Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Томский Политехнический Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

&_БАКАЛАВТАМ_(Эл.маг.)_[2014] / УП_ЛК_(Эл. маг.-УКОРОЧЕННЫЙ- Гл. 1-10)_[2008]

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

29.05.2015

Размер:

7.26 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 23 / 183 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 > Следующая >>>

(110 кВ) и к ступени 1, если сопротивление определено по его номинальному напряжению низкой стороны (6 кВ).

Найденные для схемы замещения токи и напряжения являются реальными только для той части схемы, ступень напряжения которой принята в качестве основной. Истинные токи и напряжения на других ступенях схемы находятся обратным пересчетом по выражению (2.15) и

(2.16).

Приведение параметров в относительных базисных единицах

При расчете параметров в относительных единицах целесообразно придерживаться определенной последовательности действий.

1.Пронумеровать ступени трансформации, принимая за первую– ступень КЗ. В сложной схеме разным номерам ступеней может соответствовать одно и то же номинальное напряжение.

2.Принять базисную мощность ( Sб ) единую для всей схемы. Для

удобства вычислений принимают Sб = 100; 1000 МВА. На ступени ко-

роткого замыкания принять базисное напряжение равное её действительному (рабочему напряжению). Как правило, действительное напряжение нормального режима, который предшествовал КЗ, не известно. В этих условиях рекомендуется принять U б1 U ном или 1.05U ном .

По известному значению U б 1 и коэффициентам трансформации ki по (2.15) рассчитать базисные напряжения для других ступеней. Применительно к схеме, изображенной на рис. 2.1, имеем:

U 2

U б 1 U1

U б 2 U б 1k1

;

U 2

U 4

U б 3 U б 1 k1k2

U б 1

U б 2

(2.23)

U 3

При этом численные значения базисных напряжений должны быть близки к номинальным напряжениям соответствующих ступеней.

Базисный ток произвольной ступени определяются по выражению

I б i		Sб		.	(2.24)

	3U
			б i

3. По формулам (2.3) – (2.8) рассчитать в относительных базисных единицах все интересуемые величины. При этом, в каждом из указанных выражений базисные величины (U б , I б , Z б ) и величины, которые

необходимо представить в относительных единицах, должны относиться к одной и той же ступени трансформации.

Для параметров схемы на рис. 2.1 имеем:

U G2

номSб

;

(2.25)

G*б

G*ном SGномU б23

G*б

U б 3

UK %UТ2(В)ном

x l

;

(2.26)

Т2*б

100Sном

Uб22

L2*б

U б22

U K %U Т2

но м

% U

ном

б 1

. (2.27)

Т1*б

Р *б

100Sно м

U б21

100 I Р ном

U б 1

В рассмотренном примере при определении U б i

участвовали дей-

ствительные коэффициенты трансформации, заданные в качестве исходных величин. Такое приведение называется точным.

В практических расчетах применяется приближенное приведение параметров, позволяющее упростить выражения и уменьшить объем вычислений. Приближенное приведение параметров основано на том, что для каждой ступени трансформации устанавливают среднее номи-

нальное напряжение U ср. i 1.05U ном i , а именно:
0.23;	0.4;	0.69;	3.15;	6.3;	10.5;	13.8;	15.75;	18.0;
20.0;	24.0;	37.0;	115;	154;	230;	340;	515 (кВ).		(2.28)
При этом условно принимают, что номинальные напряжения всех
элементов,	находящихся на одной ступени, одинаковы и равны U ср .

этой ступени. Коэффициенты трансформации трансформаторов в этом случае равны отношению U (В)ср. U (Н)ср. или U (Н)ср. U (В)ср. . Благодаря принятому допущению в формулах для расчёта относительных сопротивлений генераторов, трансформаторов, двигателей и реакторов базисное напряжение ступени и номинальное напряжение элемента сокращаются.

Приведем последовательность действий при приближенном приведении параметров в относительных единицах.

1. Пронумеровать ступени трансформации, принимая ступень КЗ за первую.

2. Принять общую для всей схемы базисную мощность Sб = 100; 1000 МВА или иную удобную величину. Базисные напряже-

ния ступеней (U б i ) принять согласно стандартного ряда (2.28); базис-

ные токи рассчитать по формуле (2.24).

