Автор работы: Пользователь скрыл имя, 20 Декабря 2013 в 21:41, курсовая работа
В данной курсовой работе представлен расчёт симметричного и несимметричного вида короткого замыкания с помощью метода эквивалентных ЭДС и типовых кривых.
Осуществляется расчёт тока трёхфазного короткого замыкания (КЗ) методом эквивалентных ЭДС, т.е. расчёт сверхпереходного и установившегося тока КЗ, а также методом типовых кривых для различных моментов времени.
Представлен расчёт тока при несимметричных видах КЗ методом типовых кривых для различных моментов времени, и определены напряжения для начального момента времени
1 Расчёт трёхфазного короткого замыкания методом эквивалентных ЭДС 8
1.1 Определение начального сверхпереходного тока `8
1.1.1 Составление схемы замещения 8
1.1.2 Определение параметров схемы замещения 9
1.1.3 Преобразование схемы замещения без учёта нагрузок 14
1.1.4 Определение характера нагрузок 17
1.1.5 Преобразование схемы замещения с учётом нагрузок 20
1.1.6 Определение начального сверхпереходного и ударного токов короткого замыкания 23
1.2 Определение тока установившегося короткого замыкания 24
1.2.1 Расчёт параметров генераторов станции 24
1.2.2 Определение сопротивлений нагрузок 26
1.2.3 Определение сопротивлений и ЭДС нагрузок 26
1.2.4 Предварительный выбор режимов работы генераторов и преобразование схемы замещения 26
1.2.5 Определение токов КЗ в ветвях генераторов 31
1.2.6 Проверка правильности выборов режимов работы генераторов 32
2 Расчёт трёхфазного короткого замыкания методом типовых кривых 33
2.1 Составление и преобразование схемы замещения 33
2.2 Определение начального тока КЗ от источников питания и нагрузки 35
2.3 Определение удаленности генераторов станции от места КЗ 35
2.4 Определение тока КЗ для различных моментов времени 35
2.5 Определение установившегося тока КЗ………………………………………...36
3 Расчёт токов при несимметричных видах КЗ методом типовых кривых 37
3.1 Составление схем замещения различных последовательностей, определение его параметров, его преобразование и определение результирующего сопротивления 37
3.1.1 Схема замещения прямой последовательности 37
3.1.2 Схема замещения обратной последовательности 37
3.1.3 Схема замещения нулевой последовательности 42
3.2 Расчёт двухфазного короткого замыкания 45
3.2.1 Определение начального действующего значения периодической составляющей тока КЗ прямой последовательности от каждого источника 45
3.2.2 Определение удалённости генераторов станции от места КЗ 45
3.2.3 Определение результирующего тока КЗ прямой последовательности для соответствующего момента времени 46
3.2.4 Определение результирующего тока КЗ обратной последовательности для соответствующего момента времени 46
3.2.5 Определение фазных токов в месте КЗ в соответствующий момент времени 46
3.2.6 Определение симметричных составляющих и фазных напряжений в месте КЗ в начальный момент времени 47
3.2.7 Определение коэффициента несимметрии 47
3.2.8 Построение векторных диаграмм токов и напряжений 48
3.3 Расчёт двухфазного короткого замыкания на землю 49
3.3.1 Определение начального действующего значения периодической составляющей тока КЗ прямой последовательности от каждого источника 49
3.3.2 Определение удалённости генераторов станции от места КЗ 49
3.3.3 Определение результирующего тока КЗ прямой последовательности для соответствующего момента времени 49
3.3.4 Определение результирующего тока КЗ обратной последовательности для соответствующего момента времени 50
3.3.5 Определение результирующего тока КЗ нулевой последовательности для соответствующего момента времени 50
3.3.6 Определение фазных токов КЗ в соответствующий момент времени 50
3.3.7 Определение симметричных составляющих и фазных напряжений в начальный момент времени 51
3.3.8 Определение коэффициента несимметрии 51
3.3.9 Построение векторных диаграмм токов и напряжений 52
3.4 Расчёт однофазного короткого замыкания 53
3.4.1 Определение результирующего тока КЗ обратной последовательности в соответствующий момент времени 53
3.4.2 Определение результирующего тока КЗ прямой и нулевой последовательности 53
3.4.3 Определение фазных токов КЗ 53
3.4.4 Определение симметричных составляющих и фазных напряжений в начальный момент времени 53
3.4.5 Определение коэффициента несимметрии 54
3.4.6 Построение векторных диаграмм токов и напряжений 55
4 Результаты расчётов различных видов токов короткого замыкания и их графическое изображение…………………………………...…………………………56
Заключение 57
Список использованных источников 58
(1.8)
где Uк% – напряжение короткого замыкания трансформатора, %;
Sном – номинальная мощность трансформатора, МВА;
Uн – высшее напряжение обмотки трансформатора, кВ.
Станция 1:
Станция 2:
Станция 3:
Сопротивление обмоток автотрансформатора:
(1.9)
(1.11)
(1.12)
где Uномi – напряжение соответствующей обмотки автотрансформатора, кВ;
Uкв-н; Uкв-с; Uкс-н –напряжения короткого замыкания автотрансформатора, %;
Sном – номинальная мощность автотрансформатора, МВА.
1.1.2.4 Определение сопротивлений линий
(1.13)
где Х01 – погонное индуктивное сопротивление, Ом/км;
li – длина i-ой линии, км.
1.1.2.5 Определение приведенных сопротивлений генераторов станции и питающей системы
Сопротивление генераторов станции:
где – сверхпереходное сопротивление генератора i-ой станции;
Uномi – номинальное напряжение генератора i-ой станции, кВ;
Sномi – номинальная мощность генератора i-ой станции, МВА.
Сопротивление питающей системы:
где Uном – номинальное напряжение высшей обмотки автотрансформатора, кВ;
Sк – мощность питающей системы, МВА.
1.1.2.6 Определение приведенного сопротивления реактора
1.1.2.7 Определение ЭДС источников
где ЕGi – среднее значение ЭДС для турбогенератора, гидрогенератора и питающей системы (в о.е. при номинальных условиях);
UномGi – номинальное напряжение генераторов и питающей системы, кВ.
Схема замещения, показанная на рисунке 1.1, путем поэтапного преобразования приводится к итоговому виду в соответствии с рисунком1. 6.
Рисунок 1.2 –Преобразования схемы замещения без учёта нагрузок (этап 1)
Рисунок 1.3 – Преобразования схемы замещения без учёта нагрузок (этап 2)
Преобразование треугольника в звезду:
Рисунок 1.4 – Преобразования схемы замещения без учёта нагрузок (этап 3)
Рисунок 1.5 – Преобразования схемы замещения без учёта нагрузок (этап 4)
Рисунок 1.6 – Итоговая схема замещения
По итоговой схеме замещения,
показанной на рисунке 6, определяется
начальный сверхпереходный ток
в месте короткого замыкания:
Рисунок 1.7 –Итоговая схема замещения
Рисунок 1.8 –Первый этап развёртывания схемы замещения
Рисунок 1.9 –Второй этап развёртывания схемы замещения
Рисунок 1.10 –Третий этап развёртывания схемы замещения
Рисунок 1.11 –Четвёртый этап развёртывания схемы замещения
Проверка коэффициентов:
Значения остаточных напряжений на шинах станций:
Таким образом, из значений остаточных напряжений , , можно сделать вывод о том, что нагрузка Н1 является генерирующей, а нагрузки Н2 и Н3 являются не генерирующими, поэтому нагрузка Н1 включается в схему замещения с ЭДС равной 0,85, а Н2 и Н3 с ЭДС равной нулю.
Для последующего расчёта необходимо определить приведенные значения сопротивлений нагрузок:
где Х*он =0,35 – среднее значение сопротивления обобщенной нагрузки (в относительных единицах (о.е.) при номинальных условиях);
Uном – номинальное напряжение высшей обмотки трансформатора, кВ;
Sномi – мощность i-ой нагрузки, МВА.
Схема замещения с учётом нагрузок берётся частично преобразованной из рисунка 1.2.
Рисунок 1.12 – Преобразования схемы замещения с учётом нагрузок (этап 1)
Рисунок 1.13 – Преобразования схемы замещения с учётом нагрузок (этап 2)
Рисунок 1.14 – Преобразования схемы замещения с учётом нагрузок (этап 3)
Преобразование треугольника в звезду:
Рисунок 1.15 – Преобразования схемы замещения с учётом нагрузок (этап 4)
Рисунок 1.16 – Преобразования схемы замещения с учётом нагрузок (этап 5)
Рисунок 1.17 – Итоговая схема замещения с учётом нагрузок
Определение сверхпереходного тока короткого замыкания (КЗ):
Определение ударного тока КЗ:
Производится расчёт величин Еq*пр; ХG*пр; Iкр для станции 1:
Продольное сопротивление генератора:
где ОКЗ – отношение короткого замыкания,
Реактивность реакции статора по продольной оси:
где Хσ – индуктивное сопротивление рассеяния.
Ток возбуждения генератора при базисных условиях, А:
где Ifхх – ток возбуждения холостого хода, А.
Ток возбуждения генератора в о.е. при номинальных условиях:
где IfН – номинальный ток возбуждения генератора, А.
Предельный ток возбуждения генератора:
где ке – коэффициент форсировки.
ЭДС генератора при токе возбуждения, равный предельному:
где k = 0,7 – для гидрогенератора; k = 0,8 – для турбогенератора.
Предельное синхронное индуктивное сопротивление генератора:
где SН – номинальная мощность генератора.
Критический ток генератора:
Расчёт величин Еq*пр; ХG*пр; Iкр для станции 2 по формулам (1.18 – 1.25):
Расчёт величин Еq*пр; ХG*пр; Iкр для станции 3 по формулам (1.18 – 1.25):
Поскольку сопротивления обобщенных нагрузок в установившемся режиме короткого замыкания иные, чем в сверхпереходном, выполняется их пересчет по формуле (1.16), где Х*он =1,2:
Нагрузка 1 подключена непосредственно в месте возникновения к. з., никакого влияния на величину тока короткого замыкания не оказывает и поэтому в схему замещения не включается.
ЭДС нагрузок при расчёте установившегося тока КЗ равны нулю.
Исходя из расположения точки к. з. можно предположить, что генераторы станций 2 и 3 работают в режиме нормального напряжения (РНН), а генератор станции 1 в режиме предельного возбуждения (РПВ), и следовательно учитываются в схеме замещения следующими параметрами:
Исходная схема замещения для расчёта установившегося тока КЗ представлена на рисунке 1.18.
Рисунок 1.18 – Исходная схема замещения
;
Рисунок 1.19 – Преобразования схемы замещения (этап 1)
Преобразование треугольника в звезду:
Рисунок 1.20 – Преобразования схемы замещения (этап 2)