Синхронные двигатели MS2 (тип СТД-1600)

КУРСОВАЯ РАБОТА

Расчет аварийных режимов в системе электроснабжения

промышленного предприятия

 

Студент:

Гр. __________ ____________________

Научный руководитель: Александров Д.С.

 

 

Ульяновск 2012

СОДЕРЖАНИЕ

1. Исходные данные…………………………………………………………………………………………………………………………………..3

 

2. расчет параметров сэс в относительных единицах при

приянтых базисных условиях…………………………………………………………………………………………………………….9

 

3. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ СХЕМЫ ЗАМЕЩЕНИЯ СЭС В ИМЕНОВАННЫХ ЕДИНИЦАХ……………………………..17

 

4. Расчет токов трехфазных КЗ в сетях напряжением до 1кВ…………………………………………………….21

 

5. Расчет двухфазных КЗ в сетях напряжением до 1кВ………………………………………………………………..25

 

6. Расчет однофазных КЗ в сетях напряжением до 1 кВ…………………………………………………………….…26

 

7. Построение векторных и волновых диаграмм трехфазного

короткого замыкания для сетей с напряжением до 1 кВ……………………………………………………………28

 

8. Расчет трехфазных коротких замыканий в сетях

напряжением выше 1кВ без учета электродвигателей…………………………………………………………………29

 

9. РАСЧЕТ ТОКОВ ТРЕХФАЗНОГО КЗ И УДАРНЫХ ТОКВ КЗ В СЕТЯХ

НАПРЯЖЕНИЕМ ВЫШЕ 1 КВ С УЧЕТОМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ……………………………………………………………….21

 

10. РАСЧЕТ ОДНОФАЗНОГО ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ В СЕТИ

С ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ……………………………………………………………………………………………………………..39

 

Приложение (рисунки)………………………………………………………………………………………………………………………….40

 

список используемой литературы…………………………………………………………………………………………………..56

 

 

Исходные ДАННые

Для расчетной схемы на рисунке 1. выберем необходимые для расчета данные элементов СЭС.

 

 

 

Данные элементов СЭС (вариант 04)

Мощность трехфазного КЗ в точке К1: ;

Номинальное напряжение на шинах ЭЭС: ;

Длина линий Л3 и Л4: 6 км;

Номинальное низшее напряжение трансформаторов Т1,Т2,Т3: 0,69 и 0,4 кВ;

Длина линий: 3,5 км.

Трансформаторы ТМ-1000/10

Номинальная мощность: ;

Напряжение короткого замыкания: ;

Потери короткого замыкания: ;

Номинальное напряжение обмотки высшего напряжения: ;

Номинальное напряжение обмотки низшего напряжения: ;

Активное сопротивление нулевой последовательности трансформатора со схемой соединения Y/Yo, приведенное к стороне 0,4 кВ: ;

Индуктивное сопротивление нулевой последовательности трансформатора со схемой соединения Y/Yo, приведенное к стороне 0,4 кВ: ;

Сечение кабельной линии к двигателю: S = 50 ;

Длина линии: ;

Синхронные двигатели MS2 (тип СТД-1600)

Номинальная мощность: ;

Номинальный коэффициент мощности: ;

Номинальный КПД: ;

Начальный пусковой ток: ;

Начальный пусковой момент: ;

Номинальное напряжение: ;

Сечение кабельной линии к двигателю: S = 150 ;

Длина линии: ;

Асинхронные двигатели MA1,MA2 (тип 2АЗМ1-2500)

Номинальная мощность: ;

Номинальный коэффициент мощности: ;

Номинальный КПД: ;

Номинальное скольжение: S = 0,00833;

Максимальный вращающий момент:

Начальный пусковой ток: ;

Номинальное напряжение: ;

Начальный пусковой момент: ;

Сечение кабельной линии к двигателю: S = 240 ;

Длина линии: ;

Асинхронный двигатель MA3 (тип 4А250m4)

Номинальная мощность: ;

Номинальный коэффициент мощности: ;

Номинальный КПД: ;

Номинальное скольжение: S = 0,013;

Максимальный вращающий момент:

Начальный пусковой ток: ;

Начальный пусковой момент: ;

Номинальное напряжение: ;

Сечение кабельной линии к двигателю: S = 95 ;

Длина линии: ;

Асинхронный двигатель MA4 (тип 4А250m6)

Номинальная мощность: ;

Номинальный коэффициент мощности: ;

Номинальный КПД: ;

Номинальное скольжение: S = 0,013;

Максимальный вращающий момент:

Начальный пусковой ток: ;

Начальный пусковой момент: ;

Номинальное напряжение: ;

Сечение кабельной линии к двигателю: S = 95 ;

Длина линии: ;

Параметры кабельных линий

Л1,Л2-кабельные линии:

Сечение фазной жилы: F = 240 ;

Погонное активное сопротивление прямой последовательности: ;

Погонное индуктивное сопротивление прямой последовательности: ;

Погонный емкостной ток однофазного замыкания на землю: ;

Число кабелей (проводов) в линии: m = 4;

Длина линии: ;

Л4-кабельная линия:

Сечение фазной жилы: F = 185 ;

Погонное активное сопротивление прямой последовательности: ;

Погонное индуктивное сопротивление прямой последовательности: ;

Погонный емкостной ток однофазного замыкания на землю: ;

Число кабелей (проводов) в линии: m = 3;

Длина линии: ;

Л5-кабельная линия:

Сечение фазной жилы: F = 50 ;

Погонное активное сопротивление прямой последовательности: ;

Погонное индуктивное сопротивление прямой последовательности: ;

Число кабелей (проводов) в линии: m = 1;

Длина линии: ;

Погонное полное сопротивление петли фаза-ноль кабелей напряжением 1кВ: ;

Л11-кабельная линия:

Сечение фазной жилы: F = 95 ;

Погонное активное сопротивление прямой последовательности: ;

Погонное индуктивное сопротивление прямой последовательности: ;

Погонное полное сопротивление петли фаза-ноль кабелей напряжением 1кВ: ;

Число кабелей (проводов) в линии: m = 1;

Длина линии: ;

Л10-кабельная линии:

Сечение фазной жилы: F = 95 ;

Погонное активное сопротивление прямой последовательности: ;

Погонное индуктивное сопротивление прямой последовательности: ;

Погонное полное сопротивление петли фаза-ноль кабелей напряжением 1кВ: ;

Число кабелей (проводов) в линии: m = 1;

Длина линии: ;

Л6 -кабельная линия:

Сечение фазной жилы: F = 240 ;

Погонное активное сопротивление прямой последовательности: ;

Погонное индуктивное сопротивление прямой последовательности: ;

Погонный емкостной ток однофазного замыкания на землю: ;

Число кабелей (проводов) в линии: m = 1;

Длина линии: ;

Л12 -кабельная линия:

Сечение фазной жилы: F = 50 ;

Погонное активное сопротивление прямой последовательности: ;

Погонное индуктивное сопротивление прямой последовательности: ;

Погонное полное сопротивление петли фаза-ноль кабелей напряжением 1кВ: ;

Число кабелей (проводов) в линии: m = 1;

Длина линии: ;

Л11 -кабельная линия:

Сечение фазной жилы: F = 150 ;

Погонное активное сопротивление прямой последовательности: ;

Погонное индуктивное сопротивление прямой последовательности: ;

Погонный емкостной ток однофазного замыкания на землю: ;

Число кабелей (проводов) в линии: m = 1;

Погонное полное сопротивление петли фаза-ноль кабелей напряжением 1кВ: ;

Длина линии: ;

Л9 -кабельная линия:

Сечение фазной жилы: F = 150 ;

Погонное активное сопротивление прямой последовательности: ;

Погонное индуктивное сопротивление прямой последовательности: ;

Погонный емкостной ток однофазного замыкания на землю: ;

Число кабелей (проводов) в линии: m = 1;

Длина линии: ;

Погонное полное сопротивление петли фаза-ноль кабелей напряжением 1кВ: ;

Л7 -кабельная линия:

Сечение фазной жилы: F = 240 ;

Погонное активное сопротивление прямой последовательности: ;

Погонное индуктивное сопротивление прямой последовательности: ;

Погонный емкостной ток однофазного замыкания на землю: ;

Число кабелей (проводов) в линии: m = 1;

Длина линии: ;

 

 

Электрическая система (ЭЭС)

ЭДС,ЭЭС:

,

Где - среднее номинальное значение напряжения сети, где находятся шины ЭЭС.

Индуктивное сопротивление ЭЭС:

Активное сопротивление ЭЭС:

 

 

Кабельные линии

Базисное сопротивление на ступени :

Базисное сопротивление на ступени:

Активное сопротивление линий электропередачи:

Индуктивное сопротивление линий электропередачи:

Линия КЛ2 по формулам (6), (7) получим:

Линия КЛ5 по формулам (6), (7) получим:

Линия КЛ4 по формулам (6), (7) получим:

 

Линии КЛ6,КЛ по формулам (6), (7) получим:

Линия КЛ10 по формулам (6), (7) получим:

Линия КЛ11 по формулам (6), (7) получим:

Трансформатор Т1

Коэффициент пересчета сопротивлений из собственных относительных единиц, в относительные единицы при выбранных базисных условиях:

 

Активное сопротивление трансформатора:

Полное сопротивление трансформатора:

Индуктивное сопротивление трансформатора:

(11)

Синхронный двигатель MS2

Коэффициент пересчета из собственных относительных единиц, в относительные единицы при выбранных базисных условиях:

Активное сопротивление обмотки статора в собственных относительных единицах:

Активное сопротивление обмотки статора при принятых базисных условиях:

Сверхпереходное индуктивное сопротивление двигателя в его собственных относительных единицах:

Индуктивное сопротивление синхронного двигателя при принятых базисных условиях:

Сверхпереходное ЭДС двигателя в номинальном режиме в собственных относительных единицах:

Сверхпереходная ЭДС двигателя в относительных единицах при принятых базисных условиях:

Асинхронный двигатель МА3

Полная мощность асинхронного двигателя (по формуле (12)):

Коэффициент пересчета (по формуле (13)):

Активное сопротивление обмотки статора АД в собственных относительных единицах:

Активное сопротивление обмотки статора АД при принятых базисных условиях (по формуле (15)):

Сверхпереходное индуктивное сопротивление двигателя в его собственных относительных единицах:

Индуктивное сопротивление асинхронного двигателя при принятых базисных условиях(по формуле (17)):

Сверхпереходное ЭДС двигателя в номинальном режиме в собственных относительных единицах:

Сверхпереходная ЭДС двигателя в относительных единицах при принятых базисных условиях:

Активное сопротивление обмотки ротора при скольжении S=0, приведенное к обмотке статора в относительных единицах, в собственных относительных единицах:

В относительных единицах при выбранных базисных условиях:

Асинхронный двигатель MA4

Полная мощность асинхронного двигателя (по формуле (12)):

Коэффициент пересчета (по формуле (13)):

Активное сопротивление обмотки статора АД в собственных относительных единицах:

Активное сопротивление обмотки статора АД при принятых базисных условиях (по формуле (15)):

Сверхпереходное индуктивное сопротивление двигателя в его собственных относительных единицах:

Индуктивное сопротивление асинхронного двигателя при принятых базисных условиях(по формуле (17)):

Сверхпереходное ЭДС двигателя в номинальном режиме в собственных относительных единицах:

Сверхпереходная ЭДС двигателя в относительных единицах при принятых базисных условиях:

Активное сопротивление обмотки ротора при скольжении S=0, приведенное к обмотке статора в относительных единицах, в собственных относительных единицах:

В относительных единицах при выбранных базисных условиях:

Трансформатор Т1

Активное сопротивление трансформатора, приведенное к стороне низшего напряжения:

Полное сопротивление трансформатора, приведенное к стороне низшего напряжения:

 

 

Индуктивное сопротивление трансформатора:

Кабельные линии

Активное сопротивление линии:

где j – номер кабельной линии.

Индуктивное сопротивление линии:

Линия КЛ10: по формулам (28), (29) получаем:

Линия КЛ11: по формулам (28), (29) получаем:

Линия КЛ2: по формулам (28), (29) получаем:

Линия КЛ5: по формулам (28), (29) получаем:

Приводим активное сопротивление линий КЛ3 и КЛ13 к обмотке низшего напряжения по формуле:

Приводим индуктивное сопротивление линий КЛ3 и КЛ13 к обмотке низшего напряжения по формуле:

Асинхронный двигатель МА3

Полное сопротивление электродвигателя в номинальном режиме:

 

 

Активное сопротивление обмотки статора:

 

Активное сопротивление обмотки ротора, приведенное к обмотке статора:

 

Активное сопротивление электродвигателя в начальный момент к.з.:

Сверхпереходные индуктивные сопротивления электродвигателя:

Фазная сверхпереходная ЭДС АД в номинальном режиме:

Асинхронный двигатель МА4.

Полное сопротивление электродвигатель в номинальном режиме (по формуле (32)):

 

 

Активное сопротивление обмотки статора (по формуле (33)):

 

Активное сопротивление обмотки ротора, приведенное к обмотке статора (по формуле (34)):

 

Активное сопротивление электродвигателя в начальный момент К.З.:

Сверхпереходное индуктивное сопротивление электродвигателя (по формуле (36)):

Фазная сверхпереходная ЭДС АД в номинальном режиме (по формуле (37)):

 

Для третьей ветви.

где – активное сопротивление КЛ11;

- активное сопротивление МА4.

– активное добавочное сопротивление;

где - индуктивное сопротивление КЛ11; - индуктивное сопротивление МА4;

Ток в третьей ветви определяем по формуле (43а):

Постоянная времени затухания апериодической составляющей тока по формуле:

Постоянная времени затухания периодической составляющей тока:

 

Ударный коэффициент третьей ветви по формуле (51):

Ударный ток определяем по формуле (46):

4.1.4. Ток в месте к.з. при трехфазном к.з. в точке К6 будет определяться:

 

(55)

Ударный ток в точке К9:

4.2. Рассмотрим КЗ в точке К8:

Ток определяем по формуле:

где и - активное и реактивное сопротивления короткозамкнутого участка соответственно.

ПРИЛОЖЕНИЕ (РИСУНКИ)

 

 

ЛИТЕРАТУРА

1. Андреев, В. А. Короткие замыкания и перегрузки в сетях напряжением до 1кВ и защита от них: учебное пособие / В. А. Андреев, В. Ф. Шишкин. – Ульяновск: УлГТУ, 1996. – 88 с.

 

2. Куликов Ю. А. Переходные процессы в электрических системах: учеб. пособие / Ю. А. Куликов. – Изд. 2-е, испр. и доп. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2006. – 284 с.

 

3. Расчет аварийных режимов в системе электроснабжения промышленного предприятия: методические указания к курсовой работе по дисциплине «Переходные процессы в электроэнергетических системах» для студентов специальности 14021165 «Электроснабжение» / сост. Н. Ю. Егорова. – Ульяновск: УлГТУ, 2009. – 39 с.

 

4. Ульянов С. А. Электромагнитные переходные процессы в электрических системах. Учебник для электротехнических и энергетических вузов и факультетов. ­– М., «Энергия», 1970. – 520 с.

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

Расчет аварийных режимов в системе электроснабжения

промышленного предприятия

 

Студент:

Гр. __________ ____________________

Научный руководитель: Александров Д.С.

 

 

Ульяновск 2012

СОДЕРЖАНИЕ

1. Исходные данные…………………………………………………………………………………………………………………………………..3

 

2. расчет параметров сэс в относительных единицах при

приянтых базисных условиях…………………………………………………………………………………………………………….9

 

3. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ СХЕМЫ ЗАМЕЩЕНИЯ СЭС В ИМЕНОВАННЫХ ЕДИНИЦАХ……………………………..17

 

4. Расчет токов трехфазных КЗ в сетях напряжением до 1кВ…………………………………………………….21

 

5. Расчет двухфазных КЗ в сетях напряжением до 1кВ………………………………………………………………..25

 

6. Расчет однофазных КЗ в сетях напряжением до 1 кВ…………………………………………………………….…26

 

7. Построение векторных и волновых диаграмм трехфазного

короткого замыкания для сетей с напряжением до 1 кВ……………………………………………………………28

 

8. Расчет трехфазных коротких замыканий в сетях

напряжением выше 1кВ без учета электродвигателей…………………………………………………………………29

 

9. РАСЧЕТ ТОКОВ ТРЕХФАЗНОГО КЗ И УДАРНЫХ ТОКВ КЗ В СЕТЯХ

НАПРЯЖЕНИЕМ ВЫШЕ 1 КВ С УЧЕТОМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ……………………………………………………………….21

 

10. РАСЧЕТ ОДНОФАЗНОГО ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ В СЕТИ

С ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ……………………………………………………………………………………………………………..39

 

Приложение (рисунки)………………………………………………………………………………………………………………………….40

 

список используемой литературы…………………………………………………………………………………………………..56

 

 

Исходные ДАННые

Для расчетной схемы на рисунке 1. выберем необходимые для расчета данные элементов СЭС.

 

 

 

Данные элементов СЭС (вариант 04)

Мощность трехфазного КЗ в точке К1: ;

Номинальное напряжение на шинах ЭЭС: ;

Длина линий Л3 и Л4: 6 км;

Номинальное низшее напряжение трансформаторов Т1,Т2,Т3: 0,69 и 0,4 кВ;

Длина линий: 3,5 км.

Трансформаторы ТМ-1000/10

Номинальная мощность: ;

Напряжение короткого замыкания: ;

Потери короткого замыкания: ;

Номинальное напряжение обмотки высшего напряжения: ;

Номинальное напряжение обмотки низшего напряжения: ;

Активное сопротивление нулевой последовательности трансформатора со схемой соединения Y/Yo, приведенное к стороне 0,4 кВ: ;

Индуктивное сопротивление нулевой последовательности трансформатора со схемой соединения Y/Yo, приведенное к стороне 0,4 кВ: ;

Сечение кабельной линии к двигателю: S = 50 ;

Длина линии: ;

Синхронные двигатели MS2 (тип СТД-1600)

Номинальная мощность: ;

Номинальный коэффициент мощности: ;

Номинальный КПД: ;

Начальный пусковой ток: ;

Начальный пусковой момент: ;

Номинальное напряжение: ;

Сечение кабельной линии к двигателю: S = 150 ;

Длина линии: ;