Эрнст А.Д. Расчет токов короткого замыкания в электрических системах - файл n1.doc

приобрести
Эрнст А.Д. Расчет токов короткого замыкания в электрических системах
скачать (5596.8 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc13309kb.22.12.2009 15:52скачать

n1.doc

  1   2   3   4


Федеральное агентство по образованию




Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Омский государственный технический университет»



А. Д. ЭРНСТ

РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ
Учебное пособие

Омск

Издательство ОмГТУ

2009

УДК 621.3.064.1(075)

ББК 31.27-01я73

Э81

Рецензенты:

В. К. Федоров, д-р техн. наук, проф. СибАДИ;

Ю. В. Кондратьев, канд. техн. наук, доцент ОмГУПС

Эрнст, А. Д.

Э81 Расчет токов короткого замыкания в электрических системах : учеб. пособие / А. Д. Эрнст. – Омск: Изд-во ОмГТУ, 2009. – 72 с.


Изложены основные положения расчетов токов короткого замыкания в электрических системах напряжением выше 1000 В. Рассмотрены вопросы составления и преобразования схем замещения и применения практических методов расчета симметричных и несимметричных коротких замыканий в плане дисциплины «Переходные процессы в электроэнергетических системах». Приведены задания, исходные данные и примеры выполнения курсового проекта и домашнего задания.

Предназначено для самостоятельной работы студентов дистанционной, очной, вечерней и заочной форм обучения по специальности 140211 «Электроснабжение», а также для расчетов токов короткого замыкания при курсовом и дипломном проектировании.

Печатается по решению редакционно-издательского совета

Омского госу­дар­ственного технического университета
УДК 621.3.064.1(075)

ББК 31.27-01я73


© ГОУ ВПО «Омский государственный


технический университет», 2009

ПРЕДИСЛОВИЕ

Данное учебное пособие предназначено для студентов, изучающих дисциплину «Переходные процессы в электроэнергетических системах». Расчет режимов коротких замыканий (КЗ) в электроустановках напряжением выше 1000 В производится для выбора схем электрических соединений, выбора и проверки оборудования и проводников, расчетов релейной защиты и других целей [1]. Основной целью данного пособия для студентов дистанционной, очной, вечерней и заочной форм обучения специальности «Электроснабжение» является закрепление изучаемого теоретического материала и приобретение навыков практического решения инженерных задач расчета режимов симметричных и несимметричных коротких замыканий. Расчет режимов коротких замыканий производится аналитическим расчетом начального момента КЗ и практическими методами для произвольного момента времени.

Предлагаемое пособие включает в себя домашнее задание – расчет значения периодической составляющей тока при трехфазном КЗ в заданной точке тремя методами (методом типовых кривых, методом расчетных кривых, методом спрямленных характеристик) с примером расчета, а также задание, методические указания и пример расчета курсовой работы по курсу «Электромагнитные переходные процессы в электроэнергетических системах».

В данном учебном пособии подробно рассматриваются численные примеры для расчета курсового проекта и домашнего задания. Пособие выполнено в соответствии с действующими нормативными документами и может быть использовано при курсовом, дипломном и промышленном проектировании электрических станций, подстанций и промышленных предприятий.

1 ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ РАСЧЕТОВ

Домашнее задание требует расчета значений периодической составляющей тока КЗ при трехфазном КЗ в заданной точке для начального момента времени и времени с тремя методами (метод типовых кривых, метод расчетных кривых, метод спрямленных характеристик [2–5]). Также требуется оценить погрешность расчетов. Текст домашнего задания приведен в приложении А. Объем домашнего задания – 10–12 страниц.

Курсовая работа представляет собой комплексное задание, включающее в себя вопросы расчета симметричных и несимметричных режимов КЗ. При выполнении должны быть определены следующие расчетные величины ее:

– долевое участие каждой электрической станции и системы в общем токе трехфазного КЗ в начальный момент времени при трехфазном КЗ в заданной точке;

– начальное значение периодической составляющей тока трехфазного КЗ от каждого источника и суммарный ток трехфазного КЗ;

– значение тока КЗ для времени с и с ;

– остаточные напряжения в заданных точках системы;

– ударный ток КЗ;

– действующее значение тока КЗ за первый период его изменения и тепловой импульс;

– мощность КЗ;

– начальное значение токов отдельных последовательностей и полного тока при заданном виде несимметричного КЗ;

– напряжения отдельных последовательностей в месте КЗ и в произвольной точке системы при несимметричном КЗ, а также полные напряжения.

Кроме этого, необходимо построить векторные диаграммы токов и напряжений в месте КЗ и остаточных напряжений в заданных точках системы при несимметричном КЗ. Текст задания к курсовой работе приведен в приложении Б. Объем курсовой работы – 25–30 страниц.

Курсовая работа выполняется в соответствии с требованиями к текстовым документам [6] и защищается после устранения замечаний, сделанных преподавателем при проверке законченной работы. При защите студент должен уметь ответить на вопросы, приведенные в приложении В.

2 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Домашнее задание и курсовой проект выполняются в соответствии с индивидуальным заданием, выдаваемым каждому студенту. Бланки заданий приведены в приложении А и приложении Б. Исходные данные берутся в соответствии с шифром, состоящим из комбинации буквенных и цифровых обозначений.

Для домашнего задания, например:

1.2.К5.

Первая цифра (1) обозначает номер схемы (в нашем случае первая схема).

Вторая цифра (2) определяет параметры генераторов, трансформаторов, реакторов, нагрузок станции. Цифра указывает вариант в таблице 2.3.

Сочетание буквы и цифры (К5) указывает номер точки, в которой производится расчет трехфазного короткого замыкания.

Для курсовой работы, например:

1.3.2.5.К4 (1.1)

Первая цифра (1) обозначает номер схемы (в нашем случае первая схема).

Вторая цифра (3) обозначает вариант в таблице 2.1 и определяет характеристики линий электропередачи.

Третья цифра (2) указывает состояние нейтралей трансформаторов, определяемое вариантом таблицы 2.2.

Четвертая цифра (5) определяет параметры генераторов, трансформаторов, автотрансформаторов, реакторов, нагрузок и системы. Цифра указывает вариант в таблице 2.3.

Сочетание буквы и цифры (К4) указывает номер точки, в которой производится расчет короткого замыкания.

Цифры в скобках указывают вид короткого замыкания:

(1) – однофазное КЗ;

(2) – двухфазное КЗ;

(1.1) – двухфазное КЗ на землю.

Задание предусматривает расчет симметричного и несимметричного КЗ в одной точке заданной схемы.

Исходные данные для расчетов приведены ниже. При расчетах считать, что все генераторы снабжены демпферными обмотками и устройствами АРВ, схемы заземления нейтралей в блочных схемах одинаковы для всех блоков данной станции.

При определении ударного коэффициента активное сопротивление системы принимать равным нулю, а сопротивления нагрузки не учитывать. Точки короткого замыкания К6, К7, К8, К9 находятся посредине соответствующих линий.



Рис. 2.1. Схема электрических соединений системы № 1
Таблица 2.1

Характеристики линий электропередачи

Вариант

Длина линий (км)

Удельные параметры

(Ом/км)

Л1

Л2

Л3

Л4





1

4

5

7

3

0,42

0,09

2

2

3

4

4

0,4

0,085

3

4

2

4,5

3

0,4

0,075

4

8

10

13

2

0,36

0,07

5

4

6

7

5

0,34

0,065

6

12

6

9

1

0,32

0,06

7

2

15

13

12

0,3

0,06

8

10

6

10

15

0,32

0,07

9

12

12

17

5

0,36

0,08

10

8

5

9

5

0,38

0,09




Рис. 2.2 Схема электрических соединений системы № 2
Таблица 2.2

Состояние нейтралей трансформаторов

Вариант

Р1



Р2

Р3

Р4

1

X

X

X

X

X

2

X

X

X

-

X

3

X

X

-

-

X

4

X

-

X

-

X

5

-

-

X

X

X

6

-

X

X

-

X

7

X

-

-

X

X

8

-

X

-

X

X

9

X

-

-

-

X

10

-

-

-

X

X

Примечание: X – нейтраль заземлена.

Таблица 2.3

Технические данные элементов электрической системы

Вариант

С т а н ц и я 1

Турбогенераторы с АРВ

Трансформаторы

Реакторы



МВт



кВ









МВА

кВ

кВ



%



кВ



кА



Ом



1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

1

30

0,8

6,3

0,143

0,174

20

40

115

6,3

10,5

20

10

2

0,14

40

2

60

0,8

10,5

0,146

0,18

40

80

121

10,5

10,5

20

10

2

0,2

40

3

100

0,85

10,5

0,183

0,223

100

125

121

10,5

10,5

30

10

3

0,25

50

4

120

0,85

10,5

0,214

0,26

100

125

121

10,5

10,5

30

10

3

0,35

50

5

200

0,85

15,75

0,19

0,232

120

200

121

15,7

10,5

30

10

2

0,4

40

6

120

0,85

10,5

0,214

0,26

100

125

121

10,5

10,5

30

10

3

0,14

50

7

100

0,85

10,5

0,183

0,223

100

125

242

10,5

11

30

10

4

0,2

80

8

60

0,8

6,3

0,146

0,18

40

80

242

6,3

11

20

10

4

0,25

80

9

30

0,8

10,5

0,143

0,174

20

32

330

10,5

11

20

10

2

0,35

40

10

63

0,8

10,5

0,2

0,25

40

80

121

10,5

10,5

20

10

2

0,4

40

Продолжение табл. 2.3


Вари-

ант

С т а н ц и я 2

Турбогенераторы с АРВ

Трансформаторы

n



МВт





кВ









МВА

кВ

кВ



%






17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

1

6

100

0,85

10,5

0,183

0,223

100

125

121

10,5

10,5

30

2

4

120

0,85

10,5

0,214

0,26

100

125

121

10,5

10,5

30

3

5

165

0,85

18

0,213

0,25

100

200

121

18

10,5

30

4

3

200

0,85

15,75

0,19

0,232

120

200

121

15,75

10,5

30

5

4

300

0,85

20

0,195

0,238

130

400

121

20

10,5

40

6

4

320

0,85

20

0,173

0,21

140

400

121

20

10,5

40

7

3

500

0,85

20

0,25

0,28

150

630

242

20

11

50

8

6

320

0,85

20

0,173

0,21

140

400

242

20

11

40

9

6

300

0,85

20

0,195

0,238

130

400

347

20

11

40

10

8

200

0,85

15,75

0,19

0,232

120

200

121

15,75

10,5

30



Продолжение табл. 2.3


Вари-

ант

С т а н ц и я 3

Турбогенераторы с АРВ

Трансформаторы

n



МВт





кВ









МВА

кВ

кВ



%






29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

1

6

20

0,85

10,5

0,225

0,228

40

40

121

10,5

10,5

20

2

8

30

0,8

10,5

0,197

0,206

40

40

121

10,5

10,5

20

3

8

40

0,8

15,75

0,232

0,236

40

63

115

15,75

10,5

20

4

5

72

0,8

13,8

0,24

0,26

40

80

121

13,8

10,5

20

5

6

90

0,9

16,5

0,19

0,198

50

125

121

16,5

10,5

30

6

4

100

0,85

13,8

0,22

0,23

50

125

121

13,8

10,5

30

7

8

171

0,9

15,75

0,27

0,28

50

200

242

15,75

11

30

8

5

260

0,85

15,75

0,268

0,27

50

400

242

15,75

11

40

9

4

300

0,85

15,75

0,34

0,35

60

400

347

15,75

11

40

10

6

500

0,85

15,75

0,3

0,31

60

630

121

15,75

10,5

50



Окончание табл. 2.3


Вари-

ант

Автотрансформатор

Система

Нагрузка

H1

H2

H3



МВА

кВ

кВ

кВ

%

%

%





МВА



МВА



МВА



МВА




41

42

43

44

45

46

47

48

49

50

51

52

1

63

230

121

11

35

22

11

20

1500

20,0

40,0

160,0

2

125

230

121

11

31

19

11

30

2000

100

200

200

3

200

230

121

11

32

20

11

30

2500

200

400

1000

4

250

230

121

11

32

20

11

30

2300

200

200

400

5

125

330

115

11

35

22

10

30

3500

800

1000

1000

6

200

330

121

11

32

22

10

30

4000

400

600

800

7

500

500

230

11

35

22

11

50

4500

1000

200

800

8

800

500

230

11

23

13

9

60

5000

200

2000

2000

9

500

500

330

11

67

61

9,5

50



100

1000

1500

10

200

230

121

11

32

20

11

30



200

2000

250


Примечания: n – количество блоков генератор-трансформатор;

– система бесконечной мощности ().
  1   2   3   4


Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации