99510

Проведение эквивалентирования схемы ЭЭС указанным способом с последующим расчетом режимов КЗ

Курсовая

Энергетика

Расчет начальной стадии переходного процесса при трехфазном КЗ на шинах низшего напряжения электростанции (К1). Расчет начальной стадии переходного процесса при несимметричном КЗ (ВС на землю) на шинах высшего напряжения электростанции (К2). Расчёт изменения во времени тока трёхфазного КЗ в месте повреждения на шинах низшего напряжения электростанции.

Русский

2016-09-21

4.49 MB

0 чел.

13

Содержание

[1] Введение

[2] Задание

[3] Расчет начальной стадии переходного процесса при трехфазном КЗ на шинах низшего напряжения электростанции (К1)

[4] Расчет начальной стадии переходного процесса при несимметричном КЗ (ВС на землю) на шинах высшего напряжения электростанции (К2)

[5] Расчёт изменения во времени тока трёхфазного КЗ
в месте повреждения на шинах низшего напряжения электростанции.

[6] Заключение

Введение

Расчет режимов короткого замыкания (КЗ) в электроэнергетической системе (ЭЭС) требуется производить как при эксплуатации, так и при развитии энергосистемы, в частности, при вводе новых объектов: электрических станций и подстанций. При этом для проверки электрооборудования, настройки устройств защиты и других целей рассматриваются различные виды КЗ в различных расчетных точках. В данной курсовой работе задания по расчету режимов КЗ также связываются с вводом того или иного объекта, задаваемого условно по вариантам в реальных, но достаточно упрощенных схемах действующих энергосистем: Ивановской, Ярославской, Воркутинской. Расчетная точка КЗ при этом задается на вновь вводимом объекте (например, для проверки его оборудования). Такая постановка учебной задачи приближает ее к практике, дает возможность познакомиться со схемами реальных систем и уровнями их токов КЗ. Решение поставленной задачи возможно различными путями. Один из них предполагает наличие или составление полной расчетной схемы ЭЭС, насчитывающей, возможно, сотни узлов, с дальнейшим применением ЭВМ и специализированных программ автоматизированного расчета КЗ. Очевидно, что для учебных целей этот путь неприемлем. Другой способ состоит в эквивалентировании, т.е. упрощении столь обширных схем до обозримых размеров. При этом если известен ток КЗ на шинах примыкания ЭЭС, то можно заменить всю сложную схему ЭЭС одним эквивалентным источником. Возможны случаи с несколькими шинами примыкания, по каждым из которых эквивалентируемая часть системы заменяется соответствующим источником. При этом не будут учтены возможные связи между шинами примыкания через отбрасываемую часть схемы. Однако погрешность получается вполне приемлемой, если упомянутые связи слабы (по сравнению со связями между шинами примыкания, учитываемыми в явном виде).

В курсовой работе предполагается проведение эквивалентирования схемы ЭЭС указанным способом с последующим расчетом режимов КЗ. Возможные формы и методы применения ЭВМ на отдельных этапах выполнения работы согласуются с преподавателем.

В качестве вновь вводимого объекта в заданную схему ЭЭС с соответствующей схемой подключения (табл. 1) рассматривается электростанция, работающая с местной двигательной нагрузкой на шинах генераторного напряжения.

  1.  Задание

Вариант 10

Таблица 1. Данные для построения расчетной схемы Ивановской ЭЭС

Шины эквиваленти-рования

Схема подключения вводимого объекта

Элементы, учитываемые в явном виде

Режим работы нейтралей трансформаторов

Участок ВЛ со взаимной индукцией

Замк. На землю фазы при КЗ в т. К2

Вичуга,

Кинешма-110

ВЛ: Вичуга – Кинешма-100,

Кинешма-110 – Кинешма

ПС: Кинешма

НА ПС Кинешма нейтрали обоих траснформаторов заземлены

Вичуга – Кинешма-110, Кинешма-110 - Кинешма

ВС

Таблица 2. Данные для построения расчетной схемы вводимой ЭС

Параметры СГ

Параметры Реактора

Sном, МВА

Xd'', o.e.

