48955

Аварийные и особые режимы работы электрооборудования

Курсовая

Энергетика

Содержание Задание по расчету курсового проекта Справочные данные Введение Расчет начальных значений токов трехфазного К. Расчет ударного тока трехфазного К. Схема замещения обратной последовательности Схема замещения нулевой последовательности Расчет периодической составляющей токов двухфазного К. Расчет периодической составляющей токов однофазного К.

Русский

2013-12-18

814 KB

17 чел.

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Омский государственный технический университет»

Энергетический институт

Кафедра «Электрическая техника»

Курсовой проект по курсу «Аварийные режимы».

Тема: «Аварийные и особые режимы работы электрооборудования»

Вариант № 3.

                                                                                               Выполнила: ст.гр. ЭЭб-419

                                                                                         Тацюк К.П.

Проверил: Беляев П.В.

Омск – 2012г

Содержание

Задание по расчету курсового проекта 2

Справочные данные 3

Введение 4

Расчет начальных значений токов трехфазного К.З. 7

Расчет ударного тока трехфазного К.З. 10

Схема замещения обратной последовательности 12

Схема замещения нулевой последовательности 13

Расчет периодической составляющей токов двухфазного К.З.  -

Расчет периодической составляющей токов однофазного К.З. 14

Заключение 16

Список используемой литературы 17

Задание по расчету курсового проекта

    система:  =2500МВА;

     W1 - АС – 70, 35 км, тросы не заземлены;

     Т1 – ТД – 1600/35, Yн/Д;

     W2 –ААБ2Л, 35 мм2, 240 м;

     W3 –ААБ2Л, 70 мм2, 90 м;

     W4 –ААБ2Л, 50 мм2, 70 м;

     W5 –ААШВ, 35 мм2, 170 м;

     W6 –ААШВ, 70 мм2, 130 м;

     W7 –ВВГ, 35 мм2, 170 м;

     Т2 – ТМ – 40/6, У/Ун;

     М2 – А4 – 400ХК – 6У3, 2 шт.;

     Преобразовательная установка – S = 150 кВА;

     Сторонняя нагрузка – S = 150 кВА;

     Отрасль – машиностроение;

     z1 = 0,1018 + j0,248;

     z2 = 0,1018 + j0,248;

     ЕНГ = 0,869;

     Рабочий ток нагрузки по W7 = 25 А;

     Шинопровод на ТП и СП – отсутствует.

Рассчитать во всех точках ток трехфазного, двухфазного и однофазного (если необходимо) короткого замыкания и ударный ток трехфазного короткого замыкания.

Справочные данные

W1: AC – 70, r0=0,428 Ом/км, х0=0,432 Ом/км;

Т1: ТМ – 1600/35, UВН=35 кВ, UНН=6,3 кВ, UК%=6,5, РК=16,5 кВт, SН=1600 кВА;

W2: ААБ2Л, r0=0,89 Ом/км, х0=0,087 Ом/км;

W3: ААБ2Л, r0=0,443 Ом/км, х0=0,08 Ом/км;

W4: ААБ2Л, r0=0,62 Ом/км, х0=0,083 Ом/км;

W5: ААШВ, r0=0,89 Ом/км, х0=0,087 Ом/км;

W6: ААШВ, r0=0,443 Ом/км, х0=0,08 Ом/км;

W7: ВВГ, r0=0,53 мОм/км, х0=0,088 мОм/км;

Т2: ТМ – 40/6, UВН=6 кВ, UК%=4,5, UНН=0,4 кВ, r=88 Ом/км, х=157 Ом/км;

M2: A4 –400XК-6У3,  РН=315 кВт,   UН=6 кВ,   cos Н=0,852,   =0,936, nН=985об/мин,   kп=5,4.

Введение

Для электроустановок характерны четыре режима: нормальный, аварийный, послеаварийный и ремонтный, причем аварийный режим является кратковременным режимом, а остальные продолжительными режимами.

