Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Наименование института – ЭНИН

Наименование направления – Электроснабжение промышленных предприятий

Наименование кафедры – ЭЭС

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ НАГРУЗКИ В НАЧАЛЬНЫЙ МОМЕНТ ТРЕХФАЗНОГО ЗАМЫКАНИЯ

Отчет по лабораторной работе № 2 по дисциплине

«Переходные процессы в электроэнергетических системах»

Студент гр. __5А1д____ _______________ Стасов К.Э

(номер группы) (подпись) (И.О. Фамилия)

_____________________

(дата)

Проверила _______________ Бацева Н,Л __

(подпись) (И.О. Фамилия)

Томск 2014

Цель работы: исследовать влияние нагрузки, ее мощности и удаленности на начальный сверхпереходный и ударный токи при трехфазном коротком замыкании.

Исходные данные

Таблица 1

Номинальная мощность генератора SГ, МВА	77
cos φ генератора	0,9
Сверхпереходное сопротивление генератора XГ", о.е.	0,13
Номинальная мощность синхронного компенсатора SС.К., МВА	77
cos φ синхронного компенсатора	0,85
Сверхпереходное сопротивление синхронного компенсатора XC.K.", о.е.	0,23
Номинальное напряжение генератора UН, кВ	10,5
SС.К./ SГ	0,3

К

Рисунок 1 – Принципиальная схема эксперимента

Теоретическое содержание:

При расчете режимов короткого замыкания (КЗ) в электрических сетях под нагрузкой понимают: синхронные двигатели и компенсаторы, асинхронные двигатели и обобщенную нагрузку. Все указанные виды нагрузки оказывают влияние на ток КЗ, особенно в начальный момент нарушения режима. При этом влияние каждого вида нагрузки индивидуально и зависит от ряда факторов, из которых основными являются: мощность нагрузки, ее режим до КЗ, электрическая удаленность до точки КЗ.

Исследование режимов в настоящей работе ведется на основе простейшей схемы, в которой генератор и нагрузка через общую реактивность Х_к связаны с местом КЗ.

В соответствии с принятой схемой, рассчитываются четыре режима трехфазных замыканий. Результаты расчета представляются в относительных единицах, в качестве базисных условий приняты номинальные параметры генератора. Мощность генератора во всех опытах неизменна, а его режим  перевозбуждение.

Начальное значение сверхпереходной ЭДС любой двигательной нагрузки (или генератора) определяется из предшествующего режима.

Где U₀, I₀ и φ₀  напряжение, ток и угол сдвига между ними в режиме, предшествующем КЗ.

При персональном учете двигательной нагрузки ударный ток в месте КЗ составит:

где I''г, I''наг  действующие значения начального сверхпереходного тока генератора и нагрузки.

Куг, Кнаг  значения ударных коэффициентов для генератора и нагрузки.

Наряду с ударным током КЗ важной характеристикой тока КЗ является наибольшее действующее значение Iу. Применительно к нашим условиям, когда имеются два источника питания, характеризующиеся разными значениями Ку, наибольшее действующее значение тока Iу можно рассчитать по выражению:

Данные эксперимента №1. В качестве нагрузки принята обобщенная нагрузка, равная мощности генератора.

Таблица 2( Результат эксперимента 1)

Хк, о.е.	Источники: генератор – обобщенная нагрузка Sг=Sоб.н.				I''к, о.е.		I''с.к.,о.е		I''н/I''к , %
	I”г, о.е.	I”наг, о.е.	Uост, о.е.
0,000	8,178	2,429	0,000	9,352		1,174		25,97305389
0,100	4,208	0,954	0,516	4,923		0,532		19,37842779
0,200	2,931	0,480	0,682	3,341		0,303		14,366956
0,300	2,301	0,246	0,764	2,528		0,185		9,731012658
0,400	1,926	0,106	0,813	2,034		0,113		5,211406096
0,500	1,677	0,014	0,845	1,701		0,065		0,823045267
0,600	1,499	-0,052	0,868	1,462		0,030		-3,556771546
0,800	1,263	-0,140	0,899	1,141		-0,016		-12,26993865
1,000	1,114	-0,195	0,918	0,936		-0,046		-20,83333333
1,200	1,010	-0,234	0,932	0,793		-0,067		-29,50819672
1,400	0,934	-0,262	0,942	0,688		-0,082		-38,08139535
1,600	0,877	-0,283	0,949	0,607		-0,093		-46,62273476
1,800	0,831	-0,300	0,955	0,544		-0,103		-55,14705882

Рисунок 2 – Зависимости I_Г^" = f(Х_К), I_Н^" = f(Х_К), I_К^" = f(Х_К)

Рисунок 3 - Зависимость (I_Н^"/ I_К^")∙100%=f(X_К).

Диапазон Хк, при котором обобщенная нагрузка является дополнительным источником подпитки места КЗ: 0-0,5 о.е. Iкз > 0.

Ударный ток короткого замыкания при Х_К = 0,2:

Наибольшее действующее значение тока короткого замыкания при Х_К = 0,2: