МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Институт / ЭНИН

Факультет – Энергетический институт

Направление – 140400 Электроэнергетика и электротехника

Профиль - Электроэнергетические системы и сети

Кафедра – ЭСиЭ

КУРСОВАЯ РАБОТА

Пояснительная записка к курсовой работе по дисциплине

«Электромагнитные переходные процессы в электрических системах»

Вариант №18

Выполнил студент гр. 9А96 _______ Н.И.Федоров

Проверил преподаватель _________ _______ К.И.Заподовников

Томск – 2012

Введение

Электроэнергетическая система является совокупностью уст­ройств, связанных одновременностью процесса производства, распре­деления и потребления электрической энергии. Одновременность этих процессов налагает на персонал и системную автоматику особые требо­вания по качественному управлению системой для бесперебойного энергоснабжения потребителей. Это относится как к нормальным (уста­новившимся), так и переходным (неустановившимся) режимам работы электроэнергетических систем.

Переходные процессы возникают в электрических системах как при нормальной эксплуатации (включение и отключение нагрузок, источников питания, отдельных цепей, производство испытаний), так и в аварийных условиях (обрыв нагруженной цепи или отдельной ее фазы, короткое замыкание, выпадение машины из синхронизма). При любом переходном процессе происходит в той или иной мере изменение электромагнитного состояния элементов системы и нарушение баланса между моментом на валу каждой вращающейся машины и электромагнитным моментом. Из этого следует, что переходный процесс характеризуется совокупностью электромагнитных и механических изменений в системе. Эти процессы взаимосвязаны и по существу представляют единое целое.

Основной причиной возникновения электромагнитных переходных процессов являются преимущественно короткие замыкания. Коротким замыканием называют всякое, не предусмотренное нормальными условиями работы, замыкание между фазами, а в системах с заземленными нейтралями – также замыкание одной или нескольких фаз на землю (или на нулевой провод). В трехфазных системах с заземленной нейтралью различают следующие основные виды коротких замыканий в одной точке: трехфазное; двухфазное; однофазное; двухфазное на землю.

Трехфазное короткое замыкание является симметричным, т.к. при нем все фазы остаются в одинаковых условиях. Все остальные виды коротких замыканий являются несимметричными. Короткие замыкания являются результатом нарушения изоляции электрического оборудования, вызванного естественным старением или тепловым разрушением; механическим повреждением воздушных линий и опор, связанным с гололедными явлениями и ветровыми нагрузками. Причиной короткого замыкания могут также быть: перекрытие изоляции прямыми ударами молнии, ошибочные действия эксплуатационного персонала, перекрытие изоляции животными и птицами.

При коротком замыкании снижается напряжение и возрастают токи, что и определяет основные последствия. К ним относятся: нарушение динамической устойчивости энергосистемы, что может приводить к ее разделению на автономные части; термическое повреждение оборудования вследствие недопустимых токов; электромеханическое повреждение оборудования в силу недопустимых механических усилий, возникающих от токов короткого замыкания; ухудшение условий работы электроприемников вследствие падения напряжения; неблагоприятное воздействие на линии связи и сигнализации.

При проектировании и эксплуатации электрических установок и систем для решения многих технических вопросов и задач требуется предварительно провести ряд расчетов. Под расчетом электромагнитного переходного процесса обычно понимается вычисление токов и напряжений в рассматриваемой схеме при заданных условиях. К числу задач, для решения которых производятся такие расчеты, относятся: расчет и анализ динамической устойчивости энергосистем; выявление условий работы потребителей при аварийных режимах; выбор и проверка аппаратов и проводников по условиям термической и электродинамической стойкости; проектирование и настройка устройств релейной защиты и автоматики; определение числа заземленных нейтралей и их размещения в системе и др.

Целью данной курсовой работы является расчет трехфазного и несимметричного коротких замыканий в сложной электрической системе. Умение выполнять данный расчет позволяет избежать опасных проявлений режимов короткого замыкания в процессе эксплуатации энергоустановок.

Исходные данные:

Рисунок.1-Схема для задания

Таблица 1 Выбор варианта схемы

Номер варианта для выбора силового оборудования	6
Номер схемы	18

Таблица 2 Параметры турбогенераторов

Турбогенераторы Г1 , Г2
Тип	PНОМ, МВА	UН, кВ	xd”, о.е.	xd, о.е.	IНОМ, кА	сosφн
ТВ - 32	32	10,5	0,134	2,3	2,2	0,8
Турбогенератор Г10
Тип	PНОМ, МВА	UН, кВ	xd”, о.е.	xd, о.е.	IНОМ, кА	сosφн
ТВ-87	87	10,5	0,24	2,2	5,32	0,9

Таблица 3. Параметры трансформаторов

Трансформатор Т1
Тип		SНОМ, МВА		UВН, кВ	UНН, кВ		UК, %
ТДЦН-125000/115		125		115	10,5		10,5
Трансформатор Т6
Тип		SНОМ, МВА	UВН, кВ			UНН, кВ		UК, %
ТДЦН 80000/230		80	230			115		10,5
Трансформатор ТР1 (с расщепленной обмоткой)
Тип	SНОМ, МВА		UВН, кВ			UНН1-НН2, кВ		UК, %
ТРДН-700000/115	70		115			10,5-10,5		10,5

Таблица 4. Параметры энергосистемы С2

Энергосистема С2
Ес, кВ	Sк.з., МВА
240	14000

Таблица 5. Параметры воздушных линий электропередач

ВЛ	Длина ЛЭП, км	Марка провода	Погонное сопротивление, Ом/км	Наличие грозозащитного троса
Л1	55	АС-120	0,425	Стальной грозозащитный тросс
Л2	35	АС-120	0,425	Стальной грозозащитный трос
Л3	60	АС-120	0,425	Без грозозащитного троса
Л4	15	АС-120	0,425	Стальной грозозащитный трос

Примечания к таблице 5

Взаимная реактивность нулевой последовательности между цепями: х_0I-II =2x₁

Задание №1

Для электрической системы, представленной на схеме 20, выполнить расчет и анализ переходного процесса для трех режимов.

1. Режим – трехфазного КЗ

В заданной точке схемы, которая определена параметром l_к = 0,5 на Л4, для рассчитать:

• – действующие значения периодической слагаемой тока короткого замыкания;

• – ударный ток и мощность КЗ;

• – остаточное напряжение на высокой стороне трансформатораТ1 (узел );

• – действующие значения периодической слагаемой тока генератора Г10 для с;