Электрооборудование выбирается по параметрам продолжительных режимов, а проверяется по параметрам кратковременных режимов, определяющим из которых является режим короткого замыкания.

По режиму короткого замыкания электрооборудования проверяется на электродинамическую и термическую стойкость, а коммутационные аппараты – также на коммутационную способность.

Учитывая дискретный характер изменения параметров электрооборудования, расчет токов КЗ для его проверки допускается производить приближенно, с принятием ряда допущений, при этом погрешность расчета КЗ не должна превышать 5-10%.

Руководящие указания, согласно действующим государственным стандартам в области коротких замыканий, а также с правилами устройства электроустановок:

- ГОСТ Р 50254-92. Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета электродинамического и термического действия токов короткого замыкания. – М.: Изд-во стандартов, 1993. – 57 с.

Короткое замыкание – замыкание, при котором токи в ветвях электроустановки, примыкающих к месту его возникновения, резко возрастают, превышая наибольший допустимый ток продолжительного режима.

Короткое замыкание на землю – это короткое замыкание в электроустановке, обусловленное соединением с землей какого-либо ее элемента.

Режим короткого замыкания – режим работы электроустановки при наличии в ней короткого замыкания.

 Определение параметров схемы замещения прямой последовательности

На электрической схеме показаны точки короткого замыкания, в которых рассчитываются токи.

Составляем схему замещения, для каждого элемента определяем активное и индуктивное сопротивление, для уровней 1 и 2 определяем сопротивление в относительных единицах, для уровня 3 - в миллиомах.

Используем приближенное приведение.

Определяем базисные условия:

базисная мощность - =1000 MBA;

базисное напряжение уровня 1 - = 37 кВ

базисное напряжение уровня 2 - = 6,3 кВ

базисное напряжение уровня 3 - = 0,4 кВ

Система:

=.

В соответствии с [2] активное сопротивление системы можно определить так: .

ЭДС системы принимаем равным среднему номинальному напряжению [1], т.е.  37 кВ, в относительных единицах .

Воздушная линия:

,          .

Трансформатор Т1:

,          .

 

Кабельные линии:

,      

,          

,     

,     

,         

0,088*170 =14,96,                                    0,53*170=90,1.

Преобразовательная установка:

В соответствии с [1] сопротивление установки . При

пересчете на номинальную мощность получаем:

,                      .

Асинхронные двигатели:

5,4,

,  

,

,

,

sin= 0,523,

=.

Нагрузка:

Эквивалентные параметры нагрузки:

,

,

Пересчет на базисные условия:

,

,

Для оценки сопротивления ТТ на ТП (для точки К3) предварительно определяем номинальный ток:

,

Сопротивление ТТ на СП (для точки К4) определяем по току КЛ :

RТА4 = 20 Ом, XТА4 = 30 Ом,

Активное  и  индуктивное сопротивление  прямой  последовательности токовых катушек и переходных сопротивлений подвижных контактов автоматических выключателей.

Для ТП по номинальному току 3,5 мОм; 2 мОм.

Для СП по номинальному току =14 мОм; =9 мОм.

Суммарное активное сопротивление различных контактов и контактных соединений

мОм;  мОм.

Расчет начальных значений токов трехфазного К.З.

В случае коротких замыканий в точках K1, K2 при расчете периодической составляющей допускается не учитывать активные сопротивления элементов [1].

Точка К1 

11,04 +0,4=11,44,

,

0,26+3000=3000,26,

,

,

.

Эквивалентное сопротивление прямой последовательности

,

Эквивалентная ЭДС прямой последовательности

,

Периодическая составляющая тока трехфазного К.З. в точке К1 :

- от системы ,

- от нагрузки ,

- суммарный ток 0,091.

Точка К2

11,44+28,125=39,565,

Периодическая составляющая тока трехфазного К.З. в точке К2:

- от системы ,

- от нагрузки ,

- суммарный ток 0,0464.

Эквивалентное сопротивление прямой последовательности

,

Эквивалентная ЭДС прямой последовательности

.

Точка КЗ

Сопротивления для металлического к.з.

,

,

,

= 194,8 мОм,

Ток металлического К.З. .

Среднестатистическое значение активного сопротивления дуги в начальный момент времени:

,

=,

Ток К.З. в точке КЗ - .

Точка К4

Сопротивления для металлического К.З.

169,77+30+9+14,96=223,73 мОм,

95,5+20+14+1,2+90,1=220,8 мОм,

314,3 мОм,

Ток металлического к.з. .

Среднестатистическое значение активного сопротивления дуги в начальный момент времени:

,

=,

Ток к.з. в точке К4 -.

Расчет ударного тока трехфазного К.З.

Точка К1

Для расчета постоянных времени определим эквивалентное активное сопротивление при условии отсутствия индуктивных.

По аналогии с расчетом индуктивных сопротивлений:

R10= RW1+ RC = 10,94+0,063=11,003,

,

R12= RW5+ RЭТ = 1,45+6000=6001,45,

,

R14= RТ1+ R13 = 1,45+19,07 = 25,5,

,  ,

Время до появления ударного тока - ,

Время до появления ударного тока - ,

Ударные коэффициенты 1+0,1=1,1,  1+0,699=1,699,

Ударный ток в точке K1:

Точка К2 

R15= R10+ RТ1= 11,003+6,44=17,443,

, ,

Время до появления ударного тока - ,

Время до появления ударного тока - ,

Ударные коэффициенты 1+0,299=1,299, 1+0,73=1,73,

Ударный ток в точке К2:

Точка КЗ

,

,

Время до появления ударного тока - ,

Ударный ток в точке КЗ -.

Точка К4 

,

,

Время до появления ударного тока -,

Ударный ток в точке К4 - .

Сведем токи трехфазного К.З. в таблицу

точка к.з.

, o.e.

, o.e.

, кА

, кА

,кА

К1

0,091

0,145

15,6

1,42

2,262

К2

0,0296

0,057

91,6

2,71

5,2

КЗ

-

-

-

1,126

1,88

К4

-

-

-

0,69

1,063

Схема замещения обратной последовательности

Схема для точек К1 и К2 соответствует схеме прямой последовательности, значения индуктивных сопротивлений СД (), преобразователя, электротермической установки и нагрузки требуется пересчитать.

Преобразовательная установка:

В соответствии с [1] сопротивление преобразовательной установки  При пересчете на номинальную мощность получаем:

Параметры нагрузки считаем аналогично прямой последовательности:

,

Пересчет на базисные условия:

.

Для сетей ниже 1000В сопротивления прямой и обратной последовательности считают равными.

 

Точка К1

,

=0,26+5400=5400,26,

,

28,125+187,85=215,975

Эквивалентное сопротивление обратной последовательности

.

Точка К2

Эквивалентное сопротивление обратной последовательности

=

Схема замещения нулевой последовательности

 Точки КЗ и К4:

Активное и индуктивное сопротивление нулевой последовательности, понижающего трансформатора

1269мОм, 952 мОм.

Кабельная линия

,           .

Расчет периодической составляющей токов двухфазного К.З.

Точка К1

.

Точка К2

.

Точка КЗ

Сопротивления для металлического к.з.

.

Ток металлического к.з. .

Среднестатистическое значение активного сопротивления дуги в начальный момент времени:

,

.

Ток К.З. в точке КЗ -

Точка К4

Сопротивления для металлического К.З.

.

Ток металлического К.З. .

Среднестатистическое значение активного сопротивления дуги в начальный момент времени:

,

.

Ток к.з. в точке К4 -  .

Расчет периодической составляющей токов однофазного К.З.

Точка КЗ

;

;

.

Ток металлического к.з.

==0,35

Среднестатистическое значение активного сопротивления дуги в начальный момент времени:

.