3. Рассчитать относительные параметры элементов схемы замещения на базе выражений (2.25) – (2.27) с учетом принятых допущений.

Применительно к тестовой схеме, изображенной на рис. 2.1, согласно стандартного ряда (2.28) имеем следующие значения базисных напряжений :U б1 6.3 кВ, U б2 115 кВ, U б3 10.5 кВ. С учётом принятого ранее допущения – равенстве номинального напряжения силового элемента и базисного в пределах одной ступени трансформации

– приводим формулы приближенного приведения параметров для расчёта сопротивлений:

генератора

G*б

G*ном

Sб

G*б

;

SGном

U б 3

трансформаторов Т2, Т1

xТ2*б

U K %Sб

xТ1*б

U K %Sб

;

100SТ2 ном

100S

Т1 но м

линий L2, L1

x l

Sб

R l

Sб

x l

Sб

;

L2*б

0 2 U б22

L1*б

0 1 U б21

L1*б

0 1 U б21

реактора

xР *б

xР %

I б 1

при

U Р ном 6 кВ ;

100

I Р ном

xР *б

xР % U Р ном I б 1

при

U Р ном 10 кВ .

100 I Р ном U б 1

Если параметры схемы замещения были приняты в относительных единицах, то расчётные значения тока КЗ, мощности, остаточных напряжений также получаются в относительных единицах. Для их перевода в именованные единицы необходимо найденные относительные величины тока, мощности, напряжения умножить на соответствующие базисные значения интересуемой ступени трансформации.

Отметим, что точность расчетов не зависит от используемой системы исчисления – именованной или относительной. Расчетные выражения для силовых элементов электрической системы применительно к именованной и относительной системе исчисления сведены в табл. 2.1.

Таблица 2.1

Расчётные выражения сопротивлений силовых элементов электрической системы при расчетах токов КЗ

			Расчетные выражения сопротивлений
Наименова-	Принципиальная	Схема замещения	Именованные	Относительные
ние элемента	схема	Схема замещения	Именованные	единицы (прибли-
ние элемента	схема		единицы	единицы (прибли-
			единицы	женное приведение)
				женное приведение)

U 2

Sб

Система

ср . н

кз

x x

Sб

Синхронный

xd*н

Sн

d*н

Sн

генератор,

синхронный

U 2

двигатель

xd xd*н

Sб

d*н

Sн

Асинхрон-

ный двига-

тель

xМ

I п*Sн

x 0 . 3 5

Sб

0 . 35

xН

Sн

Обобщенная

нагрузка

U н2

xН 1 . 2

xН

1 . 2

Sб

Sн

Трансформа-

U K %U н2

xТ

UK %Sб

тор

100Sн

Реактор

xР

xР %U н

xР

xР %U н I б

100I нU б

100

3I н

r0l

Sб

Воздушная

RL r0l

U б

или кабель-

xL x0l

Sб

ная линии

xL x0l

Uб2

Пример 2.1. Для заданной схемы ЭС (см. рис. 2.2) осуществить точное и приближенное приведение параметров схемы в именованных и относительных единицах. Определить начальный сверхпереходный ток (действующее значение) при трехфазном КЗ, считая, что генератор предварительно работал на холостом ходу с номинальным напряжением. Схема замещения для данного примера приведена на рис.2.3.

Рис. 2.2. Принципиальная схема ЭС (к примеру 2.1)

Параметры элементов схемы

Генератор Г : Sном 150				МВА , U ном 13.8
					кВ , xd 0.2 о.е.
Трансформаторы:
Т1:	Sном 120 МВА ,			231/121/13.8 кВ, U K (В-С) 11 % ;
U K (В-Н) 17 %,		U K (C-Н) 6 %;
Т2:	Sном 90 МВА ,		220/115/38.5 кВ, U K (В-С) 12 % ;
U K (В-Н) 20 % ,		U K (C-Н) 8 % ;
Т3:	Sном 20 МВА ,		35/6.6 кВ, UK 8 % ;
Т4:	Sном 60 МВА ,		110/11 кВ, U K 10.5 % .
Линии:
L1:		l 120 км, x0 0.4 Ом/км ;
L2, L3:		l 80 км ,		x0 0.4 Ом/км ;
L4:		l 20 км ,		x0 0.4 Ом/км ;
L5	(кабель): l 3 км ,			x0 0.08 Ом/км ,	R0 0.45 Ом/км .
Реактор Р:		U ном 10	кВ , I ном 0.3 кА ,		x 4 % .
				25

Рис. 2.3. Расчетная схема замещения

Решение 1. Точное приведение в именованных единицах.

Примем за основную ступень шины низкого напряжения трансформатора Т3 (U осн 6.6 кВ ). При учете действительных коэффици-

ентов трансформации получим следующие приведенные сопротивления

(см. рис. 2.3.), Ом:

						Uном2					n21n54n87								2									13.82										231					38.5				6.6 2
x1			xd																		0.2																												0.0775 ;
x1			xd					Sном													0.2																												0.0775 ;
								Sном																					150						13.8									220			35
						U K (Н)U (2В)ном											n54n87									2				6 2312											38.5				6.6			2
x2																																																	0.0291 ,
x2								100Sном1																									120																0.0291 ,
								100Sном1																					100				120								220					35
где U									0.5				U							U											) U													0.5 17 6 11 6 % ;
где U				K (Н)					0.5															K (С-Н																				0.5 17 6 11 6 % ;
				K (Н)									K (В-Н)											K (С-Н													K (В-С)
					U K (В)U ном2									(В)			n54n87								2				11 2312												38.5				6.6			2
x3																																																	0.0533,
x3								100Sном1																									120																0.0533,
								100Sном1																					100				120								220					35
где U									0.5				U							U												U												0.5 11 17 6 11 % ;
где U				K (В)					0.5														K (В-Н)																					0.5 11 17 6 11 % ;
				K (В)									K (В-С)										K (В-Н)													K (С-Н)
					U				U		2					n						2
x							K (С)				ном(В)								n								0 ,
x	4							100Sном1										54	n		87						0 ,
	4																	54			87

где U K (C) 0.5 U K (В-С) U K (С-Н) U K (В-Н) 0.5 11 6 17 0 ;
x			x l						n			n			2	0.4 120											38.5							6.6						2		0.0523 ;
x		5	x l						n	54		n	87		2	0.4 120																										0.0523 ;
		5			0 1					54			87																				35
																											220						35
					U K (В)U						(2Н)ном					n87					2					12 38.52													6.6					2
x6																																												0.0703;
x6							100Sном2																																					0.0703;
							100Sном2																			100 90														35
x7 0.0468 ,												x8 0 ;
																																26

x		x l				n				2 0.4 20														6.6				2			0.2845 ;
x	9	x l				n		87		2 0.4 20																					0.2845 ;
	9			0 4				87
																									35
x					U KU (2Н)ном											8 6.62								0.1742 ;
x																								0.1742 ;
10					100Sном3										100 20
					100Sном3										100 20
x					xР %		U ном												4 10										0.7707 ;
x																													0.7707 ;
11					100 3I ном									100							3 0.3
					100 3I ном									100							3 0.3
R12 R0 l5									0.45 3 1.35 ,																	x12 0.08 3 0.24 ;
x			x			x l						n				n				2			0.4 80											38.5			6.6			2		0.1275 ;
x			x			x l						n		56		n	87			2			0.4 80																			0.1275 ;
13				14				0 2						56			87
																																115						35
					U KU (2В)ном								n										2			10.5 110									2		38.5				6.6			2
x																		n																										0.0844 .
x															56			n	87																									0.0844 .
15					100Sном4										56				87									100 60
					100Sном4																							100 60									115					35
			Фазная ЭДС и результирующие сопротивления до точки K1:
										U ном					n21n54n87																13.8				231					38.5			6.6
					Eq																																								4.4064 кВ ;
																																								220
												3																					3
												3																					3		13.8								35
				x1 x1 x2 x3 x5 x6 // x4 x13 x14 x8
										x7 x9 x10 x11 x12 1.7269;

				R		R					1.35 ,									Z		1								R	2		x 2			2.192 .
					1			12														1								1					1
			Начальный ток в точке K1, приведенный к ступени КЗ (6.6 кВ),
																																	4.4061
																											Eq						4.4061						2.01 кА .