X2, o.e.

Ta, c

P0, МВт

Q0, Мвар

U0, кВ

Iном, кА

Хр, Ом

∆Pн 

(на фазу), кВТ

75

0.147

0.179

0.23

55

41.25

9.95

1

0.14

3.5

Параметры трансформаторов

Кол-во

двигателей

Параметры АД

Положение Q

Sном, МВА

Uср нн ном, кВ

N, шт

Sном, МВА

IП/Iном

Тр, с

Та, с

P0, МВт

Q0, Мвар

63

10.5

15

0.73

6

0.04

0.03

0.6

0.29

Откл

Схема Ивановской энергосистемы

  •  Нагрузка: EН’’=0.85 o.e.; X1’’=0.35 o.e.;  X2=0.2 o.e.
  •  Трехобмоточные трансформаторы: UKВ-С% = 10.5%; UKВ-Н% = 17%; UKС-Н% = 6%; SH=31.5 MBA
  •  Двухобмоточные трансформаторы: UK% = 10.5%
  •  Линии: x1=0.4 Ом/км, x0-1=3.5x1, x0I-II=2х1

  1.  Расчет начальной стадии переходного процесса при трехфазном КЗ на шинах низшего напряжения электростанции (К1)

  1.  Составление схемы замещения электроэнергетической системы с учетом эквивалентирования заданных участков.

  •  Схема

  •  Схема замещения в относительных единицах

  •  Схема замещения в именованных единицах

  1.  Определение параметров схемы замещения

Параметры оборудования в относительных единицах приведенные к базисному значению (SБ=100 МВА, UБ=10.5 кВ):

  •  Генераторы станции:  

  •  Трансформаторы станции:
  •  Линии:

  •  Трехобмоточные трансформаторы:  

 

 

  •  Системы:

  •  Асинхронные двигатели станции:  

  •  Нагрузка:

  •  Реактор:

Параметры оборудования в именованных единицах приведенные к базисному значению:

  •  Генераторы станции:   Ом

кВ

  •  Трансформаторы станции:  Ом
  •  Линии:  Ом

Ом

  •  Трехобмоточные трансформаторы:  

Ом

 Ом

 Ом

  •  Системы:  кВ

Ом

Ом

  •  Асинхронные двигатели станции:   Ом

кВ

  •  Нагрузка:  Ом

Ом

кВ

  •  Реактор:  Ом

  1.  Приведение схемы к простейшему виду методом преобразования

  •  Схемы в о.е.
  1.  

  1.  

  1.  

  1.  

  1.  

  1.  

  •  Расчеты в о.е.

1. =0.024

=1.023 

=0.175

=0.85

 

2. =0.85

=1.062

3.  =1

=0.054

=0.993

=0.048

4.  =1.001

=0.06

5. =0.195

=1

6. =0.092

=1.012

  •  Схемы в и.е.

1.

2.

3.

4.

5.

6.

  •  Расчеты в и.е.

1. =0.027 Ом

=6.203 кВ

=0.193 Ом

=5.153 кВ

=1.949 Ом

2. =5.153 кВ

=1.171 Ом

3.  =6.062 кВ

=0.059 Ом

=6.021 кВ

=0.053 Ом

4.  =6.067 кВ

=0.066 Ом

5. =0.215 Ом

=6.065 кВ

6. =0.102 Ом

=6.138 кВ

  1.  Расчет начального действующего значения периодической составляющей действующего значения тока трехфазного КЗ в т. К1

=10.97

=60.321 кА

Проверка:  кА

  1.  Определение значений токов  КЗ в ветвях источников в и.е.

=2.966 кА

=29.153 кА

=5.182 кВ

=14.857 кА

=2.795 кА

=5.464 кВ

=10.815 кА

=5.411 кВ

=-0.039 кА

=-0.094 кА

  1.  Проверка баланса токов  КЗ

=60.321 кА, токи сходятся (см. п. 1.4)

  1.  Выражение найденных токов КЗ в и.е. с приведением из к своим ступеням трансформации

- прежние, т.е. 29.153 кА, 2.795 кА, 2.966 кА соответственно.

=1.357 кА

=0.987 кА

=-0.065 кА

=-0.027 кА

  1.  Расчет начальной стадии переходного процесса при несимметричном КЗ (ВС на землю) на шинах высшего напряжения электростанции (К2)

  1.  Составление схем прямой, обратной и нулевой последовательностей с учетом эквивалентирования заданных участков системы (UБ=115 кВ). Определение параметров схем замещения. Преобразование схем к простейшему виду.

  •  Схема замещения прямой последовательности

Параметры схемы замещения ПП рассчитаны по тем же формулам, что и параметры схемы замещения при трехфазном  КЗ, причем UБ=115 кВ, Uо умножили на коэффициент трансформации 115/10.5

  •  Преобразования

1.

2.

3.

4.

5.

6.

  •  Расчеты

Расчеты до пункта 5 выполнены по тем же формулам, что и при трехфазном КЗ

5. =3.754 Ом

=69.392 кВ

6. =3.466 Ом

=66.538 кВ

ES1 и XS1 – суммарная ЭДС и сопротивление ПП соответственно.

  •  Схема замещения обратной последовательности

Параметры схемы замещения остаются такими же как и в схеме ПП за исключением XG и XН, которые пересчитываются согласно исходным данным по тем же формулам.

  •  Преобразования

1.

2.

3.

4.

5.

6.

Все преобразования выполнены по тем же формулам, что и в преобразованиях ПП, причем все ЭДС приняты равными нулю. XS2суммарное сопротивление ОП.

  •  Схема замещения нулевой последовательности

  •  Параметры схемы замещения НП:

Параметры трансформаторов – те же, что и в схемах ПП и ОП

= 4.04 Ом

=5.107 Ом

=35.2 Ом

=4 Ом

=3 Ом

  •  Преобразования:

1.

2.

3.

4.

  •  Расчеты:

1.   =17.6 Ом

=41.87 Ом

2. =21.64 Ом

=22.144 Ом

3. =10.944 Ом

4. =7.313

XS0 – суммарное сопротивление НП.

  1.  Построение эквивалентной схемы ПП и расчет аварийного шунта.

  •  Эквивалентная схема ПП

  •  Сопротивление аварийного шунта:

=2.378 Ом

  1.  Расчет симметричных составляющих токов и напряжений в месте повреждения и построения по ним векторных диаграмм токов и напряжений для точки КЗ. Графическое определение по векторным диаграммам токов и напряжений в месте повреждения

Особая фаза – А

=11.386 кА

=27.072 кВ

=-7.683 кА

=-3.702 кА

=-3.702 кА

;;;

;;;

  •  Векторная диаграмма токов в точке КЗ:

  •  Векторная диаграмма напряжений в точке КЗ:

  •  Из векторных диаграмм получили:

IKA=0 кА

IKВ= IKС = IK =18 кА

UKA=82 кB

UKВ=0 кB

UKС=0 кB

  1.  Расчет полного тока поврежденной фазы по аналитическому выражению и сопоставление его с найденным по векторной диаграмме

=1.53

IK=IKA1*m=12.377*1.53=17.423 кА

Погрешность составила 3.3%

  1.  Расчет полного тока поврежденной фазы по аналитическому выражению и сопоставление его с найденным по векторной диаграмме

Расчет тока трехфазного КЗ на шинах ВН электростанции и сопоставление его с найденным током несимметричного КЗ

=19.197 кА > 17.423 кА, т.е. ток трехфазного КЗ на шинах ВН больше тока двухфазного КЗ на землю на этих же шинах.

  1.  Расчет распределения симметричных составляющих токов и напряжений в схемах замещения отдельных последовательностей и определение их значений в заданном сечении (при несимметричном КЗ)

Определим токи и напряжения в трансформаторе:

кА

кА

=47 кВ

=15.047 кВ

Токи и напряжения нулевой последовательности отсутствуют.

  1.  Построение для сечения векторных диаграмм токов и напряжений. Графическое определение их фазных величин с выражением в именованных единицах для ступени трансформации, соответствующей сечению

  •  Векторная диаграмма напряжений

  •  Векторная диаграмма токов

Из векторной диаграммы получим:

IKА(T)= IKС(T)=0.79 кА

UKА(T)= IKС(T)=56.34 кВ

UKВ(T)= 32 кВ

IKВ(T)= 71 кA

Приведем их к 10.5 кВ:

кА

кВ

кА

кВ

  1.  Расчёт изменения во времени тока трёхфазного КЗ
    в месте повреждения на шинах низшего напряжения электростанции.

  1.  Расчёт изменения тока КЗ в месте повреждения по составляющим от отдельных типов источников с применением метода типовых кривых. Построение графиков огибающих периодических слагающих токов (в кА).

Для расчета возьмем схему под номером 5 из раздела 2, развернув в ней ветвь с двигателями.

 

Начальные действующие значения токов КЗ (из 1-го раздела):

IП0 С9/X9=28.202 кА

IП0 G=29.153 кА

IП0 АМ=2.966 кА

Номинальные токи:

 IНОМ G= кА

IНОМ АМ= кА

Удалённость КЗ от синхронной машины характеризуется отношением действующего значения периодической составляющей тока этой машины в начальный момент КЗ к номинальному току машины:

 

Для определения действующего значения периодической составляющей t тока КЗ в произвольный момент времени воспользуемся кривыми на рис. П1.1 [1] (для генератора) и на рис. П1.2 [1] (для электродвигателя).

Полученные значения заносим в табл. 3.

Таблица 3

t

0

0.025

0.05

0.075

0.1

0.125

0.15

0.2

t G

1

0.873

0.795

0.759

0.723

0.697

0.682

0.657

IП(t)G

29.153

25.45

23.65

22.58

21.51

20.74

20.29

19.55

t АМ

1

0.57

0.4

0.3

0.22

0.18

0.12

0.085

IП(t)АМ

2.966

1.69

1.19

0.89

0.65

0.53

0.36

0.25

причем IП(t)= tIП0 I

  1.  Определение значения ударного тока КЗ в месте повреждения по составляющим от отдельных типов источников (в кА).

Рассчитываем ударный ток КЗ:

,    где kу – ударный коэффициент

Ta C=0,05 c

Ta G=0,23 c

Пересчитаем Tа и Tр для двигателей с учетом линейного реактора

Ом

Ом

с

с

кА;

кА;

кА;

кА;

  1.  Расчёт изменения наиболее возможной апериодической слагающей тока КЗ в месте повреждения по составляющим от отдельных типов источников. Построение графиков (в кА).

 

 

 кА

 кА

 кА

  1.  Построение графической зависимости изменения мгновенных значений полного тока КЗ в месте повреждения для системы.

 

 кА

 кА;

По графику получили значение ударного тока при 0.01 с равное 72.538 кА, которое равно ударному току, рассчитанному в разделе 4.2.

Заключение

В данной курсовой работе были решены задачи, обозначенные во введение и задании. В результате расчета трехфазного КЗ в разделе 2 на шинах генератора было получено следующее начальное значение тока трехфазного КЗ: 60.321 кА. Также были получены составляющие по ветвям с ЭДС (см. пункт 2.7).

В разделе 3 был произведен расчет токов трехфазного и двухфазного КЗ на землю. Были соответственно получены следующие значения: 19.2 кА и 17.4 кА, т.е. трехфазного КЗ больше тока двухфазного КЗ на землю.

