ВВЕДЕНИЕ

Тема курсовой работы: «Электромагнитные переходные процессы»

Целью данной курсовой работы является расчёт симметричного и несимметричного короткого замыкания по заданной расчётной схеме. Расчёт этих режимов очень важен, поскольку по расчётным данным тока короткого замыкания устанавливаются установки релейной защиты, выполняется проверка элементов сети на термическое и динамическое действие токов К.З.

Сначала рассчитываем симметричное короткого замыкания, что включает в себя: расчёт периодической составляющей; расчёт апериодической составляющей; расчёт ударного тока.

Затем рассчитываем несимметричное короткое замыкание, что включает в себя: составление схем обратной и нулевой последовательности; расчёт периодической составляющей; составление векторной диаграммы; комплексной схемы замещения.

В процессе эксплуатации электроснабжения одной из основных причин нарушения нормального режима работы отдельных электроустановок и системы в целом являются короткие замыкания. Они возникают в результате нарушений изоляции электроустановок, являющиеся следствием различных причин (механических повреждения, прямые удары молнии, набросы посторонних предметов на токоведущие части, ошибочные действия оперативного персонала и т.д.).

Последствия коротких замыканий могут привести к выходу из строя электрооборудования, системы в целом. Поэтому чтобы обеспечить безаварийное электроснабжения всех потребителей необходимо проектировать и сооружать системы электроснабжения с учётом возможных коротких замыканий.

Введение

1. Расчёт трёхфазного тока КЗ

1.1 Построение схемы замещения

1.2 Расчёт реактивного сопротивления элементов

1.3 Расчёт сверхпереходных ЭДС источника

1.4Преобразование схемы замещения

1.5Расчёт активного сопротивления элементов

1.6Расчёт составляющих тока трёхфазного КЗ

2. Расчёт несимметричных видов КЗ

2.1 Составление схем замещения и их преобразования

2.2 Правило эквивалентности прямой последовательности

2.3 Однофазное КЗ

2.4 Двухфазное КЗ

2.5 Двухфазное КЗ на землю

3. Заключение

4. Список литературы

Графическая часть работы

Рецензия

1. Расчёт трёхфазного тока короткого замыкания

Трехфазное короткое замыкание - короткое замыкание между тремя фазами в трехфазной электроэнергетической системе. Трехфазное короткое замыкание на землю — короткое замыкание на землю в трехфазной электроэнергетической системе с глухо- или эффективно заземленными нейтралями силовых элементов, при котором с землей соединяются три фазы.

При расчетах токов короткого замыкания допускается:

1) не учитывать сдвиг по фазе ЭДС различных синхронных машин и изменение их частоты вращения, если продолжительность КЗ не превышает 0,5 с;

2) не учитывать межсистемные связи, выполненные с помощью электропередачи (вставки) постоянного тока;

3) не учитывать поперечную емкость воздушных линий электропередачи напряжением 110-220 кВ, если их длина не превышает 200 км, и напряжением 330-500 кВ, если их длина не превышает 150 км;

4) не учитывать насыщение магнитных систем электрических машин;

5) не учитывать ток намагничивания трансформаторов и автотрансформаторов;

6) не учитывать влияние активных сопротивлений различных элементов исходной расчетной схемы на амплитуду периодической составляющей тока КЗ, если активная составляющая результирующего эквивалентного сопротивления расчетной схемы относительно точки КЗ не превышает 30 % от индуктивной составляющей результирующего эквивалентного сопротивления;

7) приближенно учитывать затухание апериодической составляющей тока КЗ, если исходная расчетная схема содержит несколько независимых контуров;

8) приближенно учитывать электроприемники, сосредоточенные в отдельных узлах исходной расчетной схемы ;

9) принимать численно равными активное сопротивление и сопротивление постоянному току любого элемента исходной расчетной схемы.