																				I K1							Z1						2.192
																											Z1						2.192

Результирующее сопротивление схемы до точки K2

x2 x1 x2 x4 x13 // x3 x5 x6 x8 x14 x15 0.28077 .

Начальный сверхпереходный ток в точке K2, приведенный к ступени напряжения U 6.6 кВ, составляет

		4.4061
	Eq		15.693 кА

I K 2	x2	0.28077

и приведенный к ступени КЗ (11 кВ), по выражению (2.16), –

		1		110	38.5	6.6
		1		110	38.5	6.6
			15.693				9.907 кА .

I K 2	I K 2	k10,9k65k78
		k10,9k65k78		11	115	35
			27

2.Приближенное приведение в именованных единицах.

Всоответствии со шкалой средних номинальных напряжений (U ср ) ступеней трансформации для рассматриваемой схемы имеем:

U1 13.8 кВ,	U 2 U 4 230 кВ,	U3 U 6 U9 115 кВ;
U5 U 7 37 кВ,	U8 6.3 кВ ,	U10 10.5 кВ .

Находим сопротивления элементов схемы, приведенные к ступени 6.3 кВ, в Омах:

		U ср2	n81	2		13.82	6.3	2
x1	xd				0.2			0.0529 ;
		Sном
						150	13.8

		x2		U K (Н)U (2В)ср.				n82		2				6 230		2				6.3 2	0.0198 ;

				100Sном1
				100Sном1								100 120						230
				U K (В)U 2В ср.				n82		2			11 2302							6.3 2
		x3																				0.0364 ;
		x3		100Sном1																		0.0364 ;
				100Sном1										100 120						230
		x	0 ,			x	x l		n	2 0.4 120										6.3 2	0.036 ;
		x	0 ,			x	x l		n	2 0.4 120											0.036 ;
		4				5	0 1		84
																			230
x		U K (В)U ср2 .8				12 6.32			0.053				,		x	UK (Н)Uср2 .8								8 6.32		0.035 ;
x	6								0.053				,		x											0.035 ;
	6	100Sном2				100 90									7		100Sном2							100 90
		100Sном2				100 90											100Sном2							100 90
										6.3				2									8 6.32
		x8 0,			x9 0.4 20										0.232 ,					x10					0.1588 ;
		x8 0,			x9 0.4 20										0.232 ,					x10					0.1588 ;
											37											100 20

x		xР %		U ном					4 10			0.7707 ;
x												0.7707 ;
11	100		3I ном				100				3 0.3
	100		3I ном				100				3 0.3
R12 0.45 3 1.35 ,								x12			0.08 3 0.24 ;
x13 x14 0.4 80						6.3			2	0.096 ,			x15		10.5 6.3		2	0.0695.

															100	60
						115									100	60
Фазная ЭДС генератора
					U ном		n81			13.8		6.3
		Eq												3.64 кВ .

					3						3
					3						3	13.8

Находим результирующие сопротивления схемы до точек КЗ:

K1: R1 1.35,	x1 1.585,	Z1 2.082 и K2:	x2 0.2092 .
		28

Определяем начальный сверхпереходный ток в точке K1:

									3.64
						Eq			3.64		1.75 кА .

		I K1				Z1			2.082
						Z1			2.082
Начальный сверхпереходный ток в точке K2, приведённый к
напряжению U 6.3 кВ, составляет
									3.64
				Eq					3.64	17.608 кА

		IK 2		x2				0.2092
				x2				0.2092
и приведенный к напряжению ступени КЗ (10.5 кВ)
					1						6.3
					1		17.608				6.3	10.56 кА .


	I K 2	I K 2	n								10.5
			10,8
3. Точное приведение в относительных единицах.
3.1. Присвоим ступеням трансформации номера от 1 до 6, как по-
казано в табл. 2.2.
														Таблица 2.2

U ном (кВ)	6	35							220		110		13.8		10
ступени	6	35							220		110		13.8		10
ступени

№ ступени	1	2							3			4	5		6
U б (кВ) сту-	6.6	35							200		104.5		11.95		10.45
пени	6.6	35							200		104.5		11.95		10.45
пени

I б (кА) сту-	87.58														55.3
пени	87.58														55.3
пени

За базисную мощность примем Sб 1000 МВА, за базисное

напряжение первой ступени – номинальное напряжение трансформатора Т3: U б1 6.6 кВ. По соотношению (2.15) рассчитаем базисные

напряжения других ступеней, используя заданные коэффициенты трансформации:

6.6

35 кВ ,

220

200 кВ ;

б2

б1

б3

6.6

б2 45

38.5

200

115

104.5

кВ, U

200

13.8

11.95 кВ;

б4

б3 64

220

б5

б3 12

231

104.5

10.45 кВ .

