Мета методичних вказівок полягає у визначенні вимог до оформлення пояснювальної записки до курсової роботи і порядку виконання розрахунків струмів короткого замикання (КЗ), а також у поданні студентам табличних та графічних залежностей, необхідних при інженерних розрахунках електромагнітних перехідних процесів, та методичної допомоги у використанні обчислювальної техніки для цих розрахунків.
1) титульний лист;
2) реферат;
3) зміст;
4) перелік умовних позначень;
5) запровадження;
6) основну частину;
7) укладення;
8) список джерел інформації;
9) додатки (якщо вони є);
Пояснювальна записка повинна бути виконана і оформлена відповідно до вимог ГОСТу.
Зразок титульного листа наведено у додатку.
1.1 Реферат
Реферат - короткий виклад змісту курсової роботи, що включає основні відомості, необхідні для початкового ознайомлення з роботою.
Реферат повинен містити: відомості про обсяг пояснювальної записки, перелік ключових слів, текст реферату.
У відомості про обсяг пояснювальної записки включають: кількість сторінок, кількість ілюстрацій, таблиць, джерел інформації і додатків.
Обсяг реферату не повинен перевищувати однієї сторінки.
1.2 Зміст
Зміст включає структурні частини записки в наступній послідовності: вступ, найменування розділів і підрозділів основної частини записки, висновок, список джерел інформації, додатки. Слово сторінка або його скорочення не пишуть.
1.3 Введення
У вступі необхідно сформулювати завдання розрахунку електромагнітних перехідних процесів в електроенергетичних системах, а також охарактеризувати математичний апарат і основні допущення, прийняті при розрахунках.
1.4 Основна частина
В основну частину включають:
1) текст завдання;
2) розрахункову схему електричної системи та параметри її елементів;
3) еквівалентну схему заміщення електричної системи і розрахунок параметрів її елементів;
4) розрахунок симетричного КЗ;
5) розрахунок несиметричного КЗ;
6) векторні діаграми;
7) результати розрахунку на персональному комп'ютері (ПК);
1.5 Висновок
У висновку повинні бути наведені короткі висновки за результатами виконаної роботи.
1.6 Список джерел інформації
Список джерел інформації - це перелік цитованих, розглянутих і згадуваних джерел інформації. Джерела інформації записують до списку джерел інформації по мірі появи на них посилань в тексті. Посилання на джерела інформації позначають порядковим номером, укладеним у квадратні дужки.
1) розрахунок струмів і напруг симетричного (трифазного) КЗ;
2) розрахунок струмів і напруг несиметричного КЗ, вид якої вказується в завданні;
3) розрахунок струмів симетричного КЗ з використанням ПК.
2.1 Розрахунок струмів і напруг симетричного КЗ.
У першій частині курсової роботи необхідно при трифазному КЗ в заданій точці електричної системи визначити:
1) діючі значення періодичної складової струму і потужності в точці КЗ для початкового моменту часу;
2) діюче значення періодичної складової струму в момент розбіжності контактів вимикача;
3) діюче значення усталеного струму КЗ;
4) миттєве значення апериодической складової струму в точці КЗ для заданого моменту часу;
5) миттєве та чинне значення ударного струму КЗ;
6) значення залишкової напруги у зазначеній точці для початкового моменту часу КЗ.
2.2 Розрахунок струмів і напруг несиметричного КЗ.
При несиметричному КЗ в заданій точці електричної системи необхідно:
1) визначити діючі значення періодичної складової струму і напруги в місці несиметричного КЗ для заданого моменту часу;
2) побудувати векторні діаграми струмів і напруг в місці несиметричного КЗ для заданого моменту часу;
3) визначити діючі значення періодичної складової струму КЗ в зазначеному перерізі і напруги в зазначеному вузлі для заданого моменту часу;
4) побудувати векторні діаграми струмів в зазначеному перерізі і напружень в зазначеному вузлі;
5) визначити струм, що протікає в нейтралі заданого трансформатора.
2.3 Розрахунок струмів КЗ з використанням ПК.
При трифазному КЗ в точках
1) діюче значення періодичної складової струму КЗ для заданого моменту часу;
2) ударний струм КЗ;
3) апериодических складову струму КЗ для заданого моменту часу;
4) теплової імпульс при трифазному КЗ.
3 РОЗРАХУНКОВА СХЕМА ЕЛЕКТРИЧНОЇ СИСТЕМИ І ПАРАМЕТРИ ЇЇ ЕЛЕМЕНТІВ
Щоб визначити розрахунковий струм КЗ з метою перевірки електричних апаратів і провідників за умовами короткого замикання, необхідно попередньо скласти розрахункову схему електроустановки.
У неї включають всі елементи електроустановки, що впливають на величину струму КЗ. При цьому необхідно враховувати віддаленість точки КЗ від будь-якого джерела ЕРС.
У наближених розрахунках для генератора або синхронного компенсатора КЗ припустимо вважати віддаленим, якщо розрахункова точка КЗ знаходиться по відношенню до синхронної машині за двома і більше трансформаторами або за реактором, опір якого перевищує сверхпереходное опір синхронної машини більш ніж у два рази.
Для синхронного або асинхронного електродвигуна КЗ припустимо вважати віддаленим, якщо розрахункова точка КЗ знаходиться за трансформатором або за реактором, опір якого у два рази перевищує сверхпереходное опір електродвигуна.
Електродвигуни, для яких розрахункове КЗ є віддаленим, в розрахункову схему не вводяться.
4 Еквівалентна схема заміщення ЕЛЕКТРИЧНОЇ СИСТЕМИ І РОЗРАХУНОК ПАРАМЕТРІВ ЇЇ ЕЛЕМЕНТІВ
4.1 Складання еквівалентної схеми заміщення.
Схема заміщення складається на основі розрахункової схеми електричної системи. При розрахунку симетричних режимів, достатньо скласти схему заміщення прямої послідовності.
При розрахунку несиметричних режимів необхідно в загальному випадку скласти три однолінійних схеми заміщення: прямої, зворотної та нульової послідовностей. Кожне опір елемента схеми заміщення позначається у вигляді дробу - в чисельнику вказується порядковий номер опору, в знаменнику - величина опору.
При згортанні схеми заміщення в пояснювальній записці слід приводити всі проміжні схеми перетворення, позначаючи нові опору зростаючими порядковими номерами.
4.2 Розрахунок параметрів елементів еквівалентної схеми заміщення.
Розрахунок проводиться у відносних одиницях (в.о.) за формулами наближеного приведення. Довільно задається базисна потужність
Середнє напруга для щаблі визначається згідно з наступною шкалою: 1115; 770; 515; 340; 230; 154; 115; 37; 27; 24; 20; 18; 15,75; 13,8; 10,5; 6,3; 3 , 15 (кВ) [4].
Розрахунок опорів елементів схеми заміщення, приведених до щаблі КЗ, виконується за формулами:
Генератор:
Двохобмотувальні трансформатор:
Триобмотковий трансформатор або автотрансформатор:
де
Якщо напруга КЗ будь-якої з обмоток виходить рівним нулю або менше нуля, то опір відповідної обмотки трансформатора приймається рівним нулю.
Реактор:
де
Лінія:
Навантаження:
Система:
при відомій потужності короткого замикання:
при відомій номінальної потужності і відносному опорі:
при відомому номінальній напрузі і опорі в іменованих одиницях:
для системи нескінченної потужності:
Примітка:
Індекси, використані в попередніх формулах, означають:
"
"*" - Відносне значення,
"
У подальших розрахунках індекси можна не вказувати.
При розрахунках необхідно приводити формули в загальному вигляді з наступною підстановкою в них чисельних значень і зазначенням отриманого результату і розмірності. Розрахунки виконувати з точністю до другого десяткового знака для значень> 1, або до третього знака для значень <1.
5 РОЗРАХУНОК СТРУМІВ І НАПРУЖЕНЬ СИМЕТРИЧНОГО КЗ
5.1 Основні припущення
При розрахунках струмів короткого замикання допускається:
1) не враховувати зсув по фазі ЕРС різних синхронних машин і зміна їх частоти обертання, якщо тривалість КЗ не перевищує 0.5 с;
2) не враховувати міжсистемні зв'язку, виконані за допомогою електропередачі (вставки) постійного струму;
3) не враховувати поперечну ємність повітряних ліній електропередачі напругою 110-220 кВ, якщо їх довжина не перевищує 200 км, і напругою 330-500 кВ, якщо їх довжина не перевищує 150 км;
4) не враховувати насичення магнітних систем електричних машин;
5) не враховувати струми намагнічування трансформаторів і автотрансформаторів;
6) не враховувати вплив активних опорів різних елементів вихідної розрахункової схеми на амплітуду періодичної складової струму КЗ, якщо активна складова результуючого еквівалентного опору розрахункової схеми щодо точки КЗ не перевищує 30% від індуктивної складової результуючого еквівалентного опору;
7) наближено враховувати загасання апериодической складової струму КЗ, якщо вихідна розрахункова схема містить декілька незалежних контурів;
8) наближено враховувати електроприймачі, зосереджені в окремих вузлах вихідної розрахункової схеми.
5.2 Розрахунок діючих значень періодичної складової струму і потужності в точці КЗ для початкового моменту часу.
При розрахунку початкового діючого значення періодичної складової струму трифазного КЗ в електроустановках напругою понад 1 кВ в вихідної розрахункової схемі повинні бути задані всі синхронні генератори і компенсатори, а також синхронні і асинхронні електродвигуни потужністю 100 кВТ і більше, якщо між електродвигунами і точкою КЗ відсутні струмообмежуючі реактори або силові трансформатори.
Порядок розрахунку.
1) Для заданої розрахункової схеми ЕС скласти схему заміщення, в якій синхронні генератори та електродвигуни враховуються своїми сверхпереходнимі параметрами, тобто ЕРС-
а для синхронних компенсаторів за формулою
де
Сверхпереходная ЕРС асинхронних електродвигунів визначається за формулою
За відсутності необхідних даних можна скористатися середніми відносними значеннями
Значення опорів генераторів і навантажень необхідно привести до базисних умов і до основної щаблі напруги за формулами (1 і 6), замінивши в них
Таблиця 5.1.
2) Згорнути схему заміщення до найпростішого вигляду (рис.5.1). Знайти результуючий опір 
Малюнок 5.1
При перетворенні схеми заміщення виникає необхідність у визначенні еквівалентної ЕРС. Якщо ЕРС джерел не рівні, то еквівалентна ЕРС для двох паралельних гілок визначається за формулою:
де
E 1 Х 1
E 2 Х 2 К
E ЕКВ Х ЕКВ А Х 3
До
Рісунок.5.2.
3) Визначити початкове діюче значення періодичної складової струму в точці КЗ в кА за формулою:
де
4) Обчислити потужність короткого замикання в МВА за формулою:
де
Приклад № 1. Для розрахункової схеми представленої на ріс.5.3 знайти діюче значення періодичної складової струму K3 в точці "K" для початкового моменту часу.
Параметри розрахункової схеми:
Генератор G:
Система С:
Автотрансформатор АТ:
Трансформатор Т1:
Трансформатор Т2:
Реактор Р:
Лінія W1:
Лінія W2:
де
Задачу вирішуємо у відносних одиницях за формулами наближеного привиди.
Приймаємо, що
де
1 ЗАГАЛЬНІ ВКАЗІВКИ
Пояснювальна записка по курсовій роботі має містити:1) титульний лист;
2) реферат;
3) зміст;
4) перелік умовних позначень;
5) запровадження;
6) основну частину;
7) укладення;
8) список джерел інформації;
9) додатки (якщо вони є);
Пояснювальна записка повинна бути виконана і оформлена відповідно до вимог ГОСТу.
Зразок титульного листа наведено у додатку.
1.1 Реферат
Реферат - короткий виклад змісту курсової роботи, що включає основні відомості, необхідні для початкового ознайомлення з роботою.
Реферат повинен містити: відомості про обсяг пояснювальної записки, перелік ключових слів, текст реферату.
У відомості про обсяг пояснювальної записки включають: кількість сторінок, кількість ілюстрацій, таблиць, джерел інформації і додатків.
Обсяг реферату не повинен перевищувати однієї сторінки.
1.2 Зміст
Зміст включає структурні частини записки в наступній послідовності: вступ, найменування розділів і підрозділів основної частини записки, висновок, список джерел інформації, додатки. Слово сторінка або його скорочення не пишуть.
1.3 Введення
У вступі необхідно сформулювати завдання розрахунку електромагнітних перехідних процесів в електроенергетичних системах, а також охарактеризувати математичний апарат і основні допущення, прийняті при розрахунках.
1.4 Основна частина
В основну частину включають:
1) текст завдання;
2) розрахункову схему електричної системи та параметри її елементів;
3) еквівалентну схему заміщення електричної системи і розрахунок параметрів її елементів;
4) розрахунок симетричного КЗ;
5) розрахунок несиметричного КЗ;
6) векторні діаграми;
7) результати розрахунку на персональному комп'ютері (ПК);
1.5 Висновок
У висновку повинні бути наведені короткі висновки за результатами виконаної роботи.
1.6 Список джерел інформації
Список джерел інформації - це перелік цитованих, розглянутих і згадуваних джерел інформації. Джерела інформації записують до списку джерел інформації по мірі появи на них посилань в тексті. Посилання на джерела інформації позначають порядковим номером, укладеним у квадратні дужки.
2 ТЕКСТ ЗАВДАННЯ
Курсова робота складається з трьох частин:1) розрахунок струмів і напруг симетричного (трифазного) КЗ;
2) розрахунок струмів і напруг несиметричного КЗ, вид якої вказується в завданні;
3) розрахунок струмів симетричного КЗ з використанням ПК.
2.1 Розрахунок струмів і напруг симетричного КЗ.
У першій частині курсової роботи необхідно при трифазному КЗ в заданій точці електричної системи визначити:
1) діючі значення періодичної складової струму і потужності в точці КЗ для початкового моменту часу;
2) діюче значення періодичної складової струму в момент розбіжності контактів вимикача;
3) діюче значення усталеного струму КЗ;
4) миттєве значення апериодической складової струму в точці КЗ для заданого моменту часу;
5) миттєве та чинне значення ударного струму КЗ;
6) значення залишкової напруги у зазначеній точці для початкового моменту часу КЗ.
2.2 Розрахунок струмів і напруг несиметричного КЗ.
При несиметричному КЗ в заданій точці електричної системи необхідно:
1) визначити діючі значення періодичної складової струму і напруги в місці несиметричного КЗ для заданого моменту часу;
2) побудувати векторні діаграми струмів і напруг в місці несиметричного КЗ для заданого моменту часу;
3) визначити діючі значення періодичної складової струму КЗ в зазначеному перерізі і напруги в зазначеному вузлі для заданого моменту часу;
4) побудувати векторні діаграми струмів в зазначеному перерізі і напружень в зазначеному вузлі;
5) визначити струм, що протікає в нейтралі заданого трансформатора.
2.3 Розрахунок струмів КЗ з використанням ПК.
При трифазному КЗ в точках
1) діюче значення періодичної складової струму КЗ для заданого моменту часу;
2) ударний струм КЗ;
3) апериодических складову струму КЗ для заданого моменту часу;
4) теплової імпульс при трифазному КЗ.
3 РОЗРАХУНКОВА СХЕМА ЕЛЕКТРИЧНОЇ СИСТЕМИ І ПАРАМЕТРИ ЇЇ ЕЛЕМЕНТІВ
Щоб визначити розрахунковий струм КЗ з метою перевірки електричних апаратів і провідників за умовами короткого замикання, необхідно попередньо скласти розрахункову схему електроустановки.
У неї включають всі елементи електроустановки, що впливають на величину струму КЗ. При цьому необхідно враховувати віддаленість точки КЗ від будь-якого джерела ЕРС.
У наближених розрахунках для генератора або синхронного компенсатора КЗ припустимо вважати віддаленим, якщо розрахункова точка КЗ знаходиться по відношенню до синхронної машині за двома і більше трансформаторами або за реактором, опір якого перевищує сверхпереходное опір синхронної машини більш ніж у два рази.
