Расчет режимов короткого замыкания и продольной несимметрии в электроэнергетической системе
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное
образовательное учреждение
высшего профессионального образования
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Институт - Энергетический
Направление - Электроэнергетика и
электротехника
Кафедра - Электрических
сетей и электротехники
Расчет режимов короткого замыкания и
продольной несимметрии в электроэнергетической системе
Пояснительная записка к курсовому
проекту по дисциплине
"Электромагнитные переходные
процессы в электроэнергетических системах"
Выполнил студент гр. 5А1Г А.О. Лубсанова
Проверил доцент каф. ЭСиЭ В.И. Готман
Томск - 2014
Задание
Для электрической системы, представленной на схеме,
выполнить расчет и анализ переходного процесса для трех режимов.
1. Режим - трехфазного КЗ
В заданной точке схемы для рассчитать:
· - действующие значения периодической
слагаемой тока короткого замыкания;
· - ударный ток и мощность КЗ;
· - остаточное напряжение на шинах
генератора Г10 (узел );
· - действующие значения периодической
слагаемой тока генератора Г10 для с;
· - действующие значения тока двухфазного
короткого замыкания.
2. Режим - несимметричного КЗ
В заданной точке , место которой определено параметром на Л3, рассчитать:
· - действующее значение периодической
слагаемой тока КЗ поврежденных фаз;
· и - симметричные составляющие напряжения и остаточное напряжение
неповрежденной фазы;
· построить
векторные диаграммы и ;
3. Режим - продольной несимметрии (привести
комплексную схему замещения для частично упрощенной исходной схемы замещения с
отражением нулевых потенциалов и положительных направлений токов в схемах
"1", "2", "0").
Для режима (), соответствующего отключению ранее
поврежденных фаз, рассчитать:
· - ток неповрежденной фазы на участке ;
· - падение напряжения в месте разрыва фазы
.
К моменту отключения поврежденных фаз угол расхождения векторов
ЭДС двух эквивалентных источников схемы, расположенных по обе стороны места
разрыва, составляет .
Рис. 1. Схема
Паспортные
данные силового оборудования схем
Трансформатор с расщепленной обмоткой
Тип
|
, МВА, кВ, кВ, %
|
|
|
|
ТРДН-140000/115
|
140
|
115
|
15,75-15,75
|
10,5
|
Трансформаторы двухобмоточные
Тип
|
, МВА, кВ, кВ, %
|
|
|
|
Т1 -
115/10,5 кВ
|
ТДЦН-125000/121
|
125
|
121
|
10,5
|
10,5
|
Т6 - 230/115 кВ
|
ТДН-67000/230
|
67
|
230
|
115
|
10,5
|
Турбогенераторы
Тип , МВт,
кВ, о. е. , о. е.
, кА
|
|
|
|
|
|
|
Г3, Г4 -
15,75 кВ
|
ТВ-65
|
65
|
15,75
|
0,23
|
1,75
|
2,81
|
0,85
|
Г10 - 10,5 кВ
|
ТВ-87
|
10,5
|
0,21
|
2,2
|
5,32
|
0,9
|
Энергосистемы
Система С3
|
, кВ, МВА
|
|
230
|
8200
|
Воздушные линии электропередачи
ЛЭП-220 кВ
(АС-240); Ом/км Взаимная реактивность нулевой
последовательности между цепями
|
Одноцепные ВЛ
имеют стальной грозозащитный трос; Двухцепные ВЛ выполнены без грозозащитного
троса
|
Длина ЛЭП - 220
кВ, км
|
Л1
|
Л2
|
Л3
|
Л4
|
25
|
35
|
65
|
10
|
короткое замыкание переходный процесс
Расчет
параметров схемы замещения
Рис. 2. Схема замещения
Имеем четыре ступени напряжения: I −15,75; II - 230; III - 500; IV - 10,5 кВ.
Принимаем базисную мощность Sб=1000 МВА и базисные
напряжения:
UбI −15,75; UбII - 230; UбIII - 515; UбIV - 10,5 кВ;
Рассчитываем базисные токи:
. Синхронные генераторы Г5, Г6, Г12:
. Трансформатор с расщепленной обмоткой ТР3:
. Воздушные линии Л1, Л2, Л3:
. Двухобмоточные трансформаторы Т4, Т8:
. Электроэнергетическая система С3:
Расчет переходного процесса для режима - трехфазного КЗ
Преобразуем схему (рис. 2.) относительно узла К (3)
а)
б)
в) г)
Рис. 3. (а-г) Этапы преобразования схемы; г - двухлучевая схема
Преобразуем "треугольник" сопротивлений (18-7-9) в
трехлучевую "звезду" (19-20-21):
ü Действующие значения периодической
слагаемой тока короткого замыкания, приведенное к UсрII=230 кВ
ü Ударный ток короткого замыкания, kуд=1,85÷1,92 [1, табл.4.1.]
ü Мощность короткого замыкания
ü Остаточное напряжение на шинах генератора
Г12 (узел ∇) находится на основе второго закона Кирхгофа как
сумма падений напряжения на участках i, соединяющих рассматриваемый
узел с местом КЗ
ü Действующее значение периодической
слагаемой тока генератора Г12 для t=0,3 с.
где Iг (0) - ток КЗ генератора в момент времени t=0 с, определяется как
коэффициент затухания γгt определяется по расчетным кривым при
t=0,3 c и [1, рис.4.2.]: γгt =0,69
ü Ток двухфазного КЗ определяется по
приближенному соотношению