б6

б4

10,4

110

Базисные токи определяем только для ступеней КЗ (кА):

I б1		Sб	1000	87.58 ,	I б6		Sб		1000	55.3 .

	3U б1		3 6.6			3U			3 10.45
								б6
Для удобства поместим полученные U б								и I б в табл. 2.2.

3.2. Рассчитаем сопротивления элементов схемы замещения в относительных единицах для принятых базисных условий:

												Sб		U Г(ном) 2																									1000									13.8							2
				x1																													0.2																							1.778 ;
				x1		xd					Sном								U б5														0.2																							1.778 ;
											Sном								U б5																				150								11.95
								U K (Н)S						б			U (В)ном												2								6 1000												231				2
				x2																																																			0.667 ;
				x2																		U б3														100 120																			0.667 ;
							100Sном1															U б3														100 120											200
								U K (В)Sб								U (В)ном												2							11 1000														231				2
				x3																																																			1.223 ;
				x3																		U б3													100 120																				1.223 ;
						100Sном1																U б3													100 120												200
x				U K (С)Sб U (В)ном 2																				0,								x					x l								S		б			0.4 120								1000		1.2 ,
	4																																	5													б

																																							0 1				U б23															2002
			100Sном1										U б3																														U б23															2002
где		U K (Н) 6 % ,												U K (В)										11 %,														U K (С)									0 %								(см. п.1 примера);
				x6					U K (В)S					б				U (Н)ном												2							12 1000													38.5					2	1.613 ;

																						U б2															100 90
							100Sном2															U б2															100 90															35
										U K (Н)Sб											U			(Н)ном									2							8 1000												38.5				2
					x7																																																				1.075			;
					x7																			U б2																100 90																	1.075			;
										100Sном2														U б2																100 90												35
				x	8	0 ,							x		x l										Sб						0.4 20														1000						6.53;
				x		0 ,							x		x l																0.4 20																				6.53;
														9								0 4 U б22																					352
									U K Sб									U (Н)ном												2							8 1000										6.6						2
				x10																																																		4.0 ;
				x10																		U б1															100																	4.0 ;
									100Sном3													U б1															100				20						6.6
				x					xР % I б1							U ном											4 87.58 10															17.693 ;
				x																																						17.693 ;
			11						100I ном									U б1								100 0.3 6.6
									100I ном									U б1								100 0.3 6.6
R			R l						Sб				0.45 3										1000							30.992 ,														x				0.08 3									1000		5.51;
R			R l										0.45 3																	30.992 ,														x				0.08 3											5.51;
	12				0 5 U б21																6.62																						12													6.62
				x		x						x l								Sб				0.4 80														1000								2.93 ;
				x		x						x l												0.4 80																						2.93 ;
			13				14						0 2 U б24																								104.52
																																			30

<<< < Предыдущая 1 23 / 183 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке &_БАКАЛАВТАМ_(Эл.маг.)_[2014]

#
29.05.201595.23 Кб51ПРОГР. ТКЗ (Экзам.).doc
#
29.05.20157.26 Mб97УП_ЛК_(Эл. маг.-УКОРОЧЕННЫЙ- Гл. 1-10)_[2008].pdf
#
29.05.2015725.44 Кб44ЦВЕТНОЙ МУ по ЛБ Эл. маг -09..pdf

&amp;_БАКАЛАВТАМ_(Эл.маг.)_[2014] / УП_ЛК_(Эл. маг.-УКОРОЧЕННЫЙ- Гл. 1-10)_[2008]

&_БАКАЛАВТАМ_(Эл.маг.)_[2014] / УП_ЛК_(Эл. маг.-УКОРОЧЕННЫЙ- Гл. 1-10)_[2008]