В разделе 4 был рассчитан ударный ток от генератора, системы, двигателей с учетом линейного реактора (см. пункт 4.2). Суммарный ударный ток, равный 159.64 кА наблюдается по истечении 0.01с после КЗ.

Используя результаты расчета можно производить выбор оборудования, защиты, а также другие расчеты.

 


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

35437. СОЦИАЛЬНО-ПСИХОЛОГИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ОБЩЕНИЯ 654.5 KB
  Проблема межличностных отношений и общения в социальной психологии 6 Общая характеристика межличностных отношений как социально-психологического феномена 6 Общение в системе межличностных отношений и взаимодействия людей 10 Структура содержание и формы общения 12 Основные функции и стороны процесса общения: коммуникативная интерактивная перцептивная 19 2. Коммуникативные средства общения и экспрессивный репертуар человека 27 Психологические условия эффективной коммуникации...
35438. Потоковість будівельних процесів 26 KB
  Техніка безпеки у будівництві вирішує питання запобігання травматизму і виключення нещасних випадків на виробництві.
35439. Організація робочого місця і праці мулярів 62.5 KB
  Виходячи з цього висоту ярусу кладки за товщини стіни до двох цеглин вибирають близько 12 м а за товщини у три цеглини 09 м. У разі кладки стін з великим числом прорізів або архітектурних деталей стовпів і стін завтовшки в одну і півтори цеглини а також перегородок у півцеглини роботи виконує ланка двійка див. Кладку суцільних стін завтовшки у дві цеглини з однорядним перевязуванням та завтовшки півтори цеглини з багаторядним перевязуванням доцільно проводити ланкою трійка див. Ефективною є кладка стін простої та середньої...
35440. Монтаж елементів залізобетонних конструкцій 29 KB
  На бічних гранях фундаменту по осях наносять фарбою риски які під час монтажу суміщують із забитими кілками. Після монтажу за допомогою теодоліта й нівеліра перевіряють правильність їхнього положення. Підготовку основи та розбивання осей виконують так як і під час монтажу фундаментів стаканного типу. Плити перекриття монтують паралельно з іншими конструкціями комплексний метод або після закінчення монтажу колон ригелів і прогонів у межах поверху чи захватки на поверсі.
35441. Исследование операций. Курс лекций 286.86 KB
  2 Многокритериальные задачи . Задачи принципы методология. Математическая модель задачи ИСО включает в себя: 1 описание переменных которые необходимо найти 2 описание критериев оптимальности 3 описание множества допустимых решений ограничений накладываемых на перемен ные. Математическая модель задачи ИСО составляется в соответствии с представлениями ЛПР об этой задаче т.
35442. Возрастные изменения структуры нейрона. Нервный центр. Рефлекс 13.72 KB
  Процесс созревания нейронов характеризуется быстрым увеличением цитоплазмы увеличением в ней числа рибосом и формированием аппарата Гольджи интенсивным ростом аксонов и дендритов. Созревание мелких клеток интеп нейронов происходит после рождения в постнатальном онто генезе под влиянием средовых факторов что создает предпосылки для пластических перестроек в центральной нервной системе. Нервный центр совокупность нервных клеток Нейронов более или менее строго локализованная в нервной системе и непременно участвующая в осуществлении...
35444. Проблемы административного расследования в таможенных органах в период реформирования таможенного законодательства 484.5 KB
  Объектом дипломного исследования являются общественные отношения, складывающиеся в процессе производства по делам об административных правонарушениях, связанные с проведением административного расследования, предметом - административное расследование в механизме производства по делам об административных правонарушениях.
35445. Хирургия. Шпаргалка 451 KB
  Предраковые заболевания толстой и прямой кишки. Дивертикулы дивертикулез ободочной кишки. Полипозное поражение ободочной кишки облигатный предрак которое может быть в виде: Одиночных полипов аденоматозный ворсичатый которые малигнизируются в 45 случаев особенно полипы величиной более 2 см; ворсинчатые полипы озлокачествляются чаще. Множественного полипоза ободочной кишки который.