Контрольные задания по дисциплине сд.7. «Электромагнитные переходные процессы»

ВАРИАНТ № 1

Задание 1

Каким образом определяются параметры системы и режима в относительных единицах?

Задание 2

Какими схемами замещения могут представляться двухобмоточный и трехобмоточный трансформаторы?

Задание 3

Какие элементы системы в электроустановках выше 1 кВ проверяются по условиям короткого замыкания согласно ПУЭ?

Задание 4

Какое воздействие на электрические аппараты оказывает протекание тока короткого замыкания?

Задание 5

Задача

ВАРИАНТ № 2

Задание 1

Как определяется начальное значение сверхпереходной ЭДС генератора, асинхронного двигателя?

Задание 2

Какими схемами замещения могут представляться автотрансформатор

и двухобмоточный трансформатор с ращепленной обмоткой низшего напряжения?

Задание 3

Какие элементы системы в электроустановках до 1 кВ проверяются по условиям короткого замыкания согласно ПУЭ?

Задание 4

Какова роль синхронных и асинхронных электродвигателей в начальный момент переходного процесса, влияет ли их наличие на величину тока короткого замыкания?

Задание 5

задача

ВАРИАНТ № 3

Задание 1

Какими сопротивлениями вводятся элементы электрической системы для определения токов прямой и обратной и нулевой последовательностей?

Задание 2

Какими схемами замещения может представляться генератор (в зависимости от каких условий)?

Задание 3

В каких случаях при определении периодической составляющей тока короткого замыкания учитывается активное сопротивление элементов сети согласно ПУЭ?

Задание 4

Какие последствия в электрической системе может вызвать протекание тока короткого замыкания?

Задание 5

задача

Эталонные решения

на контрольные задания по дисциплине СД.7.

«Переходные электромагнитные процессы в электроэнергетических системах»

ВАРИАНТ № 1

Задание 5

Для схемы, показанной на рис.1., составить схему замещения, выразив ее элементы в системе относительных единиц при точном приведении. Вычислить начальное значение периодической слагающей тока при трехфазном коротком замыкании в точке К, ударный ток.

G

Т

К

Рис. 1. Исследуемая система

Исходные данные:

генератор G: S_н = 120 МВА, U_н = 10,5 кВ, = 0,19. Генератор предварительно работает с номинальным напряжением и нагрузкой, равной 80 % его номинальной мощности при cosφ_н= 0,8, Т_а = 0,3 с

Трансформатор Т: S_н = 125 МВА, U_нн = 10,5 кВ, U_вн = 242 кВ, U_к = 11 % ; Х_т/R_т = 32.

Решение

Примем за базисную мощность S_б = 125 МВА и базисное напряжение на I ступени U_бI = 10,5 кВ. Тогда на II ступени U_бII = U_бI/К_АТ = 10,5242/10,5 = 242 кВ. Базисный ток на ступени, где произошло КЗ равен

Сверхпереходное сопротивление генератора Г:

=

Активное сопротивление генератора R_г =

Индуктивное сопротивление трансформатора:

=

Активное сопротивление трансформатора

R_т =

Напряжение генератора в нормальном режиме ;

Рабочий ток генератора

Сверхпереходная ЭДС генератора:

= 1 + 0,80,190,6 = 1,09.

Результирующее сопротивление

0,19 + 0,11 = 0,3

0,002 + 0,003 = 0,005

Постоянная затухания апериодического тока

Т_а

Ударный коэффициент

К_уд =

Начальное значение периодической слагающей тока короткого замыкания

или в именованных единицах

Ударный ток = 1,92·1,41·3,63 = 9,827

Или

ВАРИАНТ № 2

Задание 5

При установившемся режиме трехфазного короткого замыкания за сопротивлением Х_вн определить режим работы генератора с АРВ и ток в месте короткого замыкания (рис.2).

G

Х_вн

КН

К

Рис. 2. Исследуемая система

Исходные данные:

генератор G: S_н = 120 МВА, U_н = 10,5 кВ, = 1,9. Генератор предварительно работает с номинальным напряжением при cosφ_н= 0,8. Генератор снабжен АРВ и его предельный ток возбуждения I_fпр* = 3,8.

Реактивность, отнесенная к номинальным условиям генератора Х_вн(н)* = 0,6.

Комплексная нагрузка: S_нагр = 50 МВА.

Решение.

Проведем решение в относительных единицах, принимая за базисные условия номинальные величины генератора, т.е. базисную мощность S_б = 125 МВА и базисное напряжение U_бI = 10,5 кВ. Базисный ток

Сопротивление генератора:

=

Сопротивление нагрузки

Результирующее сопротивление

критическое сопротивление

Внешнее сопротивление по отношению к генератору

поскольку , то генератор работает в режиме предельного возбуждения и вводится в схему замещения предельной ЭДС и сопротивлением

ток в месте короткого замыкания

или в именованных единицах

ВАРИАНТ № 3

Задание 5

На рис. 1 показана электрическая система, состоящая из источника бесконечной мощности С напряжением U_с = 230 кВ, автотрансформатора АТ, генератора Г, двух одинаковых трансформаторов Т-1, Т-2, линии Л и асинхронного электродвигателя АД1.

С

К Г

АТ

Л

АД

Рис. 1. Исследуемая система

Исходные данные: автотрансформатор АТ: S_н = 180 МВ×А, U_вн = 121 кВ, U_сн = 13 кВ, U_нн = 6 кВ; генератор Г: S_н = 100 МВ×А, U_н = 6,6 кВ, Х²_d = 0,25; линия Л: длина l = 75 км, Х₀= 0,4 Ом/км; двигатель АД: U_н = 10 кВ. На шинах генератора произошло трехфазное КЗ.

Требуется составить полную схему замещения, определить базисные условия для решения задачи в системе относительных единиц при точном приведении.

Решение

На рис. 2 приведена схема замещения исследуемой сети.

На схеме замещения обозначения сопротивлений следующие: обмоток АТ: высокого напряжения: Х_{в ;}среднего -Х_с и низкого Х_н; генератора Г: Х²_d; линии Л: Х_л.; двигателя АД: Х_д1

Примем за базисную мощность S_б = 1000 МВ×А и базисное напряжение на I ступени (шины двигателя АД) U_бI = 10 кВ. Тогда базисные напряжения на остальных ступенях вычисляются по формулам и равны:

На II ступени (шины системы) U_бII = U_бI/К_атв-н = 10×121/13 = 93 кВ;

На III ступени (шины генератора) U_бIII = U_бI К_атв-с = 10×6/13 = 4,6 кВ.

Е_с

К Е²_q

X_в

X_с X_н Х²_d

X_Л

X_д1

Е²_д1

Рис. 2. Схема замещения исследуемой системы

Базисные токи на I ступени I_бI = S_б/Ö3U_бI = 1000/Ö3×10 = 57,8 кА

на II ступени I_бII = S_б/Ö3U_бII = 1000/Ö3×93 = 6,3 кА

на III ступени I_бIII = S_б/Ö3U_бIII = 1000/Ö3×4,6 = 125,66 кА

14