43444

Расчет электромагнитных переходных процессов

Курсовая

Физика

Определим базисные величины Составим схему замещения прямой последовательности Определим параметры схемы замещения прямой последовательности: так как обе линии находятся на одном уровне напряжения то их параметры будут равными Трансформатор здесь т. а Автотрансформатор Нагрузка Асинхронный двигатель Генератор Найдем и для этого свернем схему Составим схему замещения обратной...

Русский

2013-11-05

37.51 MB

2 чел.

Федеральное агентство по образованию

Архангельский государственный технический университет

Кафедра электроснабжения промышленных предприятий

Специальность    100400     курс     3      группа      6

Плющев Андрей Николаевич

Курсовая работа

по дисциплине: переходные процессы

на тему: расчет электромагнитных переходных процессов 

Вариант №7

Руководитель работы: Волков В. М.

      

Оценка работы_____________

Архангельск

2005

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 Плющеву Андрею Николаевичу

специальности 1004 ПЭ курса 4 группы 6

Содержание работы:

Рассчитать аварийные режимы в схеме варианта № 7

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.  Двухфазное короткое замыкание на землю аналитическим методом для момента времени t = 0.
  2.  Двухфазное короткое замыкание методом расчетных кривых для момента времени t = 0,1 с. Найти ударный ток.
  3.  Однофазное короткое замыкание методом спрямленных характеристик для момента времени  t = 0,5 с.
  4.  Дать сравнительную оценку методов расчетов.
  5.  Однофазную продольную несимметрию для момента времени t = 0,1 с.
  6.  Двухфазную продольную несимметрию.

     В пунктах 1,3,5,6 результаты представить в виде таблицы

элемент

С

Л

.

.

.

Т

т. К.З.

Схема задания:

Исходные данные:

Система – 230 кВ, х12=30 Ом, х0=50 Ом, х/r=0,7.

Линия 1,2 – 60 км, х12=0,4 Ом/км, r1=r2=0,05 Ом/км, х0=1,8 Ом/км, r0=0,3 Ом/км.

Трансформатор  – 60 МВА, 230/10,5 кВ, Uк=10,5%, х/r=20.

Нагрузка 1,2,3 – 20 МВА.

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

Автотрансформатор – 125 МВА, 230/115/10,5 кВ, Uвс=11%, Uвн=15%, Uсн=17%, x/r=20.

Генератор– 40 МВт, 10,5 кВ, cosφ=0,87, xd=0.19, xd=9xd, Iпр,в=3,5.

Ub=115 кВ, Sb=120 МВА.

1. Аналитический метод .

Расчет двухфазного короткого замыкания на землю.

Определим базисные величины

Составим схему замещения прямой последовательности

Определим параметры схемы замещения прямой последовательности:

Система

Линия 1,2 – так как обе линии находятся на одном уровне напряжения то их параметры будут равными

Трансформатор

,

здесь  , т. е.  

, а

Автотрансформатор

Нагрузка 1

Нагрузка 2,3

            

      

                                       

Асинхронный двигатель

Генератор

Найдем  и  для этого свернем схему

Составим схему замещения обратной последовательности

Определим параметры схемы замещения обратной последовательности:

Система

Линия 1

Линия 2

Трансформатор

Автотрансформатор

Нагрузка 1

Нагрузка 2,3

Асинхронный двигатель

Генератор 1

Свернем схему, чтобы найти

Составим схему замещения нулевой последовательности

Определим параметры схемы замещения обратной последовательности:

Линия 1

Линия 2

Трансформатор

Автотрансформатор

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.

отсюда получаем узловые напряжения

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.

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

29443. Теоретические концепции регулирования экономики: классическая и кейнсианская 16.37 KB
  В мировой экономической литературе можно выделить два основных направления механизма регулирования национального производства в условиях рынка. Первое — классическое направление автоматического саморегулирования рыночной системы
29444. Рынок и государство. Роль государства в рыночной и командно-административной экономике. Экономические функции государства 18.49 KB
  Роль государства в рыночной и командноадминистративной экономике. Экономические функции государства. Роль государства в рыночной экономике Представления о рыночной экономике как куплепродаже по свободным ценам не исчерпывает всего многообразия рыночных отношений. Основной для любого государства является факт государственного вмешательства в экономику.
29448. Модель LM 30.14 KB
  В основе построения кривой LM лежит кейнсианская теория предпочтения ликвидности объясняющая как соотношение спроса и предложения реальных запасов денежных средств определяют ставку процента. Рассмотрим построение кривой LM на основе графического анализа равновесия денежного рынка. Графический вывод кривой LM первый способ На рис. Пересечение кривой спроса с кривой предложения денег дает нам ставку процента r1 которая уравновешивает рынок денег при данном уровне дохода Y1.
29451. Экономические отношения в системе всемирного хозяйства.Основные формы ЭО 15.16 KB
  Международные экономические отношения включают многоуровневый комплекс экономических отношений между отдельными странами их региональными объединениями и субъектами а также отдельными предприятиями транснациональными многонациональными корпорациями в системе мирового хозяйства. При рассмотрении международных экономических отношений с точки зрения науки объектом изучения становится не экономика зарубежныхстран а особенности их экономических отношений причем только наиболее часто повторяющиеся типичные характерные определяющие...