Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Режимы работы электроэнергетических систем. Учебное пособие для бакалавров и магистров направления «Электроэнергетика».pdf
Сопротивление цепи к. з. от энергосистемы до шин 6,3 кВ
=+=
X
c,
Σ
То же для синхронных двигателей:
X
1,д
Σ
X
2,д
Σ
X
2,д
Σ
X
,д
Σ
Результирующее сопротивление цепи к. з.
XXXX
5д,c,
ΣΣΣ
Эквивалентная ЭДС
6300
=E
эк
1
⎛
⎜
1869,0
3
⎝
1
869,0
Ток за реактором отходящей линии 6,3 кВ
)3(
=I А.
к
Ом.
1869,0167,00199,0
=+=
Ом;
77,14,037,1
Ом;
985,14,0585,1
=+=
Ом;
985,14,0585,1
=+=
Ом.
936,0985,1/77,1
==
=+=+=+=
1,1
+
+
936,0
⋅
⎞
⎟
⎠
=
6300
7310
0167,1
⋅=
В.
3
936,0
1,1
⋅
0167,16300
506,03
В случае уравнивания ЭДС электродвигателей с ЭДС системы по-
грешность в расчёте в сторону уменьшения тока составит 1,67%.
Пример 2. Определить ток трёхфазного к. з. в точке K (рис. 4.2, а).
Решение: За основную ступень напряжения принимаем напряжение
6,3 кВ секционированных шин подстанции.
Сопротивления элементов схемы замещения:
– для энергосистемы
=Х Ом;
1
– для трансформатора мощностью 40 MB⋅А
=Х
1
40
⋅
3,63,6
⋅⋅
⋅
023,0
=
5,81153
3,6105,0
104,0
=
Ом;
Ом.
506,035,01557,035,0936,0/1869,0/
71
=⋅−
=
⋅==
=+−+=
Рис. 4.2
– для сдвоенного реактора:
Х Ом;
31
ХХ Ом;
3332
– для синхронных двигателей:
=Х Ом;
4
=Х Ом.
5
Подпитку места к. з. синхронными электродвигателями секции II в
расчёт не принимаем. Результирующее сопротивление энергосистемы при
к. з. в точке
K
Х Ом.
Σ
Ток к. з. от энергосистемы в точке K
)3(
=I А.
3,6
⋅
4,5
⋅
7,4
6300
⋅
07,014,05,0
−
21,014,05,1
=
2
3,62,0
47,1
=
2
3,62,0
67,1
=
267,021,007,0104,0023,0
62013
=
267,03
72
Ток к. з. в точке K от двигателей 7,4
⋅
⋅
=
)3(
=I
3,6
⋅
Суммарный ток к. з. в точке K
)3(
3,6
=
S тыс. кВ⋅А
д,
Σ
1,16300
=
2370
А.
69,13
99015237062013
=+=I А.
Для сравнения рассчитаем ток к. з. в точке K с учётом электродвигателей секции II и одновременно определим погрешность в токе к. з. от
неучёта указанных двигателей.
Результирующее сопротивление ветвей энергосистемы и электродвигателей
=
Х Ом.
Σ
)47,121,0()07,0104,0023,0(
+⋅−+
47,121,007,0104,0023,0
++−+
265,021,0
=+
В связи с тем, что эквивалентная ЭДС энергосистемы – электродвигатели мощностью 5,4 тыс. кВ
⋅А незначительно превышает напряжение,
определение тока производим при напряжении системы.
Ток к. з. в точке
K от энергосистемы и электродвигателей
)3(
=I А.
3,6
1,16300
73013
=
⋅
265,03
Пример 3. Определить ток к. з. в начальный момент времени для
трёх-, двух- и однофазного к. з. в точке
K (рис. 4.3).
На шинах 115 кВ связи с энергосистемой заданы токи трёхфазного
к. з.
)3(
00010
=I А и однофазного к. з. 83003
)1(
== II А.
0
Решение: Решение начинаем с составления схем замещения.
Схема замещения прямой последовательности составляется аналогично схемам замещения, для расчёта токов трёхфазного к. з. дополнительных пояснений не требует. Так как в данном случае для всех элементов принято, что
ХХ
, схема замещения обратной последовательности
21
по сопротивлениям получается такой же, как и схема прямой последовательности, но только не содержит ЭДС. Обе схемы на рисунке
условно
совмещены.
В каждом трансформаторе мощностью 16 MB
⋅А токи нулевой после-
довательности замыкаются в обмотке, соединённой в треугольник, так что
в цепи генераторов токи нулевой последовательности не проходят, и сопротивления генераторов в схему нулевой последовательности не вводятся.
73
=
=
=⋅=
Рис. 4.3
Заданный ток
)1(
3II = со стороны энергосистемы свидетельствует о
0
том, что в системе также имеются трансформаторы с заземлёнными нейтралями, которые (т.е. нейтрали) удалены от точки к. з. на суммарное сопротивление системы
и ВЛ
Х
1;0
.
Х
2;0
Таким образом, по числу заземлённых нейтралей – трансформаторов
мощностью 16 MB
⋅А и энергосистемы – в схеме нулевой последователь-
ности получим три ветви, объединённые в точке к. з.
За расчётную ступень напряжения принимаем
Для упрощения из-за малой мощности генераторов (
U 115 кВ.
б
эк
UE 005,1
принимаем их приведённые ЭДС равными напряжению энергосистемы.
На схемах замещения проставляем значения сопротивлений в соот-
ветствии со следующими подсчётами.
Схема замещения прямой (обратной) последовательности:
=Х Ом;
1;1
Х
2;1
74
000115
000103
⋅
65,6
=
Ом;
8,4124,0
)
2
=⋅=
=
=
=+=
+
=
=
115
105,0
4;13;1
115
121,0
6;15;1
16
2
5,7
87
=⋅== ХХ Ом;
Ом.
214
=⋅== ХХ
Схема замещения нулевой последовательности.
Поясним, как определяется сопротивление нулевой последовательности системы:
)1(
I
2
3
3
U
ср
Х Ом;
1;0
2
)1(
I
1;1
Х
2;0
Трёхфазное к. з. Сопротивление цепи энергосистемы до точки к. з.
ХХ Ом.
2;11;1
Сопротивление цепи генераторов до точки к. з.
+ ХХ
2
Результирующее сопротивление схемы
Х
;1
Σ
Ток трёхфазного к. з. в точке K составит:
)3(
=I
Двухфазное к. з. Ток двухфазного к. з. в точке K
)2(
U
ср
3
+=ХХ
=−= Х
8300
ХХ Ом.
4;03;0
+
5;13;1
21487
=
2
000115
⋅
364,10
3
2
1;01;1
⋅⋅
87
=
=⋅=I
87
=
3
101153
8,16124,1
=
6240
54006240
Ом;
Ом;
45,118,465,6
64,105,150//45,11
А.
А.
5,150
Ом.
Ом.
7,1065,62
=⋅−
75
Однофазное к. з. Результирующее сопротивление схемы нулевой по-
следовательности
Х Ом.
;0
Σ
Расчётное сопротивление для определения тока
)1(
ХХХ Ом.
Ток однофазного к. з. в точке K составит
)1(
3
0
87
//)8,167,10(
;0;1
ΣΣΣ
⋅⋅
== II А.
103115
⋅
13,383
85,16
=+=
2
=+⋅=+=
3
5220
=
I
0
13,3885,16264,102
76
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Изучение режимов электрической системы требует не только рассмотрения электромагнитных явлений, обуславливающих возможность
получения, передачи и потребления электрической энергии, но и механических явлений в её элементах: в первичных двигателях, их электрических регуляторах, генераторах, двигателях нагрузки, где электрическая
энергия вновь преобразуется в механическую. Очень важным для будущего электрика будет пр
авильное понимание и умение рассчитывать такие
сложные аварийные режимы в электрических сетях, как короткие замыкания. Расчёт коротких замыканий позволит будущему специалисту энергетической отрасли правильно оценить нежелательное электродинамическое и термическое воздействия больших токов на проводники и другое
оборудование системы электроснабжения.
Данное учебное пособие призвано способствовать развитию в спе-
циалистах готовнос
ти к составлению инструкций по эксплуатации оборудования и программ испытаний различных режимов работы электроустановок и умения осуществлять оперативные изменения схем, режимов работы энергообъектов, а также способности использовать технические
средства для измерения основных параметров электроэнергетических и
электротехнических объектов и систем и происходящих в них процессов.
77
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Расчёт короткого замыкания и выбор электрооборудования :
учебное пособие для студ. высш. учеб. заведений / И. П. Крючков, Б. Н. Неклепаев, В. А. Старшинов и др. ; под ред. И. П. Крючкова и В. А. Старшинова. – М. : Издательский дом «Академия», 2006. – 416 с.
2.
Переходные процессы в электрических машинах и аппаратах и
вопросы их проектирования : учебное пособие для вузов / О. Д. Гольдберг, О. Д. Буль, И. С. Свириденко и др. ; под ред. Гольдберга. – М. :
Высшая школа, 2001. – 512 с.
3.
Калинин, В. Ф. Цепи трёхфазного тока в электрооборудовании :
учебное пособие для вузов / В. Ф. Калинин, В. М. Иванов, Е. А. Печагин. –
Тамбов : Изд-во ТГТУ, 2010. – 260 с.
4.
Герасименко, А. А. Передача и распределение электрической
энергии : учебное пособие для вузов / А. А. Герасименко, В. Т. Федин. –
2-е изд. – Ростов н/Д. : Феникс, 2008. – 715 с.
5.
Справочник по проектированию электрических сетей / под ред.
Д. Л. Файбисовича. – М. : Изд-во НЦ ЭНАС, 2006. – 352 с.
6.
Веников, В. А. Переходные электромеханические процессы
в электрических системах / В. А. Веников. – М. : Высшая школа, 1985. –
536 с.
7.
Ульянов, С. А. Электромагнитные ПП в электроэнергетических
системах / С. А. Ульянов. – М. : Энергия, 1970.
8.
Фёдоров, А. А. Справочник по электроснабжению и электрообо-
рудованию / А. А. Фёдоров. – М. : Энергоатомиздат. Т. 1. Электроснабжение, 1986. – 567 с.
78
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ ………………………………………………………………... 3
1. ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ И КЛАССИФИКАЦИЯ
ПЕРЕХОДНЫХ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ……………………………… 5
2. РЕЖИМЫ РАБОТЫ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ,
СВЯЗАННЫЕ С ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМИ ПЕРЕХОДНЫМИ
ПРОЦЕССАМИ ………………………………………………………... 5
3. РЕЖИМЫ РАБОТЫ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ,
СВЯЗАННЫЕ С ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИМИ ПЕРЕХОДНЫМИ
ПРОЦЕССАМИ ………………………………………………………... 46
4. ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ………………………………………. 70
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ……………………………………………………………. 77
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ………………………………………………… 78
79
ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ
Инженер по компьютерному макетированию М. Н. Рыжкова
ISBN 978-5-8265-1411-5
80
Учебное электронное издание
КОБЕЛЕВ Александр Викторович
КОЧЕРГИН Сергей Валерьевич
ПЕЧАГИН Евгений Александрович
РЕЖИМЫ РАБОТЫ
Учебное пособие
Редактор Л. В. Комбарова
Подписано к изданию 18.05.2015.
Тираж 100 шт. Заказ № 247
Издательско-полиграфический центр
ФГБОУ ВПО «ТГТУ»
392000, г. Тамбов, ул. Советская, д. 106, к. 14.
Тел./факс (4752) 63-81-08, 63-81-33.
E-mail: izdatelstvo@admin.tstu.ru