МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ. (для студентів денної і заочної форм навчання спеціальності 7.090603 –

 

ДО ВИКОНАННЯ КУРСОВОЇ РОБОТИ З ДИСЦИПЛІНИ

“ПЕРЕХІДНІ ПРОЦЕСИ В СИСТЕМАХ ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ”

(для студентів денної і заочної форм навчання спеціальності 7.090603 –

«Електричні системи електропостачання»)

 

РОЗГЛЯНУТО

на засіданні кафедри

електричних систем,

протокол № _ 9 _ від _3.07. 2007 р.

 

 

ЗАТВЕРДЖЕНО

на засіданні учбово-

видавничої ради ДонНТУ,

протокол № __ від _____ 2007 р.

 

Донецьк, ДонНТУ 2007

УДК 621.311.018 (071)

Методичні вказівки до виконання курсової роботи з дисципліни „Перехідні процеси в системах електропостачання” (для студентів денної і заочної форм навчання спеціальності 7.090603) / Укладачі: А.М.Бурковський, О.Є.Наумов. – Донецьк: ДонНТУ, 2007р. – 28 с.

 

Дані «Методичні вказівки...» містять завдання на виконання роботи і основні відомості з практичних методів розрахунків симетричних та несиметричних режимів замикань в системах електропостачання, а також перелік літературних джерел, що вміщують як теоретичні відомості, так і приклади практичного виконання відповідних розрахунків.

У «Методичних вказівках...» наведено також загальні вимоги до оформлення курсової роботи і запитання для самостійної перевірки знань студентами.

 

Укладачі: А. М. Бурковський, д. т. н., проф.

О. Є. Наумов, асистент

 

 

Рецензент: А. М. Ларін, к. т. н., доц.

 

Відповідальний за випуск: І. П. Заболотний, д.т.н., проф.

 

ЗМІСТ

 

 

Вступ...................................................................................................................
Завдання до курсової роботи............................................................................
1 Вибір основного електротехнічного обладнання системи електропостачання.........................................................................................
2 Розрахунок симетричних режимів коротких замикань
2.1 Складання схеми заміщення і розрахунок параметрів її елементів..
2.2 Перетворення схеми заміщення до найпростішого виду відносно місця пошкодження................................................................................
2.3 Визначення початкового значення періодичної складової струму КЗ від джерел..........................................................................................
2.4 Визначення ударного струму короткого замикання...........................
2.5 Визначення періодичної і аперіодичної складових струму КЗ у заданий момент часу...........................................................................
2.6 Розрахунок струму при трифазному КЗ на шинах 0,4 кВ..................
3 Розрахунок несиметричних коротких замикань
3.1 Складання і перетворення до найпростішого виду схем заміщення
окремих послідовностей........................................................................
3.2 Визначення початкових значень симетричних складових струмів і напруг при несиметричному КЗ..........................................................
3.3 Побудова векторних діаграм струмів і напруг....................................
4 Визначення струму замикання на землю в мережі з ізольованою нейтраллю.......................................................................................................
Оформлення пояснювальної записки..............................................................
Контрольні питання для перевірки знань.......................................................
Перелік посилань...............................................................................................
Додаток А Вихідні дані до курсової роботи..................................................
Додаток Б...........................................................................................................
Додаток В...........................................................................................................
Додаток Д Зразок оформлення титульного листа.........................................

 

ВСТУП

 

 

Метою даної курсової роботи є придбання практичних навичок розрахунку електромагнітних перехідних процесів в системах електропостачання. Під час її виконання студенти повинні навчитися проводити розрахунки струмів та напруг при симетричних та несиметричних коротких замиканнях (КЗ) у високовольтній мережі системи електропостачання, струмів замикання на землю в мережах з ізольованою нейтраллю, а також визначати струми КЗ в низьковольтних мережах. Крім того, студенти мають засвоїти методику побудови векторних діаграм струмів та напруг при несиметричних коротких замиканнях.

Під час практичного розрахунку струмів КЗ у системах електропостачання з номінальною напругою вище 1 кВ приймають наступні припущення [1-2]:

- незмінність фази ЕРС генераторів (відсутність коливань генераторів) протягом усього процесу КЗ;

- неврахування насичення магнітних систем генераторів, трансформаторів і електродвигунів;

- зневага струмами намагнічування трансформаторів і автотрансфо­рматорів;

- неврахування ємнісної провідності повітряних і кабельних ліній;

- зневага активними опорами елементів схеми, якщо відношення результуючих індуктивного і активного опорів від джерела до точки КЗ . Але активний опір необхідно враховувати при визначенні постійної часу згасання аперіодичної складової струму КЗ.

Зазначені припущення призводять до деякого збільшення розрахункових струмів КЗ. Похибки практичних методів не перевищують 10%.

Розрахунок струмів КЗ в електричних мережах напругою до 1 кВ виконують з тими ж припущеннями, що й у мережах напругою вище 1 кВ, але з урахуванням активних опорів силових елементів мережі [2].

Вихідні дані для виконання розрахунків у курсовій роботі наведені в додатку А. Вони обираються за номером залікової книжки та номером студента в загальному журналі групи.

 

 

ЗАВДАННЯ ДО КУРСОВОЇ РОБОТИ

 

 

Вихідними даними для виконання курсової роботи є розрахункова схема електричної системи (рис. А.1 чи А.2) і параметри її елементів (табл. А.1-А.4).

Схема електричної системи обирається за останньою цифрою номера залікової книжки: 0-4 – рис. А.1, 5-9 – рис. А.2. Номер варіанта для вибору параметрів електроустаткування (табл. А.1-А.2), а також для вибору параметрів кабельних ліній (табл. А.4) теж обирається за останньою цифрою номера залікової книжки.

Номер варіанта для вибору параметрів повітряних ліній (табл. А.3) відповідає порядковому номеру прізвища студента в журналі групи.

В курсовій роботі потрібно:

1. Виконати розрахунок струму в початковий і заданий моменти часу при трифазному короткому замиканні в точці К1 з урахуванням підживлення місця КЗ електродвигунами. Під час виконання цих розрахунків прийняти, що один з трансформаторів Т3-Т4 відключений, а секційний вимикач (на схемі рис. А.2 – два вимикачі) ввімкнений.

2. Виконати розрахунок несиметричного короткого замикання у заданій точці (табл. А.3) і побудувати векторні діаграми струмів і напруг у початковий момент часу в місці КЗ (сторона ВН трансформатора) і векторну діаграму напруг на шинах НН цього ж трансформатора.

3. Розрахувати струм замикання на землю в мережі напругою 6 кВ (точка К1) і визначити доцільність установки дугогасильного реактора.

4. Розрахувати струм трифазного короткого замикання на шинах
0,4 кВ (точка К4).

 

1 ВИБІР ОСНОВНОГО ЕЛЕКТРОТЕХНІЧНОГО ОБЛАДНАННЯ СИСТЕМИ ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ

 

 

Перед початком розрахунків необхідно за даними, наведеними у табл. А.1-А.4 (номінальні напруги та потужності елементів системи), обрати типи основного електрообладнання (генераторів, трансформаторів, синхронних та асинхронних двигунів) і, користуючись довідником, виписати параметри цьго обладнання, необхідні для виконання розрахунків:

Генератори (G) – , МВт; , кВ; ; , в.о.; , в.о.; тип системи збудження;

Трансформатори або автотрансформатори (Т, АТ) - , МВ×А; , кВ (для всіх обмоток); , %;

Реактори (LR) – , Ом (або %); , кВ; , А;

Двигуни (синхронний – MG, асинхронний – М) – , МВт; , кВ; ; коефіцієнт корисної дії h, %; , в.о.

Ці дані можна знайти, наприклад, в [1; 5].

Для визначення активного опору трансформатора Т5, крім вищенаведених даних, потрібно знати також величину втрат потужності короткого замикання .

Під час вибору обладнання потрібно забезпечувати узгодженість між номінальними напругами об'єктів. Так, наприклад, номінальна напруга генераторів G1 і G2 повинна співпадати з номінальною напругою обмоток НН трансформаторів Т1 і Т2. Для трансформаторів Т3, Т4 вища номінальна напруга повинна співпадати з напругою високовольтної мережі, а нижча – відповідати класу напруги 6 кВ. Потрібно пам'ятати, що номінальні напруги електротехнічного обладнання не завжди співпадають з номінальними напругами електричних мереж.

Для кабельних ліній WK1 і WK2 питомі активний та індуктивний опори обираються з довідкової літератури. Вихідними даними при цьому є перетин лінії, що обирається згідно з табл. А.5 по потужності двигуна, і марка кабеля, що приймається студентом або задається викладачем. Слід обирати кабелі з алюмінієвими жилами.

Під час вибору конкретних типів синхронних і асинхронних двигунів необхідно забезпечити потрібне значення номінальної потужності відповідно до табл. А.2 і номінальної напруги (6 кВ); інші параметрі двигуна (кількість пар полюсів, габарит і т.ін.) можуть бути обрані студентом довільно.