1. Построение схемы замещения

Прежде всего, следует начать с построения исходной схемы. Исходная схема предусматривает продолжительную работу с перспективой не менее чем на пять лет после ввода ее в эксплуатацию. Выбор расчетной схемы производим с учетом возможных электрических схем входящих в нее электроустановок, а также при различных режимах ее работы. Расчет токов КЗ выполняется аналитическим методом. Схему замещения составляют предварительно по исходной расчетной схеме. Схема замещения – это эквивалентная схема сети, в которой магнитные связи заменяются электрическими посредством сопротивлений. При этом сопротивления всех элементов схемы и ЭДС источников энергии могут быть выражены как в именованных, так и в относительных единицах. При выражении параметров элементов эквивалентной схемы замещения в относительных единицах с приведением параметров различных элементов исходной расчетной схемы к базисным условиям, когда отсутствуют данные о фактически используемых в условиях эксплуатации коэффициентах трансформации трансформаторов и автотрансформаторов, допустимо их принимать равными отношению средних номинальных напряжений сетей, связанных этими трансформаторами и автотрансформаторами. При этом рекомендуется использовать следующую шкалу средних номинальных напряжений сетей Uср.ном, кВ: 3,15; 6,3; 10,5; 13,8; 15,75; 18; 20; 24; 27; 37; 115; 154; 230; 340; 515; 770; 1175.

При выражении параметров элементов эквивалентной схемы замещения в относительных единицах с приведением параметров различных элементов исходной расчетной схемы к базисным условиям, используя при этом приближенный способ учета коэффициентов трансформации трансформаторов и автотрансформаторов, базисная мощность выбирается произвольно, а в качестве базисного напряжения любой ступени напряжения сети следует принимать среднее номинальное напряжение соответствующей ступени.

Приближенное привидение в относительных единицах для тока короткого замыкания в точке К-4 принимаем S_б=2000МВА; U_б=230кВ; U_ср1=230кВ; U_ср2=U_ср3=U_ср4=U_ср5=115кВ.

1. Определение реактивных сопротивлений элементов

Расчёт сопротивлений автотрансформаторов определяется по формуле [1]:

х_В= ;

х_С= ;

х_Н= ;

Где U_K – напряжение короткого замыкания, %; S_н – номинальная полная мощность трансформатора, МВА.

х_АТ2.В= ;

х_АТ2.С= ;

х_АТ2.Н= ;

Расчёт сопротивлений трансформаторов определяется из формулы [1]:

х_Т= ;

х_Т1=х_Т2= ;

х_Т3= ;

х_Т6= ;

х_Т7= ;

Расчёт сопротивлений линий электропередач определяется из формулы [1]:

х_л= ;

Где U_ср – средне номинальное напряжение на ЛЭП, кВ; х_уд – удельное сопротивление линии, Ом/км; l – длина ЛЭП, км.

х_л1= ;

х_л2= ;

х_л3= ;

х_л4= ;

х_л5= .

Расчёт сопротивлений генераторов определяется из формулы [1]:

х_г= ;

Где х”_d – относительное сопротивление генератора.

х_г1=х_г2=х_г3= ;

х_г5=х_г6= ;

Расчёт сопротивлений нагрузки определяется из формулы [1]:

х_н= ;

х_н1= ;

х_н2= ;

х_н3= ;

х_н4= ;

Расчёт сопротивления системы определяется из формулы [1]:

х_с= ;

Где S_c – полная мощность системы, МВА.

х_с= ;

2. Определение активных сопротивлений элементов

Расчёт сопротивления автотрансформатора, трансформатора, определяются по одной и той же формуле [1]:

r_Т= ;

Где ∆Р_К – потери короткого замыкания, кВт.

r_Т1=r_Т2= ;

r_Т3= ;

r_Т6= ;

r_Т7= ;

r_АТ2= ;

Расчёт сопротивлений ЛЭП определяется из формулы [1]:

r_л= ;

Где r_уд – удельное активное сопротивление ЛЭП, Ом/км;

r_л1= ;

r_л2= ;

r_л3= ;

r_л4= ;

r_л5= ;

Активное сопротивление генераторов, нагрузок и системы не учитываем.

3. Расчёт сверхпереходных ЭДС источников

Система является источником бесконечной мощности, поэтому:

E_c = const f=1.05;

Расчёт ЭДС генераторов определяется по формуле [2]:

E_г=

При применении системы приближенных относительных единиц берём значение U_o=1, I_o=1, sinφ_o=0.6 и cosφ_o=0.8.

E_г1=Е_г2=Е_г3= ;

Е_г5=Е_г6= ;

В курсовой работе ЭДС нагрузки принята как:

Е_н1=Е_н2=Е_н3=Е_н4=0.95 .