ЗАДАНИЯ К КУРСОВОЙ РАБОТЕ

СОДЕРЖАНИЕ

 

Введение 6

 

1. Задание к курсовой работе 6

2. Методические указания к расчету 7

2.1 Составление схемы замещения 7

2.2 Расчет параметров элементов схемы замещения в системе относительных единиц 8

2.3 Преобразование схемы замещения 9

2.4 Расчет токов и напряжений в точке К.З. 9

 

Приложение А 10

Приложение Б 18

 

Список используемой литературы 29

ВВЕДЕНИЕ

 

Переходные процессы в электрических системах возникают как при нормальной эксплуатации (в основном включение и отключение отдельных видов нагрузок), так и в аварийных условиях (главным образом короткое замыкание). При любом переходном процессе происходит изменение электромагнитного состояния элементов системы и нарушение баланса между моментом на валу каждой вращающейся машины и электромагнитным моментом.

Из сказанного следует, что переходный процесс характеризуется совокупностью электромагнитных и механических изменений в системе. Последние взаимосвязаны и представляют единое целое. Благодаря большой механической инерции вращающихся машин начальная стадия переходного процесса характеризуется преимущественно электромагнитными изменениями. В соответствии с этим курс разбит на две части. В первой из них рассматриваются электромагнитные переходные процессы, а во второй – совместно электромагнитные и механические, то есть электромеханические переходные процессы.

 

ЗАДАНИЯ К КУРСОВОЙ РАБОТЕ

 

Для начального момента (t=0), аналитическим методом расчета в системе относительных единиц требуется:

1. рассчитать сверхпереходные токи для трехфазного и всех видов несимметричных К.З.: двухфазного, однофазного и двухфазного на землю;

2. построить векторные диаграммы токов и напряжений для несимметричных К.З. в месте возникновения не симметрии;

3. искомая схема и параметры элементов электрической системы для выполнения задания выбирается по данным таблиц 1, 2 и 3.

Схемы электрической системы составлены из восьми типовых элементов и приведены на рисунках с 1 по 11 (Приложение Б).

 

Таблица 1 Варианты схем электрической системы

Начальная буква фамилий студента	А, Д	Б, Е	В, Г, Я	Ж, З, И, Л	К, Ю	М, О	Н, П, С	Р, Т, У, Ф	Ч	Х, Ц, Ш, Щ, Э
Номер схемы

 

Таблица 2 Выбор точки короткого замыкания

Последняя цифра № зачетной книжки
Точка К.З.	К-1	К-2	К-3	К-4	К-5	К-1	К-2	К-3	К-4	К-5

2 МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

 

2.1 Составление схемы замещения

Генераторы вводятся в схему замещения своими сверхпереходными Э.Д.С. и сопротивлениями . Если известен предшествующий режим работы генератора, то величину сверхпереходной Э.Д.С. легко определить по формуле:

, (1)

где , , - предшествующие напряжение, ток и угол сдвига между их векторами.

Все генераторы до возникновения КЗ работают с номинальной нагрузкой () и . Нагрузки должны быть введены в схему замещения в точках их действительного присоединения; при этом их относительная реактивность принимается равной , а Э.Д.С. при их полной рабочей мощности () и среднем номинальном напряжении (кВ) той ступени, где эти нагрузки присоединены.

Схемы замещения силовых трансформаторов и автотрансформаторов приведены в таблице 4 (Приложение А). Для расчета несимметричных КЗ необходимо составить схемы замещения прямой, обратной и нулевой последовательностей. Схема прямой последовательности является обычной схемой, которую составляют для расчета любого симметричного трехфазного режима.

Схема обратной последовательности по структуре аналогична схеме прямой последовательности. Различие между ними состоит только в том, что в схеме обратной последовательности Э.Д.С. всех генерирующих ветвей принимают равными нулю. Началом схемы обратной последовательности является точка, объединяющая начала всех генераторных ветвей и нагрузочных ветвей. В конце схемы (в точке КЗ) приложено напряжение .

В практических приближенных расчетах обычно принимают: для генераторов , а для системы бесконечной мощности , поэтому результирующие сопротивление обратной последовательности получается равным результирующему сопротивлению прямой последовательности .

Вид схемы нулевой последовательности зависит от схемы сети высшего напряжения (110 кВ и выше), количества трансформаторов и автотрансформаторов и схемы соединения их обмоток.

Составление схемы замещения нулевой последовательности следует начинать с точки КЗ для того, чтобы проследить возможные пути протекания токов нулевой последовательности. Циркуляция токов нулевой последовательности имеет место только в том случае, если есть хотя бы одна заземленная нейтраль электрически связанная с точкой не симметрии. Обмотки трансформаторов и автотрансформаторов, соединено в треугольник или звезду без заземленной нейтрали ограничивают пути циркуляции токов нулевой последовательности, поэтому элементы сети, присоединенные к этим обмоткам в схеме замещения отсутствуют.

При протекании тока прямой последовательности в фазе воздушной линии взаимоиндукция с другими фазами уменьшает сопротивление фазы, а при протекании тока нулевой последовательности увеличивают его. По этой причине и воздушной линии резко различаются между собой. В таблице 3 (Приложение А) даны значения отношения , по которому по известной величине легко определить сопротивление нулевой последовательности воздушной линии.

Началом схемы нулевой последовательности считают точку, в которой объединены ветви с нулевым потенциалом, а ее точку, где возникла не симметрия.

 

2.2 Расчет параметров элементов схемы замещения в системе относительных единиц

При расчете в относительных единицах базисная мощность может быть взята произвольной (например, 100 или 1000 МВА). Если производится точный учет действительных коэффициентов трансформации, то в начале задаются базисным напряжением на ступени КЗ , обычно его принимают равным номинальному напряжению одного из элементов данной ступени, а затем определяются базисные напряжения для каждой другой ступени путем пересчета через коэффициенты трансформации по формуле:

, (2)

где - коэффициенты трансформации трансформаторов, связывающих данную ступень напряжения схемы со ступенью напряжения точки КЗ.

Базисный ток любой ступени напряжения может быть найден по выражению:

. (3)

Сопротивление элементов схемы замещения в относительных единицах при базисных условиях определяют следующим образом.

Если сопротивление, включенное на ступени , задано:

a) в относительных единицах при и (генераторы, трансформаторы), то ;

b) в процентах % при и (реакторы), то ;

c) в Омах Х (воздушные линии, кабели) на единицу длины, то при длине : ;

В указанных формулах следует принимать и той ступени, на которой находится данный элемент. Э.Д.С. источников при принятых базисных условиях определяется по формуле:

. (4)

 

2.3 Преобразование схемы замещения

Преобразование схемы замещения выполняется в направлении от источников питания к месту короткого замыкания. Для приведения к простейшему виду схемы замещения с несколькими источниками производят замену отдельных генерирующих ветвей с Э.Д.С. и сопротивлениями одной эквивалентной генерирующей ветвью таблица 5 (Приложение А).

 

2.4 Расчет токов и напряжений в точке К.З.

Ток прямой последовательности для различных видов К.З. можно определить по следующей формуле:

, (5)

где - результирующее Э.Д.С. схемы прямой последовательности; - результирующее сопротивление схемы прямой последовательности относительно точки К.З.; - дополнительное сопротивление, зависящее от вида К.З. и результирующих сопротивлений схем обратной и нулевой последовательности.

Периодическая составляющая тока поврежденной фазы в месте К.З.:

, (6)

где - коэффициент пропорциональности, зависящий от вида К.З.

Для трехфазного К.З. и . Значения и коэффициента для несимметричных К.З. приведены в таблице 6 (Приложение А). Там же даны основные расчетные формулы для токов и напряжений в месте повреждения для различных видов несимметричных К.З.