МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ЗАПОРІЗЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА ЕПП

ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА ДО КУРСОВОГО ПРОЕКТУ

З ДИСЦИПЛІНИ «ЕЛЕКТРОМАГНИТНІ ПЕРЕХІДНІ ПРОЦЕСИ»

Виконав: студент екстерну С.М. Дубко

Перевірив

м. Запоріжжя

2011 р.

Завдання

Схема №6

Варіант №17

Система: Iк⁽³⁾ = 62кА; Sном = 2000 МВА

ЕС1: генератори: n=2шт.; S=125 МВА; тр-ри: S=125 МВА

ЕС1: генератори: S=31,25 МВА

115 кВ

80 км

~

Δ

~

Y

Δ

Y

80 км

Y

ЕС1

ЕС2

L

~

~

Δ

Y

Δ

Y

40км

30км

Y

Kз

(3)

K₄

(1)

~

60км

37км

1

ЗМІСТ

Завдання

Зміст

Вступ

1. Вибір відсутніх параметрів електрообладнання

2. Розрахунок струмів трифазного кз в електроустановках напругою

вищою за 1 кВ

3. Розрахунок струмів несиметричного кз в електроустановках напругою

вищою за 1 кВ

4. Розрахунок струмів кз методом вузлових потенціалів

Висновок

Перелік використаної літератури

2

ВСТУП

В електроенергетичних системах виникають короткі замикання (кз) та інші порушення нормального режиму роботи, які викликають появу електромагнітних перехідних процесів. На підставі розрахунків і досліджень електромагнітних перехідних процесів вирішуються практично всі можливі питання проектування та експлуатації систем електроспоживання. Розрахунок коротких замикань в електроустановках потрібен для вибору електрообладнання, як силового так і обладнання вторинної комутації.

3

1. Вибір відсутніх параметрів електрообладнання

Варіант №17, схема №6

ЕС2

~

Δ

115 кВ

Y

Δ

Y

Δ

Δ

Y

Y

80 км

40км

30км

80 км

Y

ЕС1

Т3

Т2

Т1

G3

G4

Т4

G1

G2

Y

60км

37км

Kз

K₄

(1)

(3)

C

~

L

~

~

~

Рисунок 1.1 — Розрахункова схема.

Таблиця 1.1 — Данні генераторів.

-	-	Тип	cos φ	Uном	Iном	Sн	Xd''	X2	Ta	-
-	-	-	-	кВ	кА	МВА	о.е.	о.е.	с	-
EC1	G1	ТФ-120-2У3	0,8	10,5	6,875	125	0,192	0,234		-
EC1	G2	ТФ-120-2У3	0,8	10,5	6,875	125	0,192	0,234		-
EC2	G3	ТВС-32Т3	0,8	10,5	1,718	31,25	0,130	0,159		-
EC2	G4	ТВС-32Т3	0,8	10,5	1,718	31,25	0,130	0,159		-

4

Вибираємо реактор на ЕС2: РБ10-1000-0,14У3 згідно з умови:

Iн = 1/2I_G3 = 1/2*1,718

Опір лінії: Х₀ = 0,4 Ом/км

Параметри системи: Iк⁽³⁾ = 62 кА; Sном с = 2000 МВА

Таблиця 1.2 — Данні трансформаторів.

-	-	Тип	Sном	Uк	Uнн	Uсн	Uвн
-	-	-	МВА	%	кВ	кВ	кВ
EC1	Т1, Т2	ТРДЦН-125000/110	125	11	10,5	-	115
EC2	Т3, Т4	ТДТН-40000/110	40	Uквнсн = 10,5 Uквннн = 17,5 Uксннн = 6,5	11	38,5	115

5

2. Р

   E_G3''

   

   1,083

   E_G4''

   

   1,083

   X_G3/4,16

   X_G4/4,16

   X_L

   1,4

   X_T3^HH/3,375

   X_T4^HH/3,375

   X_T3^BH/2,875

   X_T4^BH/2,875

   X_Л1/2,42

   X_Л2/2,42

   X_T1

   0,88

   X_G1

   1,54

   E_G1''

   1,126

   

