Розрахунок електрофізичних впливів на електричні апарати вис

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ
РОСІЙСЬКОЇ ФЕДЕРАЦІЇ
Кольському ФІЛІЯ ПЕТРАЗАВОДСКОГО ДЕРЖАВНОГО УНІВЕРСИТЕТУ
КУРСОВИЙ ПРОЕКТ
«Розрахунок електрофізичних впливів
на електричні апарати високої напруги »
Дисципліна: Електроенергетика
(Варіант 17)
Факультет: Інформатика прикладна математика
Кафедра енергетики та електротехніки
Спеціальність: Електропривод
Виконав студент 3 курсу, 5 групи:
Волков Дмитро Васильович
Викладач: Веселов Анатолій Євгенович.
Апатити
2008

Зміст
1. Завдання
1.1 Опис схеми
1.2 Довідкові дані по лініях електропередачі
1.3 Довідкові дані по трансформаторам вибраних типів
2. Складання схеми заміщення і розрахунок параметрів елементів схеми
2.1 Опис схеми заміщення
2.2 Розрахунок параметрів схеми заміщення ліній електропередачі
2.3 Розрахунок параметрів схеми заміщення трансформаторів
2.4 Розрахунок параметрів навантаження
3. Розрахунок робочого струму для заданого режиму споживання.
4. Розрахунок струму короткого замикання та ударного струму для заданої точки замикання
5. Визначення імпульсу квадратичного струму
6. Вибір електричних апаратів
6.1 Технічні вимоги до електричних апаратів, що встановлюються
в кінці лінії Л3

1. Завдання

Ес ном = 10.5 кВ, Zc = 0 + j0.49 Ом
Лінія електропередачі
Трансформатор

Число, тип
Конструкція, перетин фази, мм
Довжина
км
Напруга
кВ

Потужність
МВА
Напруга
КВ
Л1
ПЛ
АС-185
47
110
Т1
3x25
10.5/115
Л2
3xКЛ
(3x120)
2
35
Т2
40
115/38.5/10.5
Л3
ПЛ
АС-70
4
6
T3
5x1.6
1.1 Опис схеми
Схема на рис.1 включає джерело струму Ес (генератори), що підвищує трансформатор Т1, включених на ЛЕП Л1 110 кВ, понижуючий трансформатор Т2, до якого на стороні 10.5 кВ послідовно включені лінії Л2 (35 кВ) і Л3 (6 кВ), і групу з п'яти трансформаторів навантаження Т3 (по 1.6 МВА).
Так як параметри реактора не задані, у подальших розрахунках його не враховуємо.
Трансформатори за схемою задані наступних типів:
Т1 - підвищує двохобмотувальні 3x25 МВА / 10.5/115 кВ, *)
Т2 - триобмотковий понижуючий трансформатор 40 МВА / 115/38.5/10.5 кВ,
Т3 - група з п'яти трансформаторів навантаження потужністю по 1.6 МВА кожний.
Лінії електропередачі задані повітряні Л1 і Л3 в одноланцюгових виконанні. Лінія Л2 складається з трьох паралельно включених кабелів перетином по 120 мм 2.
*) Примітка. Якщо задані напруги підвищувального трансформатора так само як для понижуючого (наприклад, 330 кВ), то необхідно брати коефіцієнт трансформації зі збільшенням на 5%, а ЕРС системи зі збільшенням на 10%, що відповідає середній величині сверхпереходной ЕРС генераторів.
1.2 Довідкові дані [1] для вибраних проводів ліній електропередачі
№ п / п
ЛЕП
Конструк-ція фази
Тип
Провід
Опір постійному струму, r пр * Ом / км
Розрахунок-ний діаметр, d пр, мм
Індуктивний опір трижильним кабелів, х л * Ом / км
1
Л1
АС-185
АС-185/29
0.162
18.8
2
Л2
3x120
120 (35кВ)
0.258
0.12
3
Л3
АС-70
АС-70/11
0.42
11.4
(Пояснення. У типі дроти під дробом зазначено перетин сталевих жив.)
1.3 Довідкові дані по трансформаторам вибраних типів
№ п / п
Тип трансфор-матора
Uном, кВ
Втрати, кВт
ВН
СН
НН
Рх.х
Рк.з.
В-С
В-Н
С-Н
1
ТРДН-25000/110
115
-
10.5
29
120
2
ТДТН-40000/110
115
38.5
11
50
230
№ п / п
Тип трансфор-матора
Uном, кВ
Iх.х.,%
Uк.з.,%
ВН
СН
НН
В-С
В-Н
С-Н
1
ТРДН-25000/110
115
-
10.5
0.8
10.5
2
ТДТН-40000/110
115
38.5
11
0.9
10.5
17
6

2. Складання схеми заміщення і розрахунок параметрів елементів схеми
2.1 Опис схеми заміщення
За завданням необхідні розрахунки робочого режиму та аварійного режиму при виникненні короткого замикання. Так як струм короткого замикання і ударний струм обмежуються тільки поздовжніми опорами ліній і трансформаторів схему можна спростити, виключивши індуктивності намагнічування трансформаторів і ємності ліній. Крім того, виключаємо гілки схеми заміщення триобмоткових трансформаторів, через які не протікає струм замикання. Тоді схема заміщення спрощується і приймає вигляд, наведений на рис.2.

Рис. 2
Спрощена схема заміщення
На схемі вказані опору й індуктивності відповідних елементів: джерела струму Rc і Xc, що підвищує і понижувальних трансформаторів Rт і Xт, навантаження Rн і Xн. У спрощеному варіанті схеми заміщення Rт і Xт враховують параметри двох обмоток трансформатора, через які протікає струм короткого замикання. Штрих у позначенні елементів вказує на необхідність приведення реальних значень параметрів елементів мережі до напруги ділянки, для якого виконується розрахунок (за завданням 6 кВ).

2.2 Розрахунок параметрів схеми заміщення ліній електропередачі
1. Для повітряних ЛЕП по [1] вибираємо типи опор:
- Л1 одноланцюгових залізобетонну проміжну вільностоячі типу ПБ110-1,
- Л3 проміжну для населеній місцевості П10-1 (П20-1),
Геометрія розташування проводів на опорі і відстані дані в табл.1.
Таблиця 1
Геометрія розташування фаз на опорах повітряних ЛЕП

ЛЕП
Напруга, кВ
Тип
опори
Відстані по рис.
oa
ob
oc
cb
Л1
110
ПБ110-1
2,0
2,0
3,5
3,0
Л3
6
П10-1
0,655
0
0,655
1,13
Визначаємо відстані між фазними проводами D AB, D BC, D AC і середньо - геометричні відстані між фазними проводами D ф для кожної повітряної лінії.
Для Л1 м, м,
D AC = 2,0 +3,5 = 5,5 м,
м
Для Л3 м, м, D AC = 0,655 +0,655 = 1,31 м.
м
2. Розрахунок погонних параметрів ліній і параметрів схеми заміщення ліній.
а) Знаходимо еквівалентні радіуси фаз ЛЕП.
Для Л1 і Л3 фазні дроти не мають розщеплення тому еквівалентний радіус фази дорівнює розрахунковому радіусу дроти: для Л1 r е. = 0,5 × d пр = 0,5 × 0,0188 = 0,0094 м , Для Л3 r е. = 0,5 × d пр = 0,5 × 0,0114 = 0,0057 м
б) Визначимо погонное активну r л * й індуктивний x л * опору ліній, а так само опір R л і індуктивність X л моделі ліній:
- Для Л1, в якій фаза складається з одного дроту,
r л * = r пр * = 0,162 Ом / км,
Ом / км,
R л = r л * × l л = 0,162 Ом / км × 47 км = 7,62 Ом,
Ом;
- Для Л2, що складається з трьох паралельно включених кабелів 3х120 мм 2 з жилами з алюмінію (за даними Довідника),
R л = r л * × l л × (1 / 3) = 0.258 Ом / км × 2 км × (1 / 3) = 0,172 Ом,
Ом;
- Для Л3, в якій фаза складається з одного дроту,
r л * = r пр * = 0.42 Ом / км,
Ом / км,
R л = r л * × l л = 0.42 Ом / км × 4 км = 1.68 Ом,
Ом;

2.3 Розрахунки параметрів схеми заміщення трансформаторів
ТРДН-25000 / 110 розрахунок виконано для сторони 110 кВ
, Ом,
, Ом.
ТДТН-40000 / 110 розрахунок виконано для сторони 110 кВ
, Ом,
, Ом.
2.4 Розрахунок параметрів навантаження
Розрахунок параметрів навантаження виконуємо за значенням номінальної потужності встановлених трансформаторів навантаження.
Повна потужність навантаження по номінальній потужності трансформаторів навантаження
Sнн = Nт × Sт = 5 × 1,6 = 8 МВА.
Знаходимо активну і реактивну складові потужності навантаження і відповідні активне і індуктивний опір навантаження для послідовної схеми її заміщення, приймаючи значення cos (j) = 0,85
Ом,
Ом.
Далі параметри елементів моделі наводимо по напрузі до тієї ділянки ланцюга, для елементів якого визначаються динамічні і термічні дії, тобто до мережі 6 кВ. Для цього використовуємо коефіцієнти приведення. Ці коефіцієнти можна розрахувати виходячи з номінальних напруг мережі, крім першої ділянки з підвищує трансформатором. Таким чином, коефіцієнт приведення джерела до сторони 110 кВ дорівнює k і = 115/10, 5 = 11. Коефіцієнт приведення зі сторони 110 кВ до 6 кВ k 110 110 = 110 / 6 = 18,33. Коефіцієнт приведення зі сторони 110 кВ до 6 кВ k 110 = 110 / 6 = 18,33.
З урахуванням коефіцієнтів приведення розраховуємо параметри елементів схеми заміщення.
Параметри моделі джерела (системи)
кВ, Ом
Параметри Т1 і Л1 (коефіцієнт 1 / 3 враховує включення трьох трансформаторів паралельно)
Ом, Ом.
Ом, Ом.
Параметри Т2
Ом,
Ом,

3. Розрахунок номінального струму для заданого навантаження
Струм робочого режиму i 1 (t) визначається у вигляді i 1 (t) = I a1 × cos (wt-j 1),
де індекс 1 відповідає робочій (передаварійному) режиму.

де Z 1, R 1, X 1 - повне, активний й індуктивний опори ділянки в робочому (номінальному) режимі
R 1 = R c '+ R т' + R Л1 '+ R ТВН' + R л2 + R л3 + R н =
= 0 + 0,0025 + 0,023 + 0,0056 + 0,172 + 1,68 + 3,8 = 5,7 Ом,
X 1 = X c '+ X т' + X Л1 '+ X ТВН' + X л2 + X л3 + X н =
= 0,49 + 0,055 + 0,056 + 0,167 + 0,08 + 1,42 + 2,3 = 4,56 Ом
Z = R 1 + j × X 1 = 5,7 + j × 4,5 Ом, Ом,
.
Чинне значення номінального струму навантаження в мережі 6 кВ
А.
Тут Z 1 н - опір контуру з опором номінального навантаження на трансформатори Т3 (без урахування коефіцієнта завантаження).

4. Розрахунок струму короткого замикання та ударного струму для заданої точки замикання
Сталий струм короткого замикання i к (t) визначаємо у вигляді
I 2 (t) = I × cos (wt-j 2).
Опір ділянки мережі від ЕРС до точки короткого замикання
R 2 = R c '+ R т' + R Л1 '+ R ТВН' + R л2 + R л3 = 0 +0,0025 +0,023 +0,0056 +0,172 +1,68 = 1,88 Ом,
X 2 = X c '+ X т' + X Л1 '+ X ТВН' + X л2 + X л3 = 0,49 +0,055 +0,056 +0,167 +0,08 +1,42 = 2,27 Ом

Чинне значення струму короткого замикання
А = 1,4 кА.
Розрахунок ударного струму для заданої точки замикання
Знаходимо постійну загасання перехідною складової струму к.з.
с.
Визначаємо найбільше значення ударного струму в момент часу, коли змінна складова сягає максимуму, тобто через полперіода - 10 мс після моменту виникнення замикання.

кА.
Визначимо величину відключається струму при спрацьовуванні релейного захисту за час tз = 0,01 с при власному часу відключення вимикача tо = 0,1 с для масляного вимикача і при t0 = 0,05 с для вакуумного вимикача. Повний час відключення складе tм = 0,01 + 0,1 = 0,11 с для маслянного вимикача і tм = 0,01 = 0,05 = 0,06 с для вакуумного вимикача. Відповідні струми відключення рівні
Для масляного вимикача
кА.
Для вакуумного вимикача
кА.
Струми відключення однакові, тому що в даній точці мережі перехідна складова швидко згасає. Чинне значення струму відключення складає 1,97 / 1,414 = 1,4 кА.

5. Визначення імпульсу квадратичного струму
Так як в заданій схемі не передбачається підживлення струму к.з. від двигунів імпульс квадратичного струму можна розрахувати за наступним висловом з урахуванням залежності від часу відключення:
, КА 2 с,
де - Діюче значення змінної складової струму короткого замикання,
Δt = tз + tо - час відключення замикання, що включає час дії захисту (tз) і власний час відключення вимикача (tо). Для масляних вимикачів to = 0,08 ... 0,2 с. Для вакуумних вимикачів о = 0,05 ... 0,07 с. Для уставки релейного захисту t = 0,5 ... 1,1 c при використанні масляного вимикача з tо = 0,1 с максимальний час відключення Δt = 1,1 + 0,1 = 1,2 с.
кА 2 с.
Межі струму термічної стійкості IТ визначаємо з імпульсу квадратичного струму.
Для вимикачів, роз'єднувачів і трансформаторів струму 6 кВ при тривалості протікання струму t = 4 з
кА.

6. Вибір електричних апаратів
6.1 Технічні вимоги до електричних апаратів, встановлених у кінці Л3
За результатами розрахунків визначаємо з невеликим запасом наступні вимоги.
Номінальна напруга - 6 кВ.
Номінальний струм - не менше 600 А.
Амплітуда наскрізного струму - граничний струм електродинамічної стійкості - не менше 2,2 кА.
Номінальний струм відключення - не менше 2 кА (діюче значення).
Струм термічної стійкості - не менше 1 кА.
Допустимий імпульс квадратичного струму - не менше 2,35 кА 2 с.
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Фізика та енергетика | Курсова
76.4кб. | скачати


Схожі роботи:
Розрахунок небезпечних та заважаючих впливів електрифікованої залізниці на суміжну лінію
Глибоководні апарати
Апарати електросну
Копіювальні апарати
Процеси та апарати НГП
Слухові апарати зі штучним інтелектом
Типи середовищних впливів
Фінансові та матеріальні апарати Відділу Внутрішніх Справ
Промислові магнітотерапевтичної апарати Огляд і аналіз вимог
© Усі права захищені
написати до нас