=95,5=781,8

Ток к.з. в точке К3

Точка К4

Сопротивления для металлического К.З.

,

959,5 + 20 + 14 + 1,2 + 225,25 = 1219,95мОм,

.

Ток металлического к.з.  .

Среднестатистическое значение активного сопротивления дуги в начальный момент времени:

,

.

Ток к.з. в точке КЗ –=

Заключение

В результате проведенных расчетов были приобретены навыки преобразования исходной схемы к схеме для расчетов токов К.З. прямой, обратной и нулевой последовательности, а также произведено ознакомление с особенностями расчетов токов К.З. указанных выше последовательностей.

Используя литературу и методические указания были рассчитаны К.З. для точек К1, К2, К3 и К4.

Список используемой литературы

  1.  Руководящие указания по расчету токов короткого замыкания и выбору электрооборудования./ Под ред. Б.Н. Неклепаева.-М.: Изд-во НЦ ЭНАС. – 152с.

  1.  Справочник по проектированию электроснабжения./ Под ред. Ю.Г. Барыбина и др.-М.: Энергоатомиздат, 1990.-576 с.   


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

18522. Методы формирования математической модели схемы 301.5 KB
  Лекция 2 Методы формирования математической модели схемы Математическая модель далее будет использоваться сокращение ММ – это совокупность объектов в виде чисел векторов и связей между ними которая отражает существенные с точки зрения проектировщика свойства
18523. Алгоритмы решения математической модели БИС по постоянному току 301.5 KB
  Лекция 3 Алгоритмы решения математической модели БИС по постоянному току Существует несколько способов решения задачи анализа по постоянному току: Первый способ заключается в решении систем уравнений вида: F x = 0
18524. Методы решения ММ БИС во временной области. (динамический анализ) 122.5 KB
  Лекция 4 Методы решения ММ БИС во временной области. динамический анализ Задача Коши Пусть t = ft 1 при условии xa=x0 при . Основное предположение относит...
18525. Анализ многошаговой формулы интегрирования Метод простых итераций. Метод ускоренных итераций Итерации Ньютона-Рафсона 108.5 KB
  Лекция 5 Анализ многошаговой формулы интегрирования Метод простых итераций. Метод ускоренных итераций Итерации НьютонаРафсона. Обратные итерации При неявных методах интегрирования ОДУ возникают нелинейные алгебраические уравнения. Возвратимся к общему виду лине...
18526. Анализ чувствительности 146 KB
  Лекция 6 Анализ чувствительности. Задача расчёта коэффициентов чувствительности выходных параметров схемы логических уровней статической помехозащищённости времени задержки сигнала и т.д. к изменению её входных параметров т.е. параметров компонентов – сопротив...
18527. Оптимизация. Классификация методов оптимизации 329 KB
  Лекция 7 Оптимизация Сформулируем задачу оптимизации как задачу поиска экстремума целевой функции ФР. Классификация методов оптимизации 1. По числу параметров: одномерная оптимизация; многомерная оптимизация. 2. По использованию производных:
18528. Способы хранения разреженных матриц 79.5 KB
  Способы хранения разреженных матриц Разреженные матрицы целесообразно хранить таким образом чтобы обеспечить экономию памяти и числа операций необходимы для преобразования матрицы в процессе решения линейной системы а также простоту доступа к любому элементу ма
18529. Меры погрешности решения 359 KB
  Меры погрешности решения Пусть x вычисленное решение СЛАУ Ax=b. Существуют две общеупотребительные меры погрешности в х: вектор ошибки е = х х 1 и невязка r = b Ax = Ax x = Ae
18530. Основні прийоми роботи та підготовки документів в системі MATHCAD 411.5 KB
  Мат. моделювання в САПР. Основні прийоми роботи та підготовки документів в системі MATHCAD. Основні прийоми роботи та підготовки документів в системі MATHCAD. Методичні матеріали до лабораторної роботи № 1 з курсу: €œМатематичне моделювання в САПР€ для студенті