Для синхронного або асинхронного електродвигуна КЗ припустимо вважати віддаленим, якщо розрахункова точка КЗ знаходиться за трансформатором або за реактором, опір якого у два рази перевищує сверхпереходное опір електродвигуна.
Електродвигуни, для яких розрахункове КЗ є віддаленим, в розрахункову схему не вводяться.
4 Еквівалентна схема заміщення ЕЛЕКТРИЧНОЇ СИСТЕМИ І РОЗРАХУНОК ПАРАМЕТРІВ ЇЇ ЕЛЕМЕНТІВ
4.1 Складання еквівалентної схеми заміщення.
Схема заміщення складається на основі розрахункової схеми електричної системи. При розрахунку симетричних режимів, достатньо скласти схему заміщення прямої послідовності.
При розрахунку несиметричних режимів необхідно в загальному випадку скласти три однолінійних схеми заміщення: прямої, зворотної та нульової послідовностей. Кожне опір елемента схеми заміщення позначається у вигляді дробу - в чисельнику вказується порядковий номер опору, в знаменнику - величина опору.
При згортанні схеми заміщення в пояснювальній записці слід приводити всі проміжні схеми перетворення, позначаючи нові опору зростаючими порядковими номерами.
4.2 Розрахунок параметрів елементів еквівалентної схеми заміщення.
Розрахунок проводиться у відносних одиницях (в.о.) за формулами наближеного приведення. Довільно задається базисна потужність
Середнє напруга для щаблі визначається згідно з наступною шкалою: 1115; 770; 515; 340; 230; 154; 115; 37; 27; 24; 20; 18; 15,75; 13,8; 10,5; 6,3; 3 , 15 (кВ) [4].
Розрахунок опорів елементів схеми заміщення, приведених до щаблі КЗ, виконується за формулами:
Генератор:
Двохобмотувальні трансформатор:
Триобмотковий трансформатор або автотрансформатор:
де
Якщо напруга КЗ будь-якої з обмоток виходить рівним нулю або менше нуля, то опір відповідної обмотки трансформатора приймається рівним нулю.
Реактор:
де
Лінія:
Навантаження:
|
при відомій потужності короткого замикання:
при відомій номінальної потужності і відносному опорі:
при відомому номінальній напрузі і опорі в іменованих одиницях:
для системи нескінченної потужності:
Примітка:
Індекси, використані в попередніх формулах, означають:
"
"*" - Відносне значення,
"
У подальших розрахунках індекси можна не вказувати.
При розрахунках необхідно приводити формули в загальному вигляді з наступною підстановкою в них чисельних значень і зазначенням отриманого результату і розмірності. Розрахунки виконувати з точністю до другого десяткового знака для значень> 1, або до третього знака для значень <1.
5 РОЗРАХУНОК СТРУМІВ І НАПРУЖЕНЬ СИМЕТРИЧНОГО КЗ
5.1 Основні припущення
При розрахунках струмів короткого замикання допускається:
1) не враховувати зсув по фазі ЕРС різних синхронних машин і зміна їх частоти обертання, якщо тривалість КЗ не перевищує 0.5 с;
2) не враховувати міжсистемні зв'язку, виконані за допомогою електропередачі (вставки) постійного струму;
3) не враховувати поперечну ємність повітряних ліній електропередачі напругою 110-220 кВ, якщо їх довжина не перевищує 200 км, і напругою 330-500 кВ, якщо їх довжина не перевищує 150 км;
4) не враховувати насичення магнітних систем електричних машин;
5) не враховувати струми намагнічування трансформаторів і автотрансформаторів;
6) не враховувати вплив активних опорів різних елементів вихідної розрахункової схеми на амплітуду періодичної складової струму КЗ, якщо активна складова результуючого еквівалентного опору розрахункової схеми щодо точки КЗ не перевищує 30% від індуктивної складової результуючого еквівалентного опору;
7) наближено враховувати загасання апериодической складової струму КЗ, якщо вихідна розрахункова схема містить декілька незалежних контурів;
8) наближено враховувати електроприймачі, зосереджені в окремих вузлах вихідної розрахункової схеми.
5.2 Розрахунок діючих значень періодичної складової струму і потужності в точці КЗ для початкового моменту часу.
