Расчет токов короткого замыкания

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 09 Сентября 2013 в 20:07, курсовая работа

Описание работы

Переходные процессы в электрических цепях, явления, возникающие при переходе от одного режима работы электрической цепи к другому, отличающемуся от предыдущего амплитудой, фазой, формой или частотой действующего в цепи напряжения, значениями параметров или конфигурацией цепи. Переходные процессы возникают главным образом при коммутациях в электрических цепях и обусловлены тем, что ток, проходящий через катушку индуктивности, и напряжение на конденсаторе не могут изменяться скачком, то есть энергия электрического и магнитного полей в ёмкостных и индуктивных элементах цепи не может изменяться мгновенно.

Содержание работы

Введение………………………………………………………………………...
1 Расчет трехфазного короткого замыкания методом эквивалентных ЭДС……………………………………………………………………………...
1.1 Определение начального сверхпереходного тока……………..………...
1.2 Определение тока установившегося короткого замыкания…………….
2 Определение токов трехфазного короткого замыкания методом типовых кривых………………………………………………………………...
2.1 Составление схемы замещения и ее преобразование…………………....
2.2 Определение токов в ветвях генераторов и суммарного тока короткого замыкания…………………………………………………………...
3 Сравнение результатов расчета токов короткого замыкания методом эквивалентных ЭДС и методом типовых кривых…………………………….
4. Расчет несимметричных коротких замыканий методом
типовых кривых………………………………………………………………...
4.1 Составление схемы прямой последовательности и определение суммарного сопротивления……………………………………………………
4.2 Составление схемы обратной последовательности и определение суммарного сопротивления……………………………………………………
4.3 Составление схемы нулевой последовательности и определение суммарного сопротивления……………………………………………………
4.4 Расчет двухфазного короткого замыкания ………………………………
4.5 Расчет двухфазного короткого замыкания на землю …………………...
4.6 Расчет однофазного короткого замыкания……………………………….
Приложение А диаграммы токов и напряжений несимметричных коротких замыканий……..…………………………………………………......
Заключение……………………………………………………………………...
Список использованных источников………………………………………….

Файлы: 1 файл

Пояснительная записка к курсовому ПП в СЭС.doc

— 4.28 Мб (Скачать файл)


Министерство образования и науки  Российской федерации


ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ  ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО  ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ОРЕНБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

 

Электроэнергетический факультет

 

Кафедра электроснабжения промышленных предприятий

 

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине "Переходные процессы в электроэнергетических системах"

 

"Расчет токов короткого замыкания"

 

Пояснительная записка

ОГУ 140211.65.5012.05 ПЗ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  Руководитель

                                        к. т. н. доцент

                                                                  ____________В. Т. Пилипенко

                                                              «__»____________2012 г.

 

 

 Исполнитель

                                                         студент группы 09Э-2

                                                                       ___________ К. Р. Валиуллин

                                                                 «__»____________2012 г.

 

 

 

 

Оренбург 2012

Министерство образования и науки Российской Федерации ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ОРЕНБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Электроэнергетический факультет

Кафедра электроснабжения промышленных предприятий

Задание на курсовую работу

                        Расчёт токов короткого замыкания

Исходные данные:    1Расчётная схема;

2Таблицы параметров элементов  расчётной схемы (исходные данные).

Перечень подлежащих разработке вопросов:

 1Определить методом эквивалентных ЭДС начальное сверхпереходное и установившееся значения тока 
трёхфазного короткого замыкания;

2 Определить методом типовых  кривых ток трёхфазного короткого  замыкания для различных моментов  времени;

2.1 Построить зависимость  ;

3 Произвести сравнение результатов расчёта обоими методами и сделать выводы;

4 Выполнить расчёт токов инапряжений  привсех видах несимметричного  короткого замыкания расчетных  кривых;

 

4.1 Построить зависимости  ;

4.2Построить в выбранном масштабе векторные диаграммы токов и напряжений в месте короткого замыкания.

Перечень графического материала:

Таблицы результатов расчётов, схемы  замещения, векторные диаграммы, кривые зависимостей.

Дата выдачи задания "___"______________20__ г.

Руководитель Пилипенко В.Т.

Исполнитель

студент группы 09Э2Рапоткин В. Ю.

Срок защиты работы "___"______________20__ г.

 

 

 

 

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Вариант№2355

 

Таблица 1 – Генераторы с АРВ

Номер

станц.

Марка

генератора

МВА

кВ

о.е.

о.е.

о.е.

А

А

ОКЗ

n

1

ТВС-30

37.5

10.5

0.143

0.15

0.1

200

412

0.49

2

2

2

ТГВ-300

352.9

20

0.195

0.238

0.17

1040

2890

0.524

2

3

3

СВ(580/120)-60

40

10.5

0.225

0.232

0.145

670

1190

1.42

2.06

4


Таблица 2 – Трансформаторы

Номер станции

 МВА

 кВ

 кВ

%

1

40

121

10.5

10.5

2

400

121

20

10.5

3

40

121

10.5

10.5


Таблица 3 – Автотрансформатор

 МВА

 кВ

 кВ

 кВ

%

%

%

125

230

121

10.5

45

28

11


Таблица 4 – Состояние заземляющих  ножей в нейтрали трансформаторов

QSG1

QSG2

QSG3

QSQ4

QSG5

+

+

-

-

+


Таблица 5 – Линии

 

W1

W2

W3

W4

Длина, км

180

100

130

145

x0, Ом/км

0.42

0.42

0.42

0.42


Таблица 6 – Нагрузка и питающая система

 

Sн1, МВА

Sн2, МВА

Sн3, МВА

Sк, МВА

Нагрузка

30

600

180

-

Система

-

-

-

1500


Таблица 7 – Реакторы

Uн, кВ

Iн, кА

XL, %

10

2

10


Содержание

 

 

Введение………………………………………………………………………...

1  Расчет трехфазного короткого замыкания методом эквивалентных ЭДС……………………………………………………………………………...

1.1  Определение начального сверхпереходного  тока……………..………...

1.2  Определение тока установившегося  короткого замыкания…………….

2  Определение токов трехфазного  короткого замыкания методом типовых кривых………………………………………………………………...

2.1  Составление схемы замещения  и ее преобразование…………………....

2.2  Определение токов в ветвях  генераторов и суммарного тока  короткого замыкания…………………………………………………………...

3  Сравнение результатов расчета  токов короткого замыкания методом эквивалентных ЭДС и методом типовых кривых…………………………….

4.  Расчет несимметричных  коротких  замыканий методом

типовых кривых………………………………………………………………...

4.1  Составление схемы прямой  последовательности и определение  суммарного сопротивления……………………………………………………

4.2  Составление схемы обратной  последовательности и определение  суммарного сопротивления……………………………………………………

4.3  Составление схемы нулевой  последовательности и определение  суммарного сопротивления……………………………………………………

4.4  Расчет двухфазного короткого замыкания ………………………………

4.5  Расчет двухфазного короткого  замыкания на землю …………………...

4.6  Расчет однофазного короткого  замыкания……………………………….

Приложение А диаграммы токов и напряжений несимметричных коротких замыканий……..…………………………………………………......

Заключение……………………………………………………………………...

Список использованных источников………………………………………….

 

 

 

 

7

 

8

8

28

 

37

37

 

42

 

44

 

45

 

45

 

45

 

51

54

57

60

 

63

67

68


 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

 

Переходные процессы в электрических  цепях, явления, возникающие при переходе от одного режима работы электрической цепи к другому, отличающемуся от предыдущего амплитудой, фазой, формой или частотой действующего в цепи напряжения, значениями параметров или конфигурацией цепи. Переходные процессы возникают главным образом при коммутациях в электрических цепях и обусловлены тем, что ток, проходящий через катушку индуктивности, и напряжение на конденсаторе не могут изменяться скачком, то есть энергия электрического и магнитного полей в ёмкостных и индуктивных элементах цепи не может изменяться мгновенно.

Во время переходного процесса на отдельных участках цепи могут  возникнуть напряжения и токи, значительно  превышающие напряжения и токи установившегося  режима, то есть перенапряжения и сверхтоки. При неправильном выборе оборудования перенапряжения могут привести к пробою изоляции, например в конденсаторах, трансформаторах, электрических машинах, а сверхтоки - к срабатыванию элементов защиты и отключению установки, к перегоранию приборов, обгоранию контактов, механическим повреждениям обмоток вследствие электродинамических усилий. Переходные процессы играют исключительно важную роль в системах автоматического регулирования, в импульсной, вычислительной и измерительной технике, в электронике и радиотехнике и в электроэнергетике.

Расчёты токов КЗ необходимы для  достижения следующих целей:

  1. определение условий работы потребителей в аварийных режимах;
  2. выбора аппаратов и проводников и их проверки по условиям электродинамической и термической стойкости;
  3. проектирования и настройки устройств релейной защиты и автоматики;
  4. проектирования и проверки защитных устройств;
  5. сопоставления, оценки и выбора схемы электрических соединений;
  6. определения влияния линий электропередачи на линии связи;
  7. определение числа заземленных нейтралей и их размещение в ЭС;
  8. выбора разрядников;
  9. анализа аварий;
  10. подготовки к проведению различных испытаний в ЭС.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1   Расчет трехфазного короткого замыкания методом эквивалентных ЭДС

 

1.1  Определение начального  сверхпереходного тока

 

1.1.1  Составление схемы замещения

 

 

Рисунок 1 – Схема замещения 

 

 

1.1.2  Определение параметров  схемы замещения

 

        1. Выбор базисных условий

 

 

 

Определяется базисный ток  , кА:

,                                                      (1)

 

где - базисная мощность, МВА;

         - базисное напряжение, кВ.

 

.

 

Определяется базисное сопротивление  , Ом:

 

        ,                                                      (2)

 

.

 

 

1.1.2.2  Определение коэффициентов  трансформации

 

Коэффициенты трансформации трансформаторов:

 

                                                           ,                                                        (3)

 

где - напряжение обмотки со стороны основной ступени, кВ;

                   - напряжение обмотки со стороны приводимого элемента, кВ.

 

;   
    

 

Коэффициенты трансформации  автотрансформаторов:

 

,                                                        (4)

 

,                                                        (5)

;   
.

 

 

        1. Определение приведенных сопротивлений трансформаторов и автотрансформаторов

 

 

Трансформаторы:

 

                                                   

,                                          (6)

 

где - напряжение короткого замыкания;

      - номинальная мощность трансформатора, МВА.

 

Станция 1:

 

Станция 2:

 

Станция 3:

 

Автотрансформатор:

 

обмотка высшего напряжения автотрансформатора :

 

                          (7)

 

где % - напряжение короткого замыкания между обмотками высшего и среднего напряжения;                     

      % - напряжение короткого замыкания между обмотками высшего и низшего напряжения;                        

      %- напряжение короткого замыкания между обмотками среднего и низшего напряжения;                         

 

;

 

 

обмотка среднего напряжения автотрансформатора :

 

                    

                          (8)

 

 

 

;

 

обмотка низшего напряжения автотрансформатора :

 

                           (9)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

        1. Определение приведенных сопротивлений генераторов станций и питающей системы

 

 

Система:

,                                          (10)

 

где - номинальное напряжение системы, кВ;

          - мощность системы, МВА.

 

 

Генераторы:

                                           ,                                    (11)

 

где - сверхпереходное сопротивление генератора.

 

 

Станция 1:

        

Станция 2:

        

 

Станция 3:

       

 

 

        1. Определение приведенных сопротивлений линий

 

 

                                                 (12)

 

где - погонное сопротивление линии, Ом/км;

       - длина линии, км.

 

                                        

 

 

 

        1. Определение приведенных сопротивлений нагрузки

 

 

,                                            (13)

 

 

 

 

 

        1. Определение приведенных сопротивлений реактора

 

                                            

  ,                                       (14)

 

где - сопротивление реактора.

 

 

 

 

        1. Определение ЭДС источников

 

 

Система:

                                               ,                                            (15)

 

                                                  .

 

Генераторы:

Информация о работе Расчет токов короткого замыкания