Определение параметров элементов расчетной схемы и составление схемы замещения

Введение

В данном курсовом проекте рассчитываются токи, которые будут протекать в электроустановках при различных видах К.З. и оцениваются величины этих токов.

Это одна из главных задач проектирования, поскольку именно по результатам расчетов К.З. выбирают основное электрооборудование электрических станций, сетей, выбирается и проверяется действие релейной защиты и автоматики.

Целью курсового проекта является овладение навыками расчета токов К.З. в электроустановках, их оценки, ознакомление со способами ограничения токов К.З.

Определение параметров элементов расчетной схемы и составление схемы замещения

В таблицах 1, 2, 3, 4 представлены параметры элементов расчетной схемы.

 

Таблица 1 – Параметры турбогенераторов

Обозначение на схеме	Тип турбогенератора	Sном, МВ·А	Pном, МВт	Uном, кВ	cos φном, о.е.	, о.е	, о.е.	, о.е.	, с	, с
G1, G3	ТГВ-200-2УЗ	235,3		15,75	0,85	0,19	1,84	0,232	0,546	0,431
G2	ТВФ-120-2УЗ			10,5	0,8	0,192	1,907	0,234	0,4	0,33

 

Таблица 2 – Параметры трансформаторов

Обозначение на схеме	Тип трансформатора	Sном, МВ·А	Uном вн, кВ	Uном сн, кВ	Uном нн, кВ	Рк, кВт	Uк вс, %	Uк вн, %	Uк сн, %
Т1, Т2, Т4, Т5	АТДЦТН-250000/500/110				10,5				18,5
Т3	ТДЦ-250000/500			-	15,75		-		-
Т6	ТДЦ-250000/110			-	15,75		-	10,5	-
Т7,Т8	ТДН-16000/110			-			-	10,5	-
Т9, Т10, Т11, Т12,Т13	ТРДН-25000/110			-	10,5		-	10,5

 

Для трансформаторов с расщепленной обмоткой в графе U_{к сн} даны U_нн1-нн2.

 

Таблица 3 – Параметры линий

Обозначение на схеме	Марка провода	U, кВ	, Ом/км	, Ом/км	l, км	Количество цепей	Стальной трос
W1, W2	3´АС-500		0,304	0,02		1+1	+
W3	АС-300		0,429	0,098			+
W4	АС-300		0,429	0,098			+
W5	АС-300		0,429	0,098			+
W6	АС-300		0,429	0,098			+
W7	АС-400		0,42	0,075			+

 

Таблица 4 – Параметры системы

Обозначение на схеме	Sном, МВ·А	Uном, кВ	x*c(ном), о.е.	x*c0(ном), о.е.
С			0,9	1,1

 

На основе данной расчетной схемы задания курсового проекта составляется схема замещения электроэнергетической системы. Данная схема замещения представлена на рисунке 1.

 

 

Рисунок 1 – Схема замещения электроэнергетической системы

 

2.2 Расчет параметров схемы замещения прямой последовательности в относительных единицах приближенным методом для сверхпереходного (t=0) режима трехфазного короткого замыкания

Базисная мощность принимается S_б=1000 МВ·А.

Расчет параметров схемы замещения прямой последовательности для сверхпереходного режима трехфазного короткого замыкания произведен в относительных единицах приближенным методом.

ЭДС системы, о.е.:

 

.

(1.1)

 

Сопротивление системы, о.е.:

 

,

(1.2)

 

.

 

Сопротивление генератора определяется по формуле, о.е.:

 

.

(1.3)

 

ЭДС генератора определяется по формуле, о.е.:

 

,

(1.4)

 

где .

 

,

 

,

 

,

 

.

 

Сопротивления автотрансформаторов Т1, Т2, Т4, Т5 определяются по формулам, о.е.:

 

,

(1.5)

 

,

(1.6)

 

,

(1.7)

 

,

 

,

 

.

 

Сопротивления трансформаторов Т9,Т10,Т11,Т12,Т13 определяются по формуле, о.е.:

 

,

(1.8)

 

,

 

Сопротивления трансформаторов Т7 и Т8 определяются по формуле, о.е.:

 

,

(1.9)

 

,   Сопротивление трансформатора Т3 определяются по формуле, о.е.:       Сопротивление трансформатора Т6 определяются по формуле, о.е.:

 

 

Сопротивления линий определяются по формуле, о.е.:

 

,

(1.10)

 

,

 

,

 

,

 

,

 

,

 

.

Параметры схемы замещения прямой последовательности в именованных единицах

 

Рассчитываются параметры схемы замещения прямой последовательности в именованных единицах с точным учетом коэффициентов трансформации трансформаторов для сверхпереходного режима трехфазного короткого замыкания.

Параметры приводятся к ступени напряжения 110 кВ.

Сопротивление системы, Ом

,

(4.1)

 

.

 

Сопротивление генератора определяется по формуле, Ом:

 

,   ,

(4.2)

 

,

 

.

 

Сопротивления автотрансформаторов Т1, Т2, Т4, Т5, Ом:

 

,

(4.3)

 

,

(4.4)

 

,

(4.5)

 

,

 

,

 

.

 

Сопротивление трансформаторов определяются по формуле, Ом:

 

,

(4.6)

 

,

 

,

 

,

 

.

 

ЭДС системы вычисляется по формуле, кВ:

 

,

(4.7)

 

.

 

ЭДС генераторов вычисляются по формуле, кВ:

 

,

(4.8)

 

где - номинальный ток генератора, определяется по формуле, кА:

 

,

(4.9)

 

- сверхпереходное сопротивление, Ом:

 

.

(4.10)

 

 

Для генератора G2:

 

,

 

,

 

,

 

Для генератора G1 и G3:

 

,

 

,   ,

 

.

 

Сопротивления линий определяются по формуле, Ом:

 

,

(4.11)

 

,

 

,

 

,

 

,

 

,

.

Схемы обратной и нулевой последовательностей

 

Схема обратной последовательности такая же, как и прямой, но без ЭДС.

На рисунке 21 представлена схема нулевой последовательности.

 

 

Рисунок 21 – Схема замещения нулевой последовательности

 

В схеме нулевой последовательности изменяются величины сопротивлений воздушных линий электропередач.

Сопротивление одноцепной линии вычисляется по формуле, Ом:

 

,

(6.1)

 

,

 

,

 

,   ,

 

Сопротивление двухцепной линии определяется по формулам, Ом:

,

(6.2)

 

,

 

,

(6.3)

 

.

 

Сопротивление системы, Ом:

 

,

(6.4)

 

.

 

Суммарное сопротивление нулевой последовательности рассчитано в программе TKZ_WIN_PRO.

 

.

(6.5)

 

 

Заключение

В ходе курсовой работы были произведены расчеты токов в электроустановке при различных видах КЗ: трехфазном, двухфазном на землю и без земли, однофазном.

Были рассмотрены две точки КЗ: на выводах генератора и стороне высокого напряжения.

На основании расчета выяснилось, что генераторы работают в режиме предельного возбуждения. Сравнивая начальное значение периодической составляющей токов при несинхронном включении генератора и методом самосинхронизации выяснилось, что наиболее безопасное включение обеспечивается методом самосинхронизации.

Были построены осциллограммы затухания тока при КЗ и векторные диаграммы при различных видах КЗ.

В результате разземления нейтрали трансформатора, получили, что уменьшаются величины фазных токов однофазного короткого замыкания.

Библиографический список

 

1. Попов В.А., Кушкова Е.И. «Методы практического расчета начального значения периодической составляющей тока трехфазного короткого замыкания». М.у. к практическим занятиям и лабораторной работе. – Киров, ВГУ, 2000.

2. Кушкова Е.И. «Расчет ударного тока, апериодической и периодической составляющих тока в произвольный момент времени при трехфазном коротком замыкании». М.у. практическим занятиям и лабораторной работе. – Киров, ВГУ, 2002.

3. Кушкова Е.И. «Расчет несимметричных коротких замыканий». М.у. к практическим занятиям и лабораторной работе. – Киров, ВГУ, 2002.

4. Кушкова Е.И. «Расчет начального значения периодической состовляющей тока трехфазного короткого замыкания». М.у. к лабораторной работе. – Киров, ВГУ, 2002.

5. Попов В.А., Кушкова Е.И. «Установившийся режим короткого замыкания». М.у. к лабораторной работе. – Киров, ВГУ, 1999.

6. Неклепаев Б.Н., Крючков И.П «Электрическая часть электростанций и подстанций». Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования. – М: Энергоатомиздат, 1989.-608с.:ил.

 

Введение

В данном курсовом проекте рассчитываются токи, которые будут протекать в электроустановках при различных видах К.З. и оцениваются величины этих токов.

Это одна из главных задач проектирования, поскольку именно по результатам расчетов К.З. выбирают основное электрооборудование электрических станций, сетей, выбирается и проверяется действие релейной защиты и автоматики.

Целью курсового проекта является овладение навыками расчета токов К.З. в электроустановках, их оценки, ознакомление со способами ограничения токов К.З.

Определение параметров элементов расчетной схемы и составление схемы замещения

В таблицах 1, 2, 3, 4 представлены параметры элементов расчетной схемы.

 

Таблица 1 – Параметры турбогенераторов

Обозначение на схеме	Тип турбогенератора	Sном, МВ·А	Pном, МВт	Uном, кВ	cos φном, о.е.	, о.е	, о.е.	, о.е.	, с	, с
G1, G3	ТГВ-200-2УЗ	235,3		15,75	0,85	0,19	1,84	0,232	0,546	0,431
G2	ТВФ-120-2УЗ			10,5	0,8	0,192	1,907	0,234	0,4	0,33

 

Таблица 2 – Параметры трансформаторов

Обозначение на схеме	Тип трансформатора	Sном, МВ·А	Uном вн, кВ	Uном сн, кВ	Uном нн, кВ	Рк, кВт	Uк вс, %	Uк вн, %	Uк сн, %
Т1, Т2, Т4, Т5	АТДЦТН-250000/500/110				10,5				18,5
Т3	ТДЦ-250000/500			-	15,75		-		-
Т6	ТДЦ-250000/110			-	15,75		-	10,5	-
Т7,Т8	ТДН-16000/110			-			-	10,5	-
Т9, Т10, Т11, Т12,Т13	ТРДН-25000/110			-	10,5		-	10,5

 

Для трансформаторов с расщепленной обмоткой в графе U_{к сн} даны U_нн1-нн2.

 

Таблица 3 – Параметры линий

Обозначение на схеме	Марка провода	U, кВ	, Ом/км	, Ом/км	l, км	Количество цепей	Стальной трос
W1, W2	3´АС-500		0,304	0,02		1+1	+
W3	АС-300		0,429	0,098			+
W4	АС-300		0,429	0,098			+
W5	АС-300		0,429	0,098			+
W6	АС-300		0,429	0,098			+
W7	АС-400		0,42	0,075			+

 

Таблица 4 – Параметры системы

Обозначение на схеме	Sном, МВ·А	Uном, кВ	x*c(ном), о.е.	x*c0(ном), о.е.
С			0,9	1,1

 

На основе данной расчетной схемы задания курсового проекта составляется схема замещения электроэнергетической системы. Данная схема замещения представлена на рисунке 1.

 

 

Рисунок 1 – Схема замещения электроэнергетической системы

 

2.2 Расчет параметров схемы замещения прямой последовательности в относительных единицах приближенным методом для сверхпереходного (t=0) режима трехфазного короткого замыкания

Базисная мощность принимается S_б=1000 МВ·А.

Расчет параметров схемы замещения прямой последовательности для сверхпереходного режима трехфазного короткого замыкания произведен в относительных единицах приближенным методом.

ЭДС системы, о.е.:

 

.

(1.1)

 

Сопротивление системы, о.е.:

 

,

(1.2)

 

.

 

Сопротивление генератора определяется по формуле, о.е.:

 

.

(1.3)

 

ЭДС генератора определяется по формуле, о.е.:

 

,

(1.4)

 

где .

 

,

 

,

 

,

 

.

 

Сопротивления автотрансформаторов Т1, Т2, Т4, Т5 определяются по формулам, о.е.:

 

,

(1.5)

 

,

(1.6)

 

,

(1.7)

 

,

 

,

 

.

 

Сопротивления трансформаторов Т9,Т10,Т11,Т12,Т13 определяются по формуле, о.е.:

 

,

(1.8)

 

,

 

Сопротивления трансформаторов Т7 и Т8 определяются по формуле, о.е.:

 

,

(1.9)

 

,   Сопротивление трансформатора Т3 определяются по формуле, о.е.:       Сопротивление трансформатора Т6 определяются по формуле, о.е.:

 

 

Сопротивления линий определяются по формуле, о.е.:

 

,

(1.10)

 

,

 

,

 

,

 

,

 

,

 

.