ;
		5		5	Uн2				(115 103 )2
	*

r5 X5/ 2 0, 024 / 2 0, 012 ;

**

Х7 L7 X0 0, 4 15 6 ;

19

	X		X			S	б	6	100 106	0, 045 ;
		7		4	Uн2				(115 103 )2
	*

r7 X 7 / 2 0, 045 / 2 0, 022 .

**

Параметры синхронного двигателя

X		X ''	X		0,125	Uн2	0, 2	(6,3 103 )2	1,58 Ом
	9			н
		d				Sн		5 106

X		X	''	Sб			0, 2				100 106		4
	9		d	Sн								5 106
*
					Х 9					4
		r			*							0, 4
		9		10					10
		*

Сопротивления и ЭДС при преобразовании схемы замещения

				Х1		Х3		0,156 0,833
	Х11 Х1 || Х3			*		*				0,132
				Х1	Х3			0,156 0,833
	*	* *

**

											r1 r3								0, 0022 0, 33
			r		r || r						*		*													0, 0022
			11		1			3			r1 r3								0, 0022 0, 33
			*		*			*
										*			*
						E	''	1		E			''			1					1							1
					1			X1		3					X3				1, 08							0,85
					*					*
		'' || E		''																	0,156							0,833
E	E							*								*														1, 043
11	1		3					1		1											1					1
*	*		*
								X1				X3										0,156					0,833

**

X12 X11 X 2 X 4 0,132 0, 262 0,15 0, 544

*

*

*

*

Х9

Х10

4 1, 4

Х13 Х

9 || Х10

*

*

1, 27

Х9 Х10

4 1, 4

*

*

*

*

*

r9 r10

0, 56 0, 4

r13 r9

|| r10

*

*

0, 23

r9 r10

0, 4

*

*

*

0, 56

*

*

20