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

53897. Культура України у І половині ХVІІ століття 44.5 KB
  Робота в групах. І група. Чому вертеп користувався популярністю серед населення ІІ група. Чому бандуристи кобзарі лірники користувалися надзвичайною повагою ІІІ група.
53898. КОМБІНАЦІЯ КУЛІ З ІНШИМИ ТІЛАМИ 377.5 KB
  При розвязуванні задач на комбінацію кулі з многокутниками і тілами обертання потрібно встановити залежність між радіусом кулі і лінійними елементами тіл що входять в комбінацію. Успішне розвязання таких задач потребує чіткої уяви про положення центра кулі в даній комбінації. Додатковий малюнок в якому радіус кулі і повязані з ним елементи іншого тіла даються в натуральну величину в розрізі відповідають тій же меті.
53899. Курение или здоровье? Выбирайте сами! 73 KB
  Просмотр слайдов презентации с комментариями. Вступительное слово учителя: Слайд 1: Сегодня наш классный час посвящен серьезной проблеме. Слайд 2 Здоровье это действительно бесценный дар. Просмотр слайдов презентации с комментариями учителя: Слайд 3 Курение – самая серьезная из предотвратимых причин нарушения здоровья.
53900. Практический курс по художественному труду «Фантазия и воображение» 43.5 KB
  Следует обсуждение возможных вариантов работы и необходимых материалов. Учитель или подготовленный ученик в ходе работы рассказывает интересные факты по теме занятия. В процессе работы могут быть диалоги учитель-ученик ученик-ученик а также монологи во время которых дети высказывают оценочные суждения. Возможные материалы для основной работы Упаковочный картон для основы чипсы фирмы Люкс Лейз Гуашь краски тушь цветные карандаши мелки.
53901. Програма факультативного курсу «Література і театр» (8-9 клас) 167 KB
  Дебальцева Програма факультативного курсу Література і театр 8 9 клас Курінна Л. вчитель російської мови та зарубіжной літератури вчительметодист вища категорія 2010 2011 навчальний рік Пояснювальна записка Програма факультативного курсу Літератури і театр с орієнтиром у прилученні школярів до театрального мистецтва з метою їхнього загального естетичного розвитку розширення і збагачення духовних потреб підвищення рівня творчої активності громадянської свідомості стимулювання і розвиток життєвої компетентності. В основу...
53902. Кути. Вимірювання кутів 42.5 KB
  Мета: закріпити знання учнів про зміст основних понять теми вивчених на попередньому уроці; продовжувати формувати навички учнів оперувати вивченими в темі поняттями для обґрунтування дій під час розв’язування типових задач; використовуючи прийом аналогії та знання і вміння вироблені під час вивчення теми Відрізки сформувати вміння розв’язувати типові задачі на застосування аксіом вимірювання та відкладання кутів; відпрацювати навички побудови кутів та їх вимірювання із використанням приладів. Наочність і...
53903. Сума кутів трикутника 46.5 KB
  Мета: сформулювати та довести теорему про суму кутів трикутника ознайомити учнів з поняттям зовнішнього кута трикутника розвивати навички практичної діяльності з геометричними інструментами відпрацьовувати вміння логічно мислити робити висновки. Побудувати трикутник за даними кутами 1 ряд 2 ряд 3 ряд  А = 38 0...
53904. Суміжні і вертикальні кути 322 KB
  Замислюйся міркуй питання занотуй. Познач кути між кольоровими променями і променями АВ і АС. Чи є на цьому малюнку кути що утворюють розгорнутий кут Побудуй на око: а кут який має градусну міру більше 00 але менше 900; б кут рівний 900; в кут більший 900 але менший за 1800.
53905. Суміжні кути 82 KB
  Мета: засвоїти означення суміжних кутів; вивчити формулювання та доведення теореми про суму суміжних кутів а також наслідки із цієї теореми; розвивати увагу логічне мислення просторову уяву; виховувати охайність працьовитість. Обладнання: Моделі кутів карткизавдання. І так ви відгадали що країна в яку ми повинні вирушити складається з кутів. Наше завдання: 1 відшукати там невідомий для нас вид кутів; 2 довести що сума цих кутів дорівнює 180; 3 встановити наслідки цього доведення.