Содежрание

ВВЕДЕНИЕ 8 3 Расчет тока к.з. в точке К1 13 13 Рисунок 2 – Схема замещения для расчета тока короткого замыкания в точке К1 13 При составлении схемы замещения пренебрегаем относительно небольшими сопротивлениями ошиновки ГРЩ, автоматов ВА74-43 и А3770. 13 Заменим параллельно работающие генераторы одним эквивалентным и параллельно включенные сопротивления r1 и r2, x1 и x2 эквивалентными сопротивлениями r1э x1э (рис. 2, б) 13 За базисные величины принимаем: 13 Сопротивления эквивалентного генератора Rгэ и X''dэ в базисных о.е. равны по величине соответствующим сопротивлениям одного генератора в его номинальных о.е. 13 18 18 18 18 18 18 где Rк, Xк – суммарные активное и реактивное сопротивления от ГРЩ до точки К3 соответственно. 18 Сопротивления луча эквивалентного генератора для сверхпереходного режима 19 20 20 22 22 23 23 23 23 23 23 где Rк, Xк – суммарные активное и реактивное сопротивления от ГРЩ до точки К4 соответственно. 23 24 24 26 26 28 28 28 28 28 28 где Rк, Xк – суммарные активное и реактивное сопротивления от ГРЩ до точки К5 соответственно. 28 28 29 30 30

Введение

Целью выполнения курсовой работы является закрепление знаний и умений, приобретенных при изучении теоретической части дисциплины, а также приобретение практических навыков расчета параметров переходных процессов в судовых электроэнергетических системах.

Задачей курсовой работы является расчет величин токов при трехфазном коротком замыкании в судовой электрической сети и определении снижения напряжения при включении асинхронного двигателя с мощностью соизмеримой с мощностью синхронного генератора.

Расчеты производятся аналитическим уточненным методом и методом расчета на ПК по дифференциальным уравнениям.

Исходные данные

В судовой электростанции в качестве основных источников электроэнергии установлены два дизель-генератора с синхронными генераторами типа МСК 1250-1500 номинальной мощностью по 1000 кВт, напряжением 400В, частотой тока 50Гц.

Наиболее тяжелым по условию к.з. режимом работы СЭЭС является режим, в котором работают параллельно два дизель-генератора.

Расчетная схема приведена на рис.1. Асинхронная нагрузка представлена в виде одного эквивалентного двигателя. Мощность эквивалентного двигателя определена ориентировочно по предварительным данным об одновременно работающих электроприводных механизмах в максимально загруженном режиме работы судна.

Рисунок 1 – Схема для расчета токов короткого замыкания

Таблица 1 – Исходные данные генераторов и асинхронного двигателя

Вариант 22
N п/п	Наименование	Единица измерения	Обозначение	Числ. значение
	Для генераторов Г1 и Г2
1	Тип		МСК 1250-1500
2	Полная номинальная мощность	кВА	Sнг	1250
3	Ток номинальный	кА	Iнг	1,810
4	Напряжение номинальное	В	Uн	400
5	Частота номинальная	Гц.	f	50
6	Активное сопротивление обмотки статора	о.е.	Rг	0.011
7	Сверхпереходное индуктивное сопротивление по продольной оси	о.е.	X''d	0,15
8	Переходное индуктивное сопротивление по продольной оси	о.е.	X'd	0,213
9	Синхронное индуктивное сопротивление по продольной оси	о.е.	Xd	2,05
10	Сверхпереходная постоянная времени по продольной оси	с	T''d	0,008
11	Постоянная времени обмотки возбуждения при разомкнутой обмотке статора	с	Tf	3,5
12	Установившееся значние тока к.з. на зажимах генератора	о.е.	I∞г	0,62
	Для эквивалентного асинхронного ЭД*
13	Мощность номинальная	кВт	Рэд	185
14	Ток номинальный	кА	Iэд	0,368
15	Активное сопротивление обмотки статора	о.е.	Rsd	0,4
16	Переходное индуктивное сопротивление обмотки статора	о.е.	X'sd	0,186
17	Индуктивное сопротивление обмотки статора	о.е.	Xsd	2,610
18	Коэффициент магнитной связи обмоток статора и ротора	о.е.	μ	0,929
19	Постоянная времени обмотки ротора	с	Tr	0,232
20	Переходная постоянная времени обмотки ротора	с	T'r	0,0165

2 Выбор генераторных автоматических выключателей и параметров кабельной сети с учетом заданных длин участков

Проводим расчет кабелей и автоматических выключателей для генератора типа МСК 1250-1500:

Расчетный ток кабеля:

Эквивалентный ток:

По эквивалентному току выбираем сечение кабеля. Сечение кабелей не может быть более 240 мм. Вместо этого выбираем эквивалентное число трехжильный кабель марки КНР сечением 185 мм соответствующее току кабеля. Таким образом выбираем 3 кабеля сечением 3х185 мм.

