Министерство образования и науки Российской Федерации

ФГБОУ ВПО «Марийский государственный университет»

Электроэнергетический факультет

Кафедра электромеханики

Курсовая работа

по дисциплине:

«Переходные процессы в электроэнергетических системах»

Вариант 10

Выполнил: студент гр. ЭЭ-31

Кондратьев С.А.

Проверил: канд. техн. наук, доц.

Волков С.В.

Йошкар-Ола, 2015

Содержание введение

Короткое замыкание – это любое, непредусмотренное нормальными условиями эксплуатации, замыкание между фазами или замыкания одной или нескольких фаз на землю в сети с глухозаземленной нейтралью.

Причины возникновения КЗ:

1) нарушение изоляции;

2) набросы посторонних тел;

3) человеческий фактор.

Целью курсовой работы является определение токов короткого замыкания в разных точках схемы при различных видах КЗ. На основании расчетов необходимо построить векторные диаграммы токов и напряжений, а также кривую изменения периодической составляющей тока КЗ при замыкании на выводах генератора.

Используются следующие методы расчета:

• расчет начального и ударного токов трехфазного КЗ в сложной схеме точным методом в системе относительных единиц;

• метод высших гармонических составляющих при несимметричных КЗ;

• расчет периодической составляющей тока КЗ в произвольный момент времени при симметричном КЗ в ветви синхронной машины;

• метод типовых кривых для определения периодической составляющей тока КЗ.

Задание № 1

Рассчитать начальное значение периодической составляющей тока и значение ударного тока в месте повреждения при трехфазном КЗ (K⁽³⁾) в точке К4.

Рисунок 1.1. Расчетная схема.

Исходные данные:

Турбогенератор (СМ):

Номинальная активная мощность

Номинальное напряжение

Коэффициент мощности

Сверхпереходное сопротивление

Сопротивление

Ток

Трансформатор (Т):

Номинальная полная мощность

Напряжение короткого замыкания

Напряжение обмотки ВН

Напряжение обмотки НН

Отношение

Сопротивление

Трехобмоточный трансформатор (ТТ):

Номинальная полная мощность

Напряжение короткого замыкания

Напряжение короткого замыкания

Напряжение короткого замыкания

Напряжение обмотки ВН

Напряжение обмотки СН

Напряжение обмотки НН

Отношение

Сопротивление

Трансформатор собственных нужд (ТСН):

Номинальная полная мощность

Напряжение короткого замыкания

Напряжение обмотки ВН

Напряжение обмотки НН

Отношение

Линия (W1):

Длина линии

Удельное сопротивление

Отношение

Отношение

Линия (W2):

Длина линии

Удельное сопротивление

Отношение

Отношение

Линейный реактор (LR):

Номинальное напряжение

Номинальный ток

Реактивное сопротивление

Система (С):

Номинальное напряжение

Ток трехфазного короткого замыкания

Отношение

Решение:

Составим эквивалентную электрическую схему замещения (рисунок 1.2).

Рисунок 1.2. Эквивалентная электрическая схема замещения.

Принимаем базисную мощность:

Базисные напряжения ступеней:

(1.1)

(1.2)

Базисные токи, кА, определяются по формуле:

(1.3)

(1.4)

(1.5)

Определяем базисные сопротивления и ЭДС всех элементов схемы в относительных единицах:

Турбогенератор (СМ):

*

*

*

*

*

*

(1.6)

*

*

(1.7)

*

*

Трансформатор (Т):

*

; (1.8)

*

*

*

(1.9)

*

Трехобмоточный трансформатор (ТТ):

(1.10)

(1.11)

*

(1.13)

*

о.е.

*

(1.14)

*

*

*

(1.15)

*

о.е.

*

*

(1.16)

*

Линии W1 и W2:

*

(1.17)

*

*

*

(1.18)

*

о.е.

*

(1.19)

*

о.е.

*

*

(1.20)

*

о.е.

Система (С):

*

(1.21)

*

*

(1.22)

*

(1.23)

*

*

(1.24)

*

Упростим схему замещения относительно точки КЗ:

Вычисляем параметры упрощенной схемы замещения:

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

(1.25)

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

(1.26)

*

о.е.

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

(1.27)

*

*

*

Следовательно, активным сопротивлением можно пренебречь.

Периодическая составляющая тока КЗ:

*

*

*

(1.28)

*

Начальное значение периодической составляющей тока в месте повреждения при трехфазном КЗ, в именованных единицах, равно:

*

(1.29)

Постоянная затухания Т_а определяется по формуле:

*

*

(1.30)

Ударный коэффициент тока КЗ:

(1.31)

Ударный ток короткого замыкания:

(1.32)