37401

Расчет электромагнитных переходных процессов. Методические указания к курсовому и дипломному проектированию

Книга

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Составим схему замещения прямой последовательности Определим параметры схемы замещения прямой последовательности: Система Линия 1 Линия 2 Трансформатор Трансформатор Т1 Реактор Автотрансформатор Нагрузка 1 Нагрузка 2 Асинхронный двигатель Генератор 1 Генератор 2 Все параметры элемента генератор 2 точно такие же как и у элемента генератор 1 Найдем и для этого свернем схему Составим схему замещения обратной последовательности Определим параметры схемы замещения обратной...

Русский

2013-09-24

16.74 MB

14 чел.

Министерство Образования и науки Российской Федерации

Архангельский Государственный Технический Университет

Факультет: Промышленной Энергетики

Кафедра: Электроснабжение промышленных предприятий

Расчетно-пояснительная записка

к курсовой работе

на тему       “Расчет электромагнитных переходных процессов”

по дисциплине “Переходные процессы в электрических системах”

Руководитель работы: Волков В.М.

Консультант:

Постановлением комиссии от _________ признать, что студент Осипов А.С.

выполнил и защитил курсовую работу с оценкой ____________

 

Руководитель работы

Архангельск

2004

Архангельский государственный технический университет Факультет промышленной энергетики

Кафедра электроснабжения промышленных предприятий

Задание на курсовую работу

по дисциплине «Переходные процессы в электрических системах» на тему «Расчет электромагнитных переходных процессов»

Студенту Осипову Антону Сергеевичу

специальности 1004 ПЭ курса 4 группы 6

Содержание работы:

Рассчитать аварийные режимы в схеме варианта № 9

Рекомендуемая литература:

1.   Волков В.М. Расчет электромагнитных переходных процессов. Методические указания к курсовому и дипломному проектированию. РИО АГ'ГУ.

Срок выдачи задания ______________ Срок сдачи работы _______________ Преподаватель  __________________

Содержание

Задание

1. Двухфазное короткое замыкание на землю

(аналитический метод)

2. Двухфазное короткое замыкание

(Метод расчетных кривых)

3. Однофазное короткое замыкание

(метод спрямленных характеристик)

4. Сравнительная характеристика методов расчетов.

5.Обрыв одной фазы

6.Обрыв двух фаз

Литература

Задание к курсовому проекту.

В точке К-1 рассмотреть:

  1. Однофазное короткое замыкание на землю аналитическим методом для момента времени t = 0. Найти распределение токов аварийного режима, результаты свести в таблицу:

Элемент

I1

I2

I0

IА

IВ

IС

1

2

т. КЗ

  1. Двухфазное короткое замыкание методом расчетных кривых для момента времени t = 0,1 с. Найти ударный ток.
  2. Двухфазное короткое замыкание на землю методом спрямленных характеристик для момента времени  t = 0,5 с. Найти распределение токов аварийного режима, результаты свести в таблицу.
  3. Дать сравнительную оценку методов расчетов.
  4. Однофазную продольную несимметрию. Найти распределение токов аварийного режима, результаты свести в таблицу.
  5. Двухфазную продольную несимметрию. Найти распределение токов аварийного режима, результаты свести в таблицу.

Схема задания:

Исходные данные:

Система – 230 кВ, х12=30 Ом, r1=r2=2 Ом, х0=50 Ом, r0=8 Ом.

Линия 1,2 – 80 км, х12=0,4 Ом/км, r1=r2=0,14 Ом/км, х0=1,4 Ом/км, r0=0,86 Ом/км.

Трансформатор – 60 МВА, 230/6,3 кВ, Uк=12%, Рк=400 кВт.

Трансформатор – 80 МВА, 115/6,3 кВ, Uк=10%, Рк=350 кВт.

Нагрузка 1,2 – 20 МВА.

Реактор – 6 кВ, 2 кА, х=6%, х/r=40.

Асинхронный двигатель – 10 МВт, 6,3 кВ, cosφ=0.8, Iпуск=4,7.

Автотрансформатор – 120 МВА, 220/115/10,5 кВ, Uвс=12,5%, Uвн=20%, Uсн=17%, x/r=20.

Генератор 1,2 – 60 МВт, 6,3 кВ, cosφ=0,8, xd=0.18, xd=9,5xd, Iпр,в=3,5.

Ub=230 кВ, Sb=120 МВА.

1. Аналитический метод .

Расчет двухфазного короткого замыкания на землю.

Определим базисные величины

UБI=230 кВ, UБII=2306.3/230=6.3 кВ, UБIII=230115/220=120.23 кВ,

UБIV=23010.5/220=10.98 кВ, SБ=120 МВА.

Составим схему замещения прямой последовательности

Определим параметры схемы замещения прямой последовательности:

Система

Линия 1

Линия 2

Трансформатор

Трансформатор Т-1

Реактор

Автотрансформатор

Нагрузка 1

Нагрузка 2

Асинхронный двигатель

Генератор 1

Генератор 2

Все параметры элемента генератор 2 точно такие же, как и у элемента генератор 1

Найдем и для этого свернем схему

             

                     

Составим схему замещения обратной последовательности

Определим параметры схемы замещения обратной последовательности:

Система

Линия 1

Линия 2

Трансформатор

Трансформатор Т-1

Реактор

Автотрансформатор

Нагрузка 1

Нагрузка 2

Асинхронный двигатель

Генератор 1

Генератор 2

Все параметры элемента генератор 2 точно такие же, как и у элемента генератор 1

Свернем схему, чтобы найти

               

Составим схему замещения нулевой последовательности

Найдем ток в месте повреждения в прямой последовательности и определим

Найдем токи прямой последовательности на всех элементах методом узловых напряжений

Запишем выражения для проводимостей узлов

Запишем матрицу узловых напряжений и решим ее.

Из второго уравнения выразим , а из третьего

Подставим и в первое уравнение и найдем  

Зная вычислим и

Определим токи прямой последовательности на элементах

Найдем токи обратной последовательности на всех элементах методом узловых напряжений

Запишем выражения для проводимостей узлов

Запишем матрицу узловых напряжений и решим ее.

Из второго уравнения выразим , а из третьего

Подставим и в первое уравнение и найдем  

Зная вычислим и

Определим токи обратной последовательности на элементах

Ток нулевой последовательности

По найденным значениям токов прямой, обратной и нулевой последовательностей определим фазные токи на элементах.

Система

Расчет фазных токов на остальных элементах аналогичен.

Сведем значения токов прямой, обратной и нулевой последовательностей, а также фазные токи в таблицу.

элемент

, кА

, кА

, кА

С

АТ

В

С

Н

Л-1

В

Н

Н-2

Л-2

Т-1

В

Н

Г-1

Г-2

Н-1

Р

АД

К2

2. Метод расчетных кривых.

Расчет двухфазного короткого замыкания.

Схема расчета представлена на рисунке

Определим параметры данной схемы

Система

Линия 1

Линия 2

Трансформатор

Трансформатор Т-1

Автотрансформатор

Генератор 1

Генератор 2

Приведем схему расчета

                

           

Ток от ветви системы определим по формуле

Ток от другой ветви определим по расчетным кривым через

По найденному определим по расчетным кривым

Тогда

Запишем фазные токи

3. Метод спрямленных характеристик.

Расчет однофазного короткого замыкания.

Составим схему замещения прямой последовательности

Определим параметры схемы замещения прямой последовательности:

Все модели аналогичны первому методу за исключением генератора, нагрузок и двигателя.

Система

Линия 1

Линия 2

Трансформатор

Трансформатор Т-1

Реактор

Автотрансформатор

Нагрузка 1

Нагрузка 2

Асинхронный двигатель

Генератор 1

   

Генератор 2

Все параметры элемента генератор 2 точно такие же, как и у элемента генератор 1

Найдем и для этого свернем схему

             

                     

Составим схему замещения обратной последовательности

Определим параметры схемы замещения обратной последовательности:

Система

Линия 1

Линия 2

Трансформатор

Трансформатор Т-1

Реактор

Автотрансформатор

Нагрузка 1

Нагрузка 2

Асинхронный двигатель

Генератор 1

Генератор 2

Все параметры элемента генератор 2 точно такие же, как и у элемента генератор 1

             

Составим схему замещения нулевой последовательности

Найдем ток в месте повреждения в прямой последовательности и определим

Найдем токи прямой последовательности на всех элементах методом узловых напряжений

Запишем выражения для проводимостей узлов

Запишем матрицу узловых напряжений и решим ее.

Решая эту матрицу с помощью программы Mathcad получим искомые величины

, и .

Теперь определим токи последовательности

Т.е. режим работы генератора выбран правильно

Найдем токи обратной последовательности на всех элементах методом узловых напряжений

Запишем выражения для проводимостей узлов

Запишем матрицу узловых напряжений и решим ее.

Решая эту матрицу с помощью программы Mathcad получим искомые величины

, и .

Определим токи обратной последовательности на элементах

Ток нулевой последовательности

По найденным значениям токов прямой, обратной и нулевой последовательностей определим фазные токи на элементах.

Система

Расчет фазных токов на остальных элементах аналогичен.

Сведем значения токов прямой, обратной и нулевой последовательностей, а также фазные токи в таблицу.

элемент

, кА

, кА

, кА

С

АТ

В

С

Н

Л-1

В

Н

Н-2

Л-2

Т-1

В

Н

Г-1

Г-2

Н-1

Р

АД

К2

 4. Сравнительная характеристика использованных для расчетов методов.

Первый аналитический метод является наиболее эффективным подходом к анализу токов аварийного режима. Данный метод позволяет рассчитать режим работы каждого из элементов электрической системы. Однако расчет аналитическим методом является наиболее трудоемким и сложным, велика вероятность, в процессе вычислений, допустить ошибку. Несмотря на это, такой подход является наиболее точным, и полученные значения максимально приближены к действительным.

Аналитический подход анализа электромагнитных переходных процессов при использовании метода спрямленных характеристик может быть применен для расчета любого момента переходного процесса. Основу метода спрямленных характеристик составляет возможность характеризовать электрическую машину в любой момент переходного процесса в одномашинной системе некоторыми ЭДС и реактивностью, не зависящими от параметров внешней цепи. Погрешности таких моделей составляют не более 8%. Аналогично первому подходу, данный метод позволяет рассчитать аварийные режимы работы для всех элементов схемы. Однако ряд упрощений несколько облегчает расчет по сравнению с первым способом. Задача также облегчается тем, что нет необходимости считать в комплексных числах. Сравнение с результатами расчетов по более точным методикам показывает, что использование метода спрямленных характеристик позволяет получить удовлетворительные по точности решения и для многомашинных систем.

Рассмотренные выше методы анализа электромагнитных переходных процессов позволяют рассчитывать режим работы всех элементов схемы электрической системы. На практике часто встречается задача анализа переходных процессов только в одной аварийной ветви. Наиболее целесообразен, с точки зрения вычислительных затрат, метод расчетных кривых, позволяющий оценивать ток в месте К.З. в любой момент времени.

5. Расчет обрыва одной фазы.

Схема замещения прямой последовательности приведена на рисунке.

Параметры данной схемы абсолютно такие же как и в аналитическом методе.

Система

Линия 1

Линия 2

Трансформатор

Трансформатор Т-1

Реактор

Автотрансформатор

Нагрузка 1

Нагрузка 2

Асинхронный двигатель

Генератор 1

Генератор 2

Сворачивание схемы прямой последовательности.

       

       

Схемы замещения обратной последовательности.

Параметры схемы замещения обратной последовательности.

Система

Линия 1

Линия 2

Трансформатор

Трансформатор Т-1

Реактор

Автотрансформатор

Нагрузка 1

Нагрузка 2

Асинхронный двигатель

Генератор 1

Генератор 2

Сворачивание схемы обратной последовательности.

        

      

Схема замещения нулевой последовательности и ее сворачивание.

                  

Параметры схемы замещения:

Система

Линия 1

Линия 2

Трансформатор

Трансформатор Т-1

Автотрансформатор

Для обрыва одной фазы

Посчитаем токи прямой последовательности методом узловых напряжений.

Запишем выражения для проводимостей узлов.

Решая эту матрицу с помощью программы Mathcad получим искомые величины

, и .

Найдем токи последовательностей

Для обратной последовательности

Решая эту матрицу с помощью программы Mathcad получим искомые величины

, и .

Токи обратной последовательности

Для нулевой последовательности

По найденным значениям токов прямой, обратной и нулевой последовательностей определим фазные токи на элементах.

Система

Расчет фазных токов на остальных элементах аналогичен.

Сведем значения токов прямой, обратной и нулевой последовательностей, а также фазные токи в таблицу.

элемент

, кА

, кА

, кА

С

АТ

В

С

Н

Л-1

В

Н

Н-2

Л-2

Т-1

В

Н

Г-1

Г-2

Н-1

Р

АД

L1

6. Расчет обрыва двух фаз.

