МІнІстерство ОСВІТИ і науки, молоді та спорту України
Національний університет "Львівська політехніка"
розрахунок струмів коротких замикань
Методичні вказівки
до виконання курсової роботи
для студентів базового напряму 6.050701 «Електротехніка та електротехнології» з вибірковим блоком дисциплін за спеціальностями 7(8).05070102 «Електричні системи і мережі» та 7(8).05070106 «Системи управління виробництвом та розподілом електроенергії» всіх форм навчання
Затверджено
на засіданні кафедри
електричних систем та мереж.
Протокол № 12 від 28.05.2012
Львів 2012
Розрахунок струмів коротких замикань. Методичні вказівки до виконання курсової роботи для студентів базового напряму 6.050701 «Електротехніка та електротехнології» з вибірковим блоком дисциплін за спеціальностями (7)8.05070102 «Електричні системи і мережі» та 7(8).05070106 «Системи управління виробництвом та розподілом електроенергії» всіх форм навчання / Укл. Г.Н. Міркевич, А.Я. Яцейко. – Львів: Видавництво Національного університету “Львівська політехніка”, 2012. – 22 с.
Укладачі: Міркевич Г.Н., ст. викладач.
Яцейко А.Я., канд. техн. наук, ст. викладач
Відповідальний за випуск: Лисяк Г.М., канд. техн. наук, доц..
Рецензент: Журахівський А.В., докт. техн. наук, проф.
1. Мета Виконання курсової роботи
Метою виконання курсової роботи «розрахунок струмів коротких замикань» є поглиблене вивчення теоретичного матеріалу дисципліни "Електромагнітні перехідні процеси" та набуття практичних навиків розрахунку струмів короткого замикання.
Розрахунок струмів коротких замикань і залишкових напруг здійснюють для вибору апаратів і провідників, проектування і налагодження пристроїв релейного захисту і автоматики, виявлення впливу високовольтних ліній електропередач на лінії зв'язку та сигналізації, вибору числа заземлених нейтралей в системі тощо.
Для того, щоб такі розрахунки виконувати, інженер повинен мати глибокі теоретичні знання, вміти творчо їх застосовувати.
Початковим етапом такого застосування є розв'язання задач, курсове, а потім і дипломне проектування.
Знання дисципліни "Електромагнітні перехідні процеси" потрібні також для вивчення дисциплін: "Електромеханічні перехідні процеси", "Релейний захист електричних станцій та підстанцій", "Основи проектування підстанцій та ліній електричних мереж", "Проектування підстанцій і ліній електричних мереж" та ряду інших.
Виконання курсової роботи дозволяє закріпити зв'язки між дисциплінами спеціальності й отримати ґрунтовну підготовку для виконання дипломного проекту.
2. Організація проектування
Для успішного виконання курсової роботи студенту необхідно мати чіткий графік роботи.
У процесі підготовки до виконання курсової роботи студент повинен ознайомитися із завданням, щоб мати повну уяву про об'єм роботи.
Графік включає наступні етапи виконання курсової роботи:
аналіз електричної схеми системи з метою визначення елементів, що входять у схему заміщення;
складання схеми заміщення, вибір базових умов і розрахунок опорів елементів;
перетворення схеми заміщення до найпростішого вигляду;
розрахунок струмів короткого замикання в початковий і довільний момент часу;
складання схеми заміщення прямої послідовності, вибір базових умов і розрахунок опорів елементів;
складання схеми заміщення нульової послідовності і розрахунок опорів елементів, які відрізняються від опорів елементів прямої послідовності;
перетворення схем послідовностей та розрахунок сумарних опорів послідовностей;
розрахунок струмів і напруг послідовностей;
побудова векторних діаграм;
побудова епюр спадів напруги;
оформлення курсової роботи згідно вимог до курсових робіт.
Наведений приблизний графік дозволить студенту поетапно виконувати курсову роботу, раціонально використовувати час.
У ході виконання курсової роботи студент повинен звертатися до викладача, який веде дану курсову роботу, у дні відведені для консультацій згідно графіку, затвердженого кафедрою.
Закінчивши курсову роботу студент здає її викладачеві на перевірку.
Після перевірки курсової роботи студент отримує дозвіл на захист. Якщо в курсовій роботі є помилки, вона повертається студенту на доробку.
3. Завдання
Завдання на курсову роботу видається кожному студенту індивідуально у перший тиждень VII семестру викладачем, який веде курсову роботу і включає в себе електричну схему системи рис. 3.1-3.5., таблиці 3.1.-3.5 з технічними даними елементів схеми і точкою короткого замикання; видом несиметричного КЗ; шини та вимикач, для яких необхідно виконати розрахунки; розрахунковий час; ділянку мережі для побудови епюри напруг та трансформатор для побудови векторних діаграм.
Якщо струми несиметричних КЗ більші від струму трифазного КЗ, то студент повинен запропонувати способи їх обмеження.
Рис. 3.1.
Таблиця 3.1.
Позначен-ня на схемі |
Тип генератора |
Позначен-ня на схемі |
Тип трансформатора |
Г1 |
ТВФ-100-2 |
Т1, Т6 |
ТРДЦН-100000/200 |
Г2 |
ТВФ-60-2 |
Т2 |
ТРДЦН-63000/110 |
Г3 |
ТВФ-160-2 |
АТ1, АТ2 |
АТДЦТН-125000/220/110 |
Г4 |
ВГС-1260/147-68 |
АТ3, АТ4 |
АТДЦТН-125000/330/110 |
Г5 |
ВГС-1525/135-120 |
Т5 |
ТДЦ-80000/220 |
Продовження таблиці 3.1.
Варіанти |
Лінії, км |
Генератори, n |
Система |
Вимкн. вимикач |
Місце КЗ |
||||||||
ХС, Oм |
SКЗ, МВА |
||||||||||||
Л1 |
Л2 |
Л3 |
Л4 |
Л5 |
Л6 |
Л7 |
Г1 |
Г2 |
С1 |
С2 |
|||
1 |
100 |
80 |
50 |
30 |
100 |
40 |
60 |
2 |
3 |
10 |
2000 |
Q1 |
K1 K7 K5 |
2 |
120 |
60 |
30 |
30 |
120 |
80 |
40 |
3 |
3 |
12 |
2200 |
Q2 |
K2 K8 K5 |
3 |
140 |
100 |
30 |
70 |
140 |
70 |
70 |
3 |
2 |
13 |
2300 |
Q3 |
K3 K6 |
4 |
90 |
70 |
50 |
20 |
90 |
45 |
45 |
4 |
2 |
14 |
2400 |
Q4 |
K4 K9 |
5 |
80 |
90 |
30 |
60 |
80 |
40 |
40 |
2 |
4 |
15 |
2100 |
Q2 |
K11 K12 |
Примітка : X01=0,4 Ом/км , X00=3,5X01
Рис. 3.2.
Таблиця 3.2.
Варіанти |
трансформатори |
Системи (тис. МВА) |
Лінії (км) |
Наванта- ження |
||||||||||||
АТ1, АТ2 |
1Т, 2Т, 3Т, 4Т |
С1 |
С2 |
С3 |
Л1 |
Л2 |
Л3 |
Л4 |
Н1 |
Н2 |
||||||
МВА |
uКВ-С |
uКВ-Н |
uКС-Н |
МВА |
МВА |
|
|
|
|
|
|
|
МВА |
МВА |
||
0 |
32 |
11 |
34 |
21 |
25 |
32 |
2,5 |
2 |
3 |
60 |
40 |
70 |
90 |
10 |
15 |
|
1 |
63 |
11 |
35 |
22 |
32 |
40 |
2,8 |
3,7 |
4 |
100 |
50 |
40 |
70 |
18 |
22 |
|
2 |
125 |
11 |
31 |
19 |
40 |
63 |
3,5 |
2,3 |
2 |
50 |
90 |
60 |
40 |
40 |
50 |
|
3 |
200 |
11 |
32 |
20 |
63 |
80 |
4 |
3,6 |
5 |
120 |
40 |
70 |
50 |
75 |
100 |
|
4 |
250 |
11 |
32 |
20 |
80 |
63 |
3,2 |
3,7 |
3 |
80 |
50 |
100 |
60 |
80 |
120 |
|
5 |
125 |
11 |
31 |
19 |
32 |
40 |
3,7 |
4 |
2,3 |
70 |
110 |
90 |
80 |
35 |
160 |
|
6 |
63 |
11 |
35 |
22 |
40 |
32 |
2,3 |
3,4 |
4,2 |
60 |
100 |
60 |
70 |
20 |
15 |
|
7 |
200 |
11 |
32 |
20 |
80 |
40 |
3,6 |
2,5 |
4 |
50 |
90 |
60 |
80 |
60 |
70 |
|
8 |
32 |
11 |
34 |
21 |
40 |
63 |
2,3 |
3,7 |
2,9 |
40 |
70 |
100 |
120 |
12 |
10 |
|
9 |
250 |
11 |
32 |
20 |
63 |
63 |
4 |
3,2 |
2,7 |
110 |
80 |
90 |
50 |
45 |
75 |
|
Примітка: Для трансформаторів 1Т, 2Т, 3Т, 4Т uК = 10,5% |
||||||||||||||||
Рис.3.3
Таблиця 3.3.
Варіант |
Генератори |
Реактор |
Довжини ліній, км |
||||||
Позн. на схемі |
Тип |
Тип |
Л1 |
Л2 |
Л3 |
Л4 |
Л5 |
Л6 |
|
1, 6, 11 |
Г1-Г4 Г5-Г6 |
CВ 1500/170-96 ТГВ-500 |
РБА-10-3000-12 |
80 |
60 |
120 |
70 |
120 |
5 |
2, 7, 12 |
Г1-Г4 Г5-Г6 |
CВФ 1500/130-88 ТВВ-320-2 |
РБА-10-4000-12 |
100 |
140 |
115 |
75 |
115 |
7 |
3, 8, 13 |
Г1-Г4 Г5-Г6 |
CВ 1500/200-88 ТВВ-500-2 |
РБА-10-2500-12 |
70 |
65 |
130 |
100 |
95 |
9 |
4, 9, 14 |
Г1-Г4 Г5-Г6 |
CВ 855/235-32 ТГВ-300 |
РБА-10-2000-12 |
60 |
85 |
135 |
90 |
105 |
10 |
5, 10, 15 |
Г1-Г4 Г5-Г6 |
CВ 850/190-40 ТВВ-220-2 |
РБА-10-2000-8 |
75 |
50 |
110 |
65 |
135 |
12 |
Примітка: Для одного кола кожної лінії прийняти, що х01=0,4 Ом/км, х00=3,5 х01 |
|||||||||
Продовження таблиці 3.3.
Варіант |
Трансформатори |
Н1 |
Н2 |
Система |
|||
Позн. на схемі |
Тип |
Sном, МВА |
Р, МВт |
cosφ |
S, МВА |
SКЗ, МВА |
|
1 |
Т1, Т2 Т3 Т4, Т5 Т6, Т7 Т8, Т9 Т10, Т11 |
ТДЦ ТРДН ТДТН АТДЦТН ТДЦ АТДЦТН |
200 32 25 125 400 200 |
780 |
0,95 |
27 |
2000 |
2 |
Т1, Т2 Т3 Т4, Т5 Т6, Т7 Т8, Т9 Т10, Т11 |
ТДЦ ТРДН ТДТН АТДЦТН ТДЦ АТДЦТН |
250 63 40 200 250 125 |
750 |
0,95 |
30 |
1350 |
3 |
Т1, Т2 Т3 Т4, Т5 Т6, Т7 Т8, Т9 Т10, Т11 |
ТДЦ ТРДН ТДТН АТДЦТН ТДЦ АТДЦТН |
250 80 63 200 400 250 |
700 |
0,9 |
33 |
1110 |
4 |
Т1, Т2 Т3 Т4, Т5 Т6, Т7 Т8, Т9 Т10, Т11 |
ТДЦ ТРДН ТДТН АТДЦТН ТДЦ АТДЦТН |
250 40 40 250 400 200 |
650 |
0,95 |
35 |
1000 |
5 |
Т1, Т2 Т3 Т4, Т5 Т6, Т7 Т8, Т9 Т10, Т11 |
ТДЦ ТРДН ТДТН АТДЦТН ТДЦ АТДЦТН |
400 32 40 250 250 125 |
600 |
0,92 |
38 |
800 |
Рис. 3.4.
Таблиця 3.4.
Генератори |
Трансформатори |
ЛЕП |
||||||||
№ |
S, MВ·А |
x''d |
№ |
S, MВ·А |
uкВ-С, % |
uкВ-Н, % |
uкС-Н, % |
№ |
L, км |
х0/х1 |
Г1, Г2 |
125 |
0,26 |
Т1, Т2 |
126 |
10,5 |
17 |
6 |
Л1 |
230 |
5,5 |
Г3, Г4 |
30 |
0,29 |
Т3 – Т8, Т10, Т11, Т15, Т18, Т20 |
31,5 |
10,5 |
|
|
Л2 |
150 |
5,5 |
Г5 – Г8 |
31 |
0,12 |
Т9 |
200 |
12 |
|
|
Л3 |
80 |
5,5 |
|
|
|
Т12 |
31,5 |
10,5 |
6 |
4,5 |
Л4, Л7 |
50 |
3,5 |
|
|
|
Т13, Т19 |
20 |
10,5 |
|
|
Л5 |
40 |
3,5 |
|
|
|
Т14, Т16 |
15 |
10,5 |
|
|
Л6 |
60 |
3,5 |
|
|
|
Т17 |
31,5 |
10,5 |
17 |
6 |
Л8, Л9 |
40 |
5,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Л10 |
50 |
5,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Л11 |
20 |
3,5 |
Примітка: Для одного кола кожної лінії прийняти, що х01=0,4 Ом/км |
||||||||||
Рис. 3.5.
Таблиця 3.5.
Варіант |
Г-1, 2 |
Г-3, 4 |
Т-1, 2 |
АТ-1¸4 |
ТВП-1, 2 |
|||||||||
Рн, МВт |
в.о |
|
Рн, МВт |
в.о |
|
Sн, МВ×А |
uк, % |
Sн, МВ×А |
uкВ-С, % |
uкВ-С, % |
uкС-Н, % |
Sн, МВ×А |
uк, % |
|
0 |
100 |
0,16 |
0,85 |
200 |
0,195 |
0,85 |
125 |
11 |
250 |
11 |
32 |
20 |
6,3 |
13 |
1 |
150 |
0,21 |
0,85 |
200 |
0,21 |
0,85 |
200 |
11 |
200 |
11 |
32 |
20 |
10 |
20 |
2 |
120 |
0,183 |
0,85 |
150 |
0,20 |
0,88 |
250 |
10 |
250 |
10 |
24 |
13 |
16 |
20 |
3 |
120 |
0,183 |
0,9 |
200 |
0,21 |
0,85 |
160 |
11 |
160 |
11 |
31 |
19 |
10 |
20 |
4 |
60 |
0,21 |
0,9 |
100 |
0,18 |
0,9 |
100 |
11 |
100 |
11 |
32 |
20 |
6,3 |
13 |
5 |
40 |
0,23 |
0,8 |
120 |
0,183 |
0,85 |
200 |
11 |
200 |
11 |
32 |
20 |
25 |
19 |
6 |
50 |
0,14 |
0,8 |
150 |
0,192 |
0,85 |
125 |
11 |
125 |
11 |
31 |
19 |
16 |
20 |
7 |
30 |
0,14 |
0,8 |
100 |
0,18 |
0,85 |
100 |
11 |
100 |
11 |
31 |
19 |
10 |
20 |
8 |
100 |
0,18 |
0,85 |
120 |
0,20 |
0,85 |
160 |
11 |
160 |
11 |
32 |
19 |
25 |
19 |
9 |
120 |
0,18 |
0,9 |
50 |
0,14 |
0,9 |
63 |
11 |
63 |
11 |
35 |
22 |
6,3 |
8 |
,
Продовження таблиці 3.5.
Варіант |
АД-2¸5 |
АД-1 |
Н1 |
Н2 |
Довжини ліній, км |
|||||||
Рн, МВт |
|
Іп, в.о |
Рн, МВт |
|
Іп, в.о |
Sн, МВ×А |
Sн, МВ×А |
ПЛ1 |
ПЛ2 |
ПЛ3 |
ПЛ4 |
|
0 |
2,5 |
0,9 |
6,4 |
3,2 |
0,9 |
6,2 |
100 |
60 |
140 |
100 |
80 |
50 |
1 |
3,2 |
0,9 |
6,4 |
2,5 |
0,9 |
6,4 |
80 |
40 |
150 |
80 |
60 |
60 |
2 |
5 |
0,91 |
5,7 |
4 |
0,91 |
5,6 |
120 |
50 |
160 |
60 |
80 |
50 |
3 |
5 |
0,91 |
5,7 |
8 |
0,91 |
5,7 |
60 |
30 |
170 |
120 |
100 |
80 |
4 |
8 |
0,91 |
5,8 |
5 |
0,91 |
5,7 |
90 |
40 |
140 |
100 |
120 |
90 |
5 |
8 |
0,9 |
5,8 |
5 |
0,91 |
6,4 |
40 |
50 |
150 |
100 |
80 |
60 |
6 |
4 |
0,9 |
6,4 |
3,2 |
0,9 |
5,8 |
60 |
60 |
160 |
90 |
70 |
50 |
7 |
3,2 |
0,9 |
5,7 |
8 |
0,91 |
5,8 |
20 |
40 |
170 |
110 |
80 |
50 |
8 |
8 |
0,9 |
5,8 |
5 |
0,91 |
5,7 |
90 |
80 |
140 |
150 |
120 |
80 |
9 |
3,2 |
0,9 |
5,6 |
4 |
0,91 |
5,6 |
40 |
50 |
150 |
70 |
60 |
30 |