При розрахунку початкового діючого значення періодичної складової струму трифазного КЗ в електроустановках напругою понад 1 кВ в вихідної розрахункової схемі повинні бути задані всі синхронні генератори і компенсатори, а також синхронні і асинхронні електродвигуни потужністю 100 кВТ і більше, якщо між електродвигунами і точкою КЗ відсутні струмообмежуючі реактори або силові трансформатори.
Порядок розрахунку.
1) Для заданої розрахункової схеми ЕС скласти схему заміщення, в якій синхронні генератори та електродвигуни враховуються своїми сверхпереходнимі параметрами, тобто ЕРС-
а для синхронних компенсаторів за формулою
де
Сверхпереходная ЕРС асинхронних електродвигунів визначається за формулою
За відсутності необхідних даних можна скористатися середніми відносними значеннями
Значення опорів генераторів і навантажень необхідно привести до базисних умов і до основної щаблі напруги за формулами (1 і 6), замінивши в них
Таблиця 5.1.
| Найменування елемента | ||
| Гідрогенератор з демпферного обмоткою | 1,13 | 0,2 |
| Гідрогенератор без демпферного обмотки | 1,18 | 0,27 |
| Турбогенератор потужністю до 100 МВт | 1,08 | 0,125 |
| Турбогенератор потужністю 100-500 МВт | 1,13 | 0,2 |
| Синхронний компенсатор | 1,2 | 0,2 |
| Синхронний двигун | 1,1 | 0,2 |
| Асинхронний двигун | 0,9 | 0,2 |
| Узагальнена навантаження | 0,85 | 0,35 |
Е РЕЗ Х РЕ З |
До |
Малюнок 5.1
При перетворенні схеми заміщення виникає необхідність у визначенні еквівалентної ЕРС. Якщо ЕРС джерел не рівні, то еквівалентна ЕРС для двох паралельних гілок визначається за формулою:
де
А |
E 2 Х 2 К
E ЕКВ Х ЕКВ А Х 3
До
Рісунок.5.2.
3) Визначити початкове діюче значення періодичної складової струму в точці КЗ в кА за формулою:
де
4) Обчислити потужність короткого замикання в МВА за формулою:
де
Приклад № 1. Для розрахункової схеми представленої на ріс.5.3 знайти діюче значення періодичної складової струму K3 в точці "K" для початкового моменту часу.
Параметри розрахункової схеми:
Генератор G:
Система С:
Автотрансформатор АТ:
Трансформатор Т1:
Трансформатор Т2:
Реактор Р:
Лінія W1:
Лінія W2:
де
Задачу вирішуємо у відносних одиницях за формулами наближеного привиди.
Приймаємо, що
де
K2 |
Малюнок 5.3 Розрахункова схема
Схема заміщення наведена на ріс.5.4
До
Ріс.5.4 Схема заміщення.
Звертаємо схему заміщення відносно точки короткого замикання (рис.5.5).
До
Малюнок 5.5
Обчислюємо результуючий опір і результуючу ЕРС (ріс.5.6).
Е РЕЗ Х РЕЗ |
До
Малюнок 5.6
Визначаємо початкове значення періодичної складової струму трифазного короткого замикання в точці "K":
5.3 Розрахунок діючого значення періодичної складової струму для довільного моменту часу.
У наближених розрахунках періодичну складову струму в точці КЗ для довільного моменту часу визначають за одним з двох методів:
1) метод розрахункових кривих;
2) метод типових кривих.
Вибір методу розрахунку та відповідних кривих залежить від поставленої задачі, потужності генератора, системи збудження і постійної часу порушення.
Розрахункові криві використовуються для турбогенераторів потужністю до 300 МВт c АРВ. На ріс.5.7 та 5.8 наведені розрахункові криві струмів короткого замикання турбогенераторів середньої потужності до 100 МВт [1]. і 200 - 300 МВТ [8] відповідно.
Типові криві використовуються для турбогенераторів потужністю до 1200 МВт з системами збудження різного типу. На рис. 5.9-5.12 наведені типові криві для різних груп турбогенераторів з урахуванням сучасної тенденції оснащення генераторів різних типів певними системами збудження [10].
Малюнок 5.7 Розрахункові криві струмів к.з. турбогенератора
середньої потужності до 100 МВт з АРВ,
Малюнок 5.8.Расчетние криві струмів к.з. типового турбогенератора 200 - 300 МВт з АРВ
а) з постійною часу збудника Т е = 0
б) з постійною часу збудника Т е = 0,2
| Малюнок 5.9 Типові криві зміни періодичної складової струму КЗ від турбогенераторів з тиристорної незалежною системою збудження | Малюнок 5.10 Типові криві зміни періодичної складової струму КЗ від турбогенераторів з системою тиристора самозбудження |
На рис. 5.10 представлені типові криві для турбогенераторів з системою тиристора паралельного самозбудження (СТС) - генераторів типів ТВФ-100-2УЗ, ТВФ-110-2ЕУЗ, ТВФ-120-2УЗ, ТВВ-160-2ЕУЗ, ТВВ-167-2УЗ, ТВВ-200 -2АУЗ, ТВВ-220-2УЗ, ТВВ-220-2ЕУЗ, ТГВ-200-2УЗ, ТЗВ-220-2ЕУЗ, ТЗВ-320-2ЕУЗ; при побудові цих кривих прийняті
На рис. 5.11 представлені типові криві для турбогенераторів з діодним незалежної (високочастотної) системою збудження генераторів типів ТВФ-63-2ЕУЗ. ТВФ-63-2УЗ, ТВФ-110-2ЕУЗ; при побудові кривих прийняті
| Малюнок 5.11 Типові криві зміни періодичної складової струму КЗ від турбогенераторів з діодним незалежної (високочастотної) системою збудження | Малюнок 5.12 Типові криві зміни періодичної складової струму КЗ від турбогенераторів типів ТВВ-1000-2УЗ і ТВВ-1200-2УЗ з діодним безщітковий системою збудження | ||
Всі криві отримані з урахуванням насичення сталі статора, насичення шляхів розсіювання статора, викликаного апериодической складової струму статора, ефекту витіснення струмів в контурах ротора і регулювання частоти обертання ротора турбіни. При цьому передбачалося, що до КЗ генератор працював в номінальному режимі.
У тих випадках, коли розрахункова тривалість КЗ перевищує 0,5 с, для розрахунку періодичної складової струму в довільний момент часу при КЗ на виводах турбогенераторів допустимо використовувати криві, наведені на рис. 5.13, а при КЗ на стороні вищої напруги блокових трансформаторів - криві, наведені на рис. 5.14. Як на рис. 5.13, так і на рис. 5.14 крива 1 відноситься до турбогенератора з діодним безщітковий системою збудження, крива 2-с тиристорної незалежною системою збудження, крива 3-з діодним незалежної (високочастотної) системою збудження і крива 4 - з системою тиристора самовозбужднія.
| Малюнок 5.13. Типові криві зміни періодичної складової струму КЗ від турбогенераторів з різними системами збудження при трифазних КЗ на виводах генераторів | Малюнок 5.14. Типові криві зміни періодичної складової струму КЗ від турбогенераторів з різними системами збудження при трифазних КЗ на стороні вищої напруги блокових трансформаторів |
| Малюнок 5.15. Типові криві для синхронного електродвигуна | Малюнок. 5.16. Типові криві для асинхронного електродвигуна | |
Малюнок 5.17. Типові криві для визначення періодичної складової струму КЗ синхронних машин з тиристорної або високочастотної системою збудження і синхронних компенсаторів.
5.3.1 Метод розрахункових кривих.
Цей метод використовується, коли завдання обмежена знаходженням струму в місці короткого замикання або залишкового напруги безпосередньо через аварійну гілкою.
Порядок розрахунку.
1) Для заданої розрахункової електричної системи скласти схему заміщення, в якій генератори враховуються своїми сверхпереходнимі опорами
Навантаження у схемі заміщення не враховуються за винятком потужної навантаження, підключеного до шин, де сталося КЗ.
2) Перетворити схему заміщення до багатопроменевої зірку.
Розрахунок здійснюється за індивідуальним зміни т.к. вихідна розрахункова схема містить генератори, що знаходяться не в однакових умовах щодо місця КЗ або систему нескінченної потужності. При цьому в системі будь-якої складності досить виділити дві-три групи джерел живлення, об'єднавши в кожну з них генератори, що знаходяться приблизно в однакових умовах щодо місця КЗ.
Перетворення схеми заміщення проводиться таким чином, щоб визначити результуючий опір до точки КЗ від кожного джерела ріс.5.18.
1 лютому i
До
Рісунок.5.18
У процесі перетворення схеми заміщення часто виникає завдання поділу, так званих пов'язаних ланцюгів. Цей випадок показаний на рис 5.19.
x 1
x 2 x заг
|
x i
i
Малюнок 5.19
Струми від джерел 1,2, .., i проходять через загальний опір
Результуючі опору променів у цьому випадку визначаються за формулою:
де -
-
Причому
3) Привести отримані результуючі значення опорів гілок до номінальних умов, тобто визначити розрахункові опору:
де
5) Обчислити значення періодичної складової струму КЗ від кожного джерела в кА:
6) Визначити періодичну складову струму в точці КЗ в заданий момент часу в кА:
де n - кількість променів.
П р и м і т а н н я:
При
або
де
Приклад 2.
Для розрахункової схеми представленої на ріс.5.3 знайти діюче значення періодичної складової струму трифазного короткого замикання в точці "K1" для моменту часу t = 0,1 c.
Опору елементів схеми заміщення розраховані в прикладі 1. Навантажувальну гілка не враховуємо. Після перетворення отримуємо схему представлену на рис. 5.20.
G |
C |
K1 |
Малюнок 5.20
К1 |
З |
G1 |
Малюнок 5.21
Тому що напруга на шинах системи під час короткого замикання в точці "K1" не змінюється, то діюче значення періодичної складової струму КЗ від системи для будь-якого моменту часу буде постійно і однаково:
Діюче значення періодичної складової струму КЗ від генератора для моменту часу t = 0,1 с. знаходимо за розрахунковим кривим ріс.5.10.
У іменованих одиницях:
Струм у точці "K1" через 0,1 с. після КЗ буде дорівнює:
5.3.2. Метод типових кривих.
Типові криві враховують зміну діючого значення періодичної складової струму короткого замикання, якщо відношення діючого значення періодичної складової струму генератора в початковий момент КЗ до його номінального струму дорівнює або більше двох. При менших значеннях цього відносини слід вважати, що діючого значення періодичної складової струму КЗ не змінюється в часі, тобто
Розрахунок діючого значення періодичної складової струму КЗ від синхронного генератора (СГ) або декількох однотипних СГ знаходяться в однакових умовах щодо точки КЗ слід вести в наступному порядку:
1) За вихідної розрахункової схемою скласти еквівалентну схему заміщення для визначення початкового значення періодичної складової струму КЗ
2) Знайти ставлення
де
3) згідно з кривою
4) Визначити діюче значення періодичної складової струму КЗ від генератора (групи генераторів) в момент часу t в кА:
Якщо джерела електричної енергії різнотипні або з різною віддаленістю щодо точки КЗ, то дійсну схему заміщення потрібно привести до радіальної (якщо це можливо). Кожен промінь в такій схемі відповідає виділеному джерела або групі однотипних джерел і пов'язаний з точкою КЗ. Досить виділити три-чотири променя. Джерела, безпосередньо пов'язані з точкою КЗ, а також джерела нескінченної потужності слід розглядати окремо від інших джерел.
Розрахунок діючого значення періодичної складової струму КЗ кожного променя проводиться в порядку викладеному вище.
Діюче значення періодичної складової струму в точці КЗ в заданий момент часу t визначається як сума відповідних струмів всіх променів. Якщо група генераторів і система пов'язана з точкою КЗ через загальний опір
1. Знайти результуючий опір
Малюнок 5.22
2. Обчислити початкове значення періодичної складової струму в гілці генератора
3. Визначити відносини
Якщо
4. По кривій
5. Обчислити діюче значення періодичної складової від системи і групи генераторів у момент часу t в кА
6. Знайти діюче значення періодичної складової струму в точці КЗ в заданий момент часу t, як суму струму