   E_G2''

   1,126

   

   1,54

   X_G2

   0,88

   X_T2

   X_Л3

   X_Л4

   К₃⁽³⁾

   ОЗРАХУНОК СТРУМІВ ТРИФАЗНОГО КЗ В ЕЛЕКТРОУСТАНОВКАХ НАПРУГОЮ ВИЩОЮ ЗА 1 кВ

1,21

0,91

E_С''

1

X_С

0,25

X_Л5

0,125

К₄⁽¹⁾

37кВ

115кВ

X_Т4^СН

X_Т3^СН

0,125

17,53

Рисунок 2.1 — Схема заміщення.

2.1 Знаходимо базисний струм на базисному ступені напруги. (S_б приймаємо 1000 МВА)

I_б = S_б /√3* U_б

I_б = 1000 /√3* 115 = 5,02

де S_б = 1000 МВА — базисна потужність,

U_б - базисна напруга, на якій сталося кз.

2.2 Опір генераторів G1, G2

X_G1 = X_G2 = X_d''*( S_б/S_ном)

X_G1 = X_G2 = 0,192*( 1000/125) = 1,54, в.о.

де S_ном — номінальна потужність генератора, МВА.

2.3 Опір генераторів G3, G4

X_G3 = X_G4 = X_d''*( S_б/S_ном)

X_G3 = X_G4 = 0,13*( 1000/31,25) = 4,16.

6

4. Опір трансформаторів Т1, Т2

X_Т1 = X_Т2 = (Uк%/100)*( S_б/S_ном);

X_Т1 = X_Т2 = (11/100)*(1000/125) = 0,88.

де Uк% - напруга кз %;

S_ном — номінальна потужність трансфоматора, МВА.

2.5 Опір трансформаторів Т3, Т4

Uкв% = 0,5*(Uкв-с% + Uкв-н% - Uкс-н%);

Uкс% = 0,5*(Uкв-с% + Uксн% - Uквн%);

Uкн% = 0,5*(Uквн% + Uксн% - Uкв-с%);

Uкв% = 0,5*(10,5+17,5-6,5) = 11,5%;

Uкс% = 0,5*(10,5+6,5-17,5) = -0,5%;

Uкн% = 0,5*(17,5+6,5-10,5) = 13,5%;

X_*В = (Uкв%/100%)*( S_б/S_ном);

X_*В = (11,5/100)*(1000/40) = 2,875;

X_*С = (Uкс%/100%)*( S_б/S_ном);

X_*С = (-0,5/100)*(1000/40) = 0,125;

X_*Н = (Uкн%/100%)*( S_б/S_ном);

X_*Н = (13,5/100)*(1000/40) = 3,375.

2.6 Опір лінії W1, W2, W3, W4, W5.

X_W = Xo*l*(S_б/U²_ном);

де Хо — питомий індуктивний опір, Ом/км,

l – довжина лінії, км,

U_ном = середня номінальна напруга лінії, кВ.

X_W1 = 0,4*80*(1000/115²) = 2,42;

X_W2 = 0,4*80*(1000/115²) = 2,42;

X_W3 = 0,4*40*(1000/115²) = 1,21;

X_W4 = 0,4*30*(1000/115²) = 0,91;

X_W5 = 0,4*60*(1000/37²) = 17,53.

7

7. Опір системи

X_C* = S_б / (√3* I_КС'' * U_НОМС );

X_C* = 1000/(√3*62*37) = 0,25.

8. Визначення надпереходної ЕРС G1 та G2

Е _*G1,2 =√ (U+I*X_d''*sinφ)² + (I*X_d''*cosφ)² ;

c osφ = 0,8; sinφ = √1- cos ²φ = √1-0,8² = 0,6;

де φ — cos кута зсуву фаз.