Схема замещения, параметры схем, сворачивание схем и параметры схем при сворачивании абсолютно такие же как и в 5-ом пункте.

Решая эту матрицу с помощью программы Mathcad получим искомые величины

, и .

Найдем ток прямой последовательности

Решая эту матрицу с помощью программы Mathcad получим искомые величины

, и .

Токи обратной последовательности

Для нулевой последовательности

По найденным значениям токов прямой, обратной и нулевой последовательностей определим фазные токи на элементах.

Система

Расчет фазных токов на остальных элементах аналогичен.

Сведем значения токов прямой, обратной и нулевой последовательностей, а также фазные токи в таблицу.

элемент

, кА

, кА

, кА

С

АТ

В

С

Н

Л-1

В

Н

Н-2

Л-2

Т-1

В

Н

Г-1

Г-2

Н-1

Р

АД

L1

Литература

1. Нейман Л. Р., Демирчан К. С. Теоретические основы электротехники. Т. 1, 2.-Л.: Энергия, 1966-1967.

2. Ульянов С. А. Электромагнитные переходные процессы в электрических системах.-М.: Энергия, 1970.

3. Ульянов С. А. Сборник задач по электромагнитным переходным процессам.-М.: Энергия, 1968.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

42735. Разработка и использование ActiveX ФОРМ 552 KB
  Шифр скитала многократно совершенствовался в последующие времена Шифрующие таблицы С начала эпохи Возрождения конец XIV столетия начала возрождаться и криптография. В разработанных шифрах перестановки того времени применяются шифрующие таблицы которые в сущности задают правила перестановки букв в сообщении В качестве ключа в шифрующих таблицах используются' размер таблицы; слово или фраза задающие перестановку особенности структуры таблицы. Одним из самых примитивных табличных шифров перестановки является простая перестановка для...
42736. Исследование трехфазного двигателя и однофазном и конденсаторном режимах 61 KB
  Ход работы: Теоретический материал: а Принцип работы однофазного АД основан на б Пусковой момент однофазного АД равен в Фаза смещающий элемент это аппарат предназначенный для г Пусковая емкость предназначена Рабочая емкость предназначена для д Рабочие свойства АД лучше в однофазном или конденсаторном режиме Ознакомиться с конструкцией трехфазного АД и записать паспортные данные. А...
42737. ИССЛЕДОВАНИЕ АНАЛОГОВЫХ КОМПАРАТОРОВ 76.5 KB
  При этом ОУ работает преимущественно в области положительного или отрицательного ограничения выходного напряжения проходя область усилительного режима только вблизи порога. Использование разных входов ОУ для подачи входного сигнала позволяет реализовать фиксацию уровня входного напряжения положительным или отрицательным перепадом напряжения на выходе компаратора.4 приведены схемы детекторов положительного и отрицательного уровней входного напряжения. Пороговый уровень входного напряжения в этих схемах задается величиной напряжения смещения...
42739. Линейный вычислительный процесс 241.5 KB
  Автомобиль в первый день проехал 24 намеченного пути во второй день – 46 пути а в третий – остальные 450 км. Используя операцию деления нацело найти количество полных метров в нем 1 метр = 100 см Вариант 2 Найти площадь треугольника по формуле Герона по заданным сторонам b c. Используя операцию деления нацело найти количество полных тонн в ней 1 тонна = 1000 кг Вариант 3 Три пассажира одновременно сели в такси.
42740. Разветвляющийся вычислительный процесс 208 KB
  Определить поместится ли квадрат в круге. Определить принадлежность заданной точки заштрихованной области включая ее границы. Определить есть ли среди них хотя бы одна пара одинаковых чисел. Определить принадлежность заданной точки заштрихованной области включая ее границы.
42742. Циклический вычислительный процесс 110 KB
  Составить математическую модель решения задач Задания 1 и Задания 2, нарисовать блок-схемы алгоритма, написать 3 программы на языке Паскаль (первая программа с использованием оператора цикла FOR, вторая – с использованием оператора WHILE, третья – с использованием оператора REPEAT). 2. Оформить в виде отчета (с.4).3. Ответить на контрольные вопросы (с.5). 4. Отчет представить преподавателю в распечатанном виде.
42743. Одномерные массивы 126 KB
  Размерность массива задать самостоятельно. Вариант Задачи 1 Заполнить массив случайными числами положительными и отрицательными из произвольного диапазона. Вывести созданный массив на экран расположив элементы в одну строку через пробелы.