ЛБ Расчет токов трехфазного короткого замыкания
.docx
Министерство науки и высшего образования Российской федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» |
Инженерная школа энергетики
Направление 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника»
Отделение Электроэнергетики
Отчет по лабораторной работе
«Расчет токов трехфазного короткого замыкания»
Вариант 1
Выполнил:
Студент группы 5А6А ___________ Абдуллаев Б.С.
(дата, подпись)
Проверил преподаватель: _________ Космынина Н.М.
(дата, подпись)
Томск – 2019
Рисунок 1 – Структурная схема ТЭС
Таблица 1 – Характеристики турбогенераторов
|
Генератор типа 1 |
Генератор типа 2 |
Маркировка (тип) |
ТФ-32-2 У3 |
ТФГ-20-2 У3 |
Pном, МВт |
32 |
20 |
Uном, кВ |
6,3 |
6,3 |
Cos F |
0,8 |
0,8 |
Iном, кА |
2,2 |
1,375 |
X’’d |
0,153 |
0,131 |
Xd |
2,648 |
2,07 |
X2 |
0,187 |
0,16 |
Ta(3), c |
0,212 |
0,171 |
Таблица 2 – Характеристики трансформатора
Тип |
Sном , МВ∙А |
Uнн, кВ |
Uсн, кВ |
Uвн, кВ |
ΔPк, кВт |
uк, % |
||
ВН-СН |
ВН-НН |
СН-НН |
||||||
ТДТН-40000/110 |
40 |
6,6 |
38,5 |
115 |
200 |
10,5 |
17,5 |
6,5 |
Таблица 3 – Данные поэнергосистемe
Напряжение, кВ, 110 |
Мощность короткого замыкания энергосистемы, МВ*А, 2200 |
Коэффициент ударный, о.е., 1,71 |
Таблица 4 – Данные по линиям связи энергообъекта с энергосистемой
Напряжение, кВ, 110 |
Число линий связи объекта с энергосистемой – 2 |
Длина одной линии связи, км, 150 |
Сечение сталеалюминиевого провода, мм*мм, - 185/29 |
Количество проводов в фазе – |
Отношение Х0 / Х1 для линии связи – 1,9 |
Дополнительные сведения:
|
Таблица 5 – Параметры реакторов
Тип |
Uном, кВ |
Номинальное индуктивное сопротивление, Ом |
Длительно допустимый ток при естественном охлаждении, А |
Номинальные потери на фазу, кВт |
Ток электродинамической стойкости, кА |
Характеристики термической стойкости |
|
Ток, кА |
Доп. время действия, с |
||||||
РБДГ 10-4000-0,18У3 |
10 |
0,18 |
3200 |
27,7 |
65 |
25,6 |
8 |
Протокол расчетов программы GTCURR:
Kафедра Электрических станций МЭИ, прoграмма GTCURR
Расчет для данных из файла work.tkz при S б = 1000. MBA
------------------------------------------------------------------
Нoмер Обозначение Исхoдные параметры Расчетные параметры
эл-та элемента элемента R,o.e. X,o.e. E,o.e.
1 Генератор G1 P нoм = 32. MBт .0574 3.825 1.099
X" = .153 o.е.
T а = .212 с
COS(FI) = .80
2 Генератор G2 P нoм = 20. MBт .0142 5.240 1.084
X" = .131 o.е.
T а = 1.171 с
COS(FI) = .80
3 Генератор G3 P нoм = 20. MBт .0142 5.240 1.084
X" = .131 o.е.
T а = 1.171 с
COS(FI) = .80
4 Трансформ. T1 S нoм = 40. MBA .0722 2.525
U вс = 10.5 % -1.9482-68.188
U вн = 17.5 % .0453 1.586
U сн = 6.5 %
P вс = 200. кВт
P вн = 200. кВт
P сн = 200. кВт
5 Трансформ. T2 S нoм = 40. MBA .0722 2.525
U вс = 10.5 % -1.9482-68.188
U вн = 17.5 % .0453 1.586
U сн = 6.5 %
P вс = 200. кВт
P вн = 200. кВт
P сн = 200. кВт
6 Реактор R1 I нoм = 3200. A .0682 4.535
X = .180 Oм
P пoт = 27.7 кBт
U ср.нoм = 6.3 кB
7 Реактор R2 I нoм = 3200. A .0682 4.535
X = .180 Oм
P пoт = 27.7 кBт
U ср.нoм = 6.3 кB
8 Линия L1 l = 150.0 кM 1.8034 4.684
X = .413 Oм/кM
R = .1590 Oм/кM
U ср.нoм = 115.0 кB
Числo цепей 1.
9 Линия L2 l = 150.0 кM 1.8034 4.684
X = .413 Oм/кM
R = .1590 Oм/кM
U ср.нoм = 115.0 кB
Числo цепей 1.
10 Система S S нoм = 2200. MBA .0496 .455 1.000
X с = 1.000 о.е.
Куд = 1.710
КЗ 1 в узле сo средним нoминальным напряжением 6.3 кВ
Элем.R экв,oе X экв,oе T а, с I пo, кА i уд, кА
1 26.3 72.7
6 12.1 32.4
7 12.1 32.4
KЗ .449E-01 1.82 .129 50.5 137.
Токи в ветвях
Элем. Uср.ном. T а, с I пo, кА I уд, кА
1 6.3 1.171 26.3 72.7
2 6.3 .212 8.5 23.2
3 6.3 1.171 8.5 23.2
10 6.3 .328E-01 7.25 16.2
Рисунок 2 – Структурная схема ТЭС с указанием места повреждения
Таблица 6 – Результаты расчёта режима трёхфазного КЗ программой GTCURR
Обозначение точки КЗ;описание места повреждения |
Источник |
Параметры режима трёхфазного КЗ |
|||
Kу |
|||||
K1 – Выводы генератора G2 |
G1 |
26,3 |
0,4 |
1,975 |
72,7 |
G2 |
8,5 |
3,79 |
1,997 |
23,2 |
|
G3 |
8,5 |
3,79 |
1,997 |
23,2 |
|
Система |
7,25 |
0,0328 |
1,737 |
16,2 |
|
Суммарное значение |
G1+ G2+ G3+ Система |
50,55 |
0,218 |
1,955 |
135,3 |
Ку – ударный коэффициент, зависящий от постоянной времени затухания апериодической составляющей тока КЗ Та
-
Аналитический расчет
Для аналитического расчета принимаем следующие базисные условия для расчёта параметров схемы замещения в относительных единицах:
Базисные величины:
-
базисная мощность (полная мощность в МВ·А) – любая величина, удобная для расчетов;
-
базисное напряжение (линейное в кВ) – среднее номинальное напряжение места повреждения.
Расчетные формулы для сопротивлений трансформаторов, генераторов, реакторов линий:
-
Система:
-
Линия связи:
где для АС 185/29 x0=0,413 Ом/км и L=150 км
-
Турбогенератор G1:
-
Турбогенераторы G2 и G3:
-
Трансформаторы связи Т1 и Т2:
-
Реактор ЛР
Произведем расчет для трехфазного короткого замыкания для точки K1(3) (ГРУ 6,3 кВ).
Рисунок 3 – Первоначальная схема замещения
Рисунок 4 – Преобразование схемы замещения
Рисунок 5 – Преобразование схемы замещения
Рисунок 6 – Преобразование схемы замещения
Рисунок 7 – Преобразование схемы замещения
Значение начальной периодической составляющей тока КЗ по ветвям:
Суммарное значение периодической составляющей тока КЗ:
Сравним результаты расчёта программы GTCURR и аналитического расчета.
Таблица 7 – Результаты расчёта режима трёхфазного КЗ
Обозначение точки КЗ; описание места повреждения |
Источник |
Параметры режима трёхфазного КЗ |
|
GTCURR |
Аналитический |
||
K1 – ГРУ 6,3 кВ |
G1 |
26,3 |
26,33 |
G2+G3 |
17 |
15,09 |
|
Система |
7,25 |
10,387 |
|
Суммарное значение |
|
50,55 |
51,807 |
Проведя сравнительный анализ программного и аналитического расчета можно сделать вывод о незначительном отклонении результатов аналитического расчета от программного, такое отклонение обусловлено допущениями, принятыми в рамках аналитического расчета (не учет активных сопротивлений). Таким образом, программный расчет является более точным
Вывод: В результате выполнения лабораторной работы ознакомились с программой GTCURR, предназначенной для исследования режимов трехфазного короткого замыкания в электрических схемах высокого напряжения различных конфигураций. В ходе выполнения лабораторной работы при помощи встроенных инструментов была составлена схема замещения заданной ТЭС, введены параметры основных элементов схемы и проведено измерение токов короткого замыкания для точки К1 на выводе турбогенератора G1. Полученные данные измерений приведены в протоколе программы и сведены в таблицу. Так же был произведен аналитический расчет короткого замыкания, для чего была составлена схема замещения и проведен расчет в относительных единицах базисной мощности 1000 МВ·А. В результате аналитический расчет совпал с программным учитывая методологические погрешности, так в аналитическом расчете не были учтены активные сопротивления основного оборудования.