В соответствии с расчетным током, производим выбор автоматических генераторных выключателей по току расцепителя.

Выбираем автомат марки E3N-A20-3P-1800A-BO-MO-LSI 3 Pole с током расцепителя 1800 А

Активное (R) и индуктивное (X) сопротивления кабелей рассчитываем по формуле:

Где – удельное сопротивление на 1 м кабеля при заданном сечении Ом/м

где R и X – справочные данные, значение сопротивления кабеля активное для температуры 65° индуктивное для частоты 50Гц (по условию) на один метр кабеля;

L – длина кабеля;

N– количество кабелей.

Таблица 2 – Параметры участков цепи

N п/п	Участок схемы	Характеристика элемента	Сопротивление, мОм
1	Цепь генератора Г1 Кабель	3(3х185) - 22м	0,865
2	Цепь генератора Г2 Кабель	3(3х185) - 22м	0,865
3	От ГРЩ до точки К3 Кабель	3х70 - 23м	7,107	1,748
4	От ГРЩ до точки К4 Кабель	3х35 - 15м	9,255	1,23
	Автоматический выключатель Итого		7,45 16,705	3,6 4,83
5	От ГРЩ 380 В до точки К5
6	Кабель Трансформатор Т1+кабель Итого	3х70 – 10м	3,09 57,7* 60,79	0,76 103,264* 104,024

*Указанные значения активного и индуктивного сопротивлений трансформатора и кабеля на стороне вторичной обмотки, приведенные к напряжению первичной обмотки трансформатора. Приведение произведено по формулам:

где Rприв, Xприв – приведенные к напряжению первичной обмотки активное и индуктивное сопротивления трансформатора и кабеля на стороне вторичной обмотки;

Rт и Xт – активное и индуктивное сопротивления трансформатора, приведенные к номинальному напряжению вторичной обмотки (Для трансформатора ТС3М250-75.ОМ5 согласно приложению 8 к ОСТ5.6181-81 Rт=2,12мОм, Xт=6,43мОм);

Rс и Xс – активное и индуктивное сопротивление участка сети до точки к.з. на стороне вторичной обмотки трансформатора (для участка сети до точки к.з. Rс=0,2295мОм и Xс=0,219мОм);

и U2 – номинальные напряжения первичной и вторичной обмоток трансформатора, соответственно 380 и 220В.

3 Расчет тока к.з. в точке К1

Рисунок 2 – Схема замещения для расчета тока короткого замыкания в точке К1

При составлении схемы замещения пренебрегаем относительно небольшими сопротивлениями ошиновки ГРЩ, автоматов ВА74-43 и А3770.

Заменим параллельно работающие генераторы одним эквивалентным и параллельно включенные сопротивления r1 и r2, x1 и x2 эквивалентными сопротивлениями r1э x1э (рис. 2, б)

За базисные величины принимаем:

Сопротивления эквивалентного генератора Rгэ и X''dэ в базисных о.е. равны по величине соответствующим сопротивлениям одного генератора в его номинальных о.е.

Сопротивления r1э иx''1э определяем по формулам:

В базисных относительных единицах:

Как было сказано выше,

Суммарные сопротивления генераторной цепи в о.е.:

Расчетные сопротивления цепи эквивалентного генератора:

Задаемся условием, что до к.з. генераторы работали с нагрузкой, равной номинальной при cosφ = 0,8 и определяем сверхпереходную и переходную эдс генератора:

где U0, I0, sinφ0 – напряжение и ток в о.е. и угол сдвига между ними в предшествующем к.з. режиме.

Начальные значения сверхпереходного и переходного токов эквивалентного генератора в случае к.з. в точке К1:

Установившийся ток к.з.:

Определяем постоянные времени:

Определяем действующие значения периодической составляющей тока к.з. генератора для моментов времени t= 0,01с; 0,04с; 0,2с по формуле:

Определяем значение токов в килоамперах:

Определяем ударный ток генератора из выражения

Определяем полное переходное сопротивление эквивалентного двигателя

Определяем действующие значения периодической составляющей тока эквивалентного двигателя при к.з. на ГРЩ в точке К1:

где Uс=0,959 при расчете в о.е. генератора

При к.з. на ГРЩ ударный ток эквивалентного двигателя определяем по формуле:

В итоге суммарные значения токов к.з. в точке K1: