Курсовой проект по курсу «Аварийные режимы».

Курсовой проект по курсу «Аварийные режимы».

Тема: «Аварийные и особые режимы работы электрооборудования»

 

Вариант № 41.

 

 

Выполнил: Юрченко

Проверил: Семина И.А.

 

 

Омск – 2010г

Содержание

 

Задание по расчету курсового проекта 2

Справочные данные 3

Введение 4

Расчет начальных значений токов трехфазного К.З. 7

Расчет ударного тока трехфазного К.З. 10

Схема замещения обратной последовательности 12

Схема замещения нулевой последовательности 13

Расчет периодической составляющей токов двухфазного К.З. -

Расчет периодической составляющей токов однофазного К.З. 14

Заключение 16

Список используемой литературы 17

 

 

Задание по расчету курсового проекта

 

система: =1600МВА;

W₁ - АС – 95, 30 мм, тросы не заземлены;

Т₁ – ТМН – 4000/35, Д/Д;

W₂ –ААБ2Л, 185 мм², 80 м;

W₃ –ААБ2Л, 70 мм², 100 м;

W₄ –ААБ2Л, 50 мм², 240 м;

W₅ –ААШВ, 35 мм², 230 м;

W₆ –ААШВ, 70 мм², 200 м;

W₇ –ВВГ, 120 мм², 210 м;

Т₁ – ТМ – 1600/5, Д/Ун;

М₂ – А4 – 400ХК – 4У4, 3 шт.;

Электротермическая установка – S = 650 кВА;

Сторонняя нагрузка – S = 650 кВА;

Отрасль – легкая промышленность;

z₁ = 0,0878 + j0,210;

z₂ = 0,0878 + j0,199;

Е_НГ = 0,872;

Рабочий ток нагрузки по W₇ = 270 А;

Длина шинопровода на ТП – 7 м., на СП – 2 м.

 

Рассчитать во всех точках ток трехфазного, двухфазного и однофазного (если необходимо) короткого замыкания и ударный ток трехфазного короткого замыкания.

Справочные данные

W₁: AC – 95, r₀=0,306 Ом/км, х₀=0,421 Ом/км;

Т₁: ТМН – 4000/35, U_ВН=35 кВ, U_НН=6,3 кВ, U_К%=7,5, D Р_К=33,5 кВт, S_Н=4000 кВА;

W₂: ААБ2Л, r₀=0,167 Ом/км, х₀=0,073 Ом/км;

W₃: ААБ2Л, r₀=0,443 Ом/км, х₀=0,08 Ом/км;

W₄: ААБ2Л, r₀=0,62 Ом/км, х₀=0,083 Ом/км;

W₅: ААШВ, r₀=0,89 Ом/км, х₀=0,087 Ом/км;

W₆: ААШВ, r₀=0,443 Ом/км, х₀=0,08 Ом/км;

W₇: ВВГ, r₀=0,154 Ом/км, х₀=0,08 Ом/км;

Т₂: ТМ – 1600/6, U_ВН=6 кВ, U_К%=4,5, U_НН=0,4 кВ, r_1т=1,1 Ом/км, х₀=5,4 Ом/км;

M₂: A4 –400X-4У4, Р_Н=400 кВт, U_Н=6 кВ, cosj _Н=0,868, h=0,943, n_Н=1480об/мин, k_п=5,7.

 

Введение

 

Для электроустановок характерны четыре режима: нормальный, аварийный, послеаварийный и ремонтный, причем аварийный режим является кратковременным режимом, а остальные продолжительными режимами.

Электрооборудование выбирается по параметрам продолжительных режимов, а проверяется по параметрам кратковременных режимов, определяющим из которых является режим короткого замыкания.

По режиму короткого замыкания электрооборудования проверяется на электродинамическую и термическую стойкость, а коммутационные аппараты – также на коммутационную способность.

Учитывая дискретный характер изменения параметров электрооборудования, расчет токов КЗ для его проверки допускается производить приближенно, с принятием ряда допущений, при этом погрешность расчета КЗ не должна превышать 5-10%.

Руководящие указания, согласно действующим государственным стандартам в области коротких замыканий, а также с правилами устройства электроустановок:

- ГОСТ Р 50254-92. Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета электродинамического и термического действия токов короткого замыкания. – М.: Изд-во стандартов, 1993. – 57 с.

Короткое замыкание – замыкание, при котором токи в ветвях электроустановки, примыкающих к месту его возникновения, резко возрастают, превышая наибольший допустимый ток продолжительного режима.

Короткое замыкание на землю – это короткое замыкание в электроустановке, обусловленное соединением с землей какого-либо ее элемента.

Режим короткого замыкания – режим работы электроустановки при наличии в ней короткого замыкания.

 

 

Определение параметров схемы замещения прямой последовательности

 

На электрической схеме показаны точки короткого замыкания, в которых рассчитываются токи.

Составляем схему замещения, для каждого элемента определяем активное и индуктивное сопротивление, для уровней 1 и 2 определяем сопротивление в относительных единицах, для уровня 3 - в миллиомах.

Используем приближенное приведение.

 

Определяем базисные условия:

базисная мощность - =1000 MBA;

базисное напряжение уровня 1 - = 37 кВ

базисное напряжение уровня 2 - = 6,3 кВ

базисное напряжение уровня 3 - = 0,4 кВ

 

 

Система:

= .

В соответствии с [2] активное сопротивление системы можно определить так: .

ЭДС системы принимаем равным среднему номинальному напряжению [1], т.е. 37 кВ, в относительных единицах .

Воздушная линия:

, .

 

Трансформатор Т1:

, .

 

Кабельные линии:

,

,

,

,

,

0,0602*210 =14,64, 0,154*210=32,34.

 

Электротермическая установка:

В соответствии с [1] сопротивление электротермической установки . При

пересчете на номинальную мощность получаем:

, .

 

Асинхронные двигатели:

5,7,

,

,

,

,

sin = 0,4966,

= .

 

Нагрузка:

Эквивалентные параметры нагрузки:

,

,

Пересчет на базисные условия:

,

,

Для оценки сопротивления ТТ на ТП (для точки К3) предварительно определяем номинальный ток:

,

Сопротивление ТТ на СП (для точки К4) определяем по току КЛ :

R_ТА4 = 0,3 мОм, X_ТА4 = 0,2 мОм,

 

Активное и индуктивное сопротивление прямой последовательности шинопроводов. Для оценки сопротивления предварительно выбираем шинопровод по номинальному току:

Для ТП по номинальному току выбираем шинопровод.

, , .

Для СП по номинальному току выбираем шинопровод.

, .

 

ШМА 4 - 2500

, ,

, .

 

ШРА 4 - 400

R_Ш3 = 0,119 мОм, X_Ш3 = 0,056 мОм, R_Ш4 = 0,42 мОм, X_Ш4 = 0,42 мОм,

, .

 

Активное и индуктивное сопротивление прямой последовательности токовых катушек и переходных сопротивлений подвижных контактов автоматических выключателей.

Для ТП по номинальному току 0,13 мОм; 0,07 мОм.

Для СП по номинальному току =1,3 мОм; =0,34 мОм.

Суммарное активное сопротивление различных контактов и контактных соединений

мОм; мОм.

Точка К1

 

 

9,2257 +0,625=9,8507,

,

05042+753,8=754,3042,

,

,

.

 

Эквивалентное сопротивление прямой последовательности

,

 

Эквивалентная ЭДС прямой последовательности

,

 

Периодическая составляющая тока трехфазного К.З. в точке К1:

- от системы ,

- от нагрузки ,

- суммарный ток 0,1129.

 

Точка К2

9,8507+18,75=28,6007,

 

Периодическая составляющая тока трехфазного К.З. в точке К2:

- от системы ,

- от нагрузки ,

- суммарный ток 0,0464.

 

Эквивалентное сопротивление прямой последовательности

,

 

Эквивалентная ЭДС прямой последовательности

.

 

Точка КЗ

Сопротивления для металлического к.з.

,

,

,

= 9,28 мОм,

Ток металлического К.З. .

Среднестатистическое значение активного сопротивления дуги в начальный момент времени:

,

= ,

Ток К.З. в точке КЗ - .

Точка К4

Сопротивления для металлического К.З.

9,198+0,2+0,34+0,21+12,64=22,588 мОм,

1,247+0,3+1,3+0,21+32,34=35,4 мОм,

41,99 мОм,

Ток металлического к.з. .

Среднестатистическое значение активного сопротивления дуги в начальный момент времени:

,

= ,

Ток к.з. в точке К4 - .

Точка К1

Для расчета постоянных времени определим эквивалентное активное сопротивление при условии отсутствия индуктивных.

По аналогии с расчетом индуктивных сопротивлений:

R₁₀= R_W1+ R_C = 6,7056+0,0992=6,8048,

,

R₁₂= R_W5+ R_ЭТ = 5,1575+1538,46=1543,619,

,

R₁₄= R_Т1+ R₁₃ = 2,094+9,54,79 = 11,6419,

, ,

Время до появления ударного тока - ,

Время до появления ударного тока - ,

Ударные коэффициенты 1+0,1719=1,1719, 1+0,697=1,697,

Ударный ток в точке K1:

 

Точка К2

R₁₅= R₁₀+ R_Т1= 6,8048+2,094=8,8988,

, ,

Время до появления ударного тока - ,

Время до появления ударного тока - ,

Ударные коэффициенты 1+0,4138=1,4138, 1+0,6922=1,6922,

Ударный ток в точке К2:

 

Точка КЗ

,

,

Время до появления ударного тока - ,

Ударный ток в точке КЗ - .

Точка К4

,

 

,

Время до появления ударного тока - ,

Ударный ток в точке К4 - .

Сведем токи трехфазного К.З. в таблицу

точка к.з.	, o.e.	, o.e.	, кА	, кА	,кА
К1	0,1129	0,1956	15,6041	1,7617	3,0522
К2	0,0464	0,0973	91,6429	4,2522	8,9169
КЗ	-	-	-		24,05
К4	-	-	-	4,29	6,15

Точка К1

 

,

0,5042+307,6923=308,1965,

,

18,75+67,3134=86,0634

Эквивалентное сопротивление обратной последовательности

.

Точка К2

= .

Точка К1

.

 

Точка К2

.

 

Точка КЗ

Сопротивления для металлического к.з.

.

Ток металлического к.з. .

Среднестатистическое значение активного сопротивления дуги в начальный момент времени:

,

.

Ток К.З. в точке КЗ -

Точка К4

Сопротивления для металлического К.З.

.

Ток металлического К.З. .

Среднестатистическое значение активного сопротивления дуги в начальный момент времени:

,

.

Ток к.з. в точке К4 - .

Точка КЗ

;

;

.

Среднестатистическое значение активного сопротивления дуги в начальный момент времени:

.

 

Точка К4

Сопротивления для металлического К.З.

,

3,83 + 0,3 + 1,3 + 3,99 + 1,2 + 80,85 = 91,44 мОм,

.

Ток металлического к.з. .

Среднестатистическое значение активного сопротивления дуги в начальный момент времени:

,

.

Ток к.з. в точке КЗ – =

 

 

Заключение

В результате проведенных расчетов были приобретены навыки преобразования исходной схемы к схеме для расчетов токов К.З. прямой, обратной и нулевой последовательности, а также произведено ознакомление с особенностями расчетов токов К.З. указанных выше последовательностей.

Используя литературу и методические указания были рассчитаны К.З. для точек К1, К2, К3 и К4.

 

 

Список используемой литературы

1. Руководящие указания по расчету токов короткого замыкания и выбору электрооборудования./ Под ред. Б.Н. Неклепаева.-М.: Изд-во НЦ ЭНАС. – 152с.
2. Справочник по проектированию электроснабжения./ Под ред. Ю.Г. Барыбина и др.-М.: Энергоатомиздат, 1990.-576 с.

 

 

Курсовой проект по курсу «Аварийные режимы».