Е _*G1,2 =√ (1+1*0,192*0,6)² + (1*0,192*0,)² = 1,126

9. Визначаємо надперехідну ЕРС G3 та G4

Е _*G3,4 =√ (U+I*X_d''*sinφ)² + (I*X_d''*cosφ)² ;

Е _*G3,4 =√ (1+1*0,13*0,6)² + (1*0,13*0,)² = 1,083

2.10 Опір реактора

X_L = X_НОМ*(S_б/U²_ном);

X_L = 0,14*(1000/10²) = 1,4

Е_ЕС2

Х_ЕС2

3,77

Х_Т3,4^ВН

1,4375

Х_EC1

1,78

Х_W

1,21

Е_ЕС1

1,126

X_∑C

2.11 Розрахунок надперехідного струму в Кз⁽³⁾

17,8425

Е_С

1

К₃⁽³⁾

1,084

(X_G3 + X_T3^HH)*(X_G4 + X_T4^HH)

X_EC2 = ;

(X_G3 + X_T3^HH)+(X_G4 + X_T4^HH)

7,54*7,54

X_EC2 = = 3,77;

7,54+7,54

8

X_T3,4^BH = X_BHT3/2;

X_T3,4^BH = 2,875/2 = 1,438

X_∑С = X_CH/2 + X_W5 + X_С;

X_∑С = 0,0625 + 17,53 + 0,25 = 17,8425;

X_W1*X_W2*(X_W3+X_W4)

X_W = ;

X_W1 +X_W2+(X_W3+X_W4)

2,42*2,42*(1,21+0,91)

X_W = = 1,78;

2,42+2,42+1,21+0,91

X^EC1 = (X_G1 + X_T1)/2;

X^EC1 = (1,54+0,88)/2 = 1,21;

E^EC1 = X^EC1*(E_G1*(X_G1 + X_T1) + E_G1*(X_G2 + X_T2));

E^EC1 = 1,21*(1,126/2,42+1,126/2,42) = 1,126;

E^EC2 = X^EC2*(E_G3/(X_T3^НН + X_G3)*2;

E^EC2 = 3,77*(1,083/7,535)*2 = 1,084.

X^EC2+С = (X_EC2*X_∑С)/((X_EC2 +X_∑С) + X_T3,₄^ВН + X_W;

X^EC2+С = (3,77*17,843)/(3,77+17,843)+1,438+1,78 = 6,33;

Е^EC2+С = (X_EC2*X_∑С)/((X_EC2 +X_∑С)*(E^EC2/X_EC2 + Е_С/X_∑С);

Е^EC2+С = (3,77*17,84)/(3,77+17,84)*(1,084/3,77+1/17,84) = 1,08

9

Х_РЕЗ = (X^EC2+С*X_EC1)/(X^EC2+С +X_EC1) ;

Х_РЕЗ = (6,33*1,21)/(6,33+1,21) = 1,016;

Е_РЕЗ = Х_РЕЗ *(Е^EC2+С/X^EC2+С + Е^EC1/X^EC1);

Е_РЕЗ = 1,016*(1,08/6,33 + 1,126/1,21) = 1,12.

2.12 Надперехідний струм кз

I'' = Е_РЕЗ''/Х_РЕЗ;

I'' = 1,12/1,016 = 1,1024

I''*I_б = 1,1024*5,02 = 5,534 кА.

2.13 Діюче значення перілдичної складової струму кз для моментів часу t=0,1 c, t=0,5 c

2.13.1 Перевірка на можливість паралельного складання віток

S_C * X_∑С

0,4 ≤ ≤ 2,5

S_EC2* X_EC2

0,4 ≤ (2000*17,8425)/(62,5*3,77) ≤ 2,5

0,4 ≤ 151,44 ≤ 2,5

Умова не виконується, вітки об'єднати не можливо. Застосовуємо метод коефіцієнтів струморозподілу.

2.13.2 Перетворюючи схему заміщення визначаємо результуючий опір схеми Х_РЕЗ та результуючий опір у гілках

С = С₂ + С₁ = 1

10

X_EC2

X_T3,4^BH

X_W

X_EC1

3,77

1,438

1,78

1,21

EC2

EC1

C₂

X_∑C

C

17,84

C₁

К₃⁽³⁾

Х_РЕЗ3 = Х_Т3,4^ВН + Х_W;

Х_РЕЗ3 = 1,438+1,78 = 3,22

S_EC2

X^EC2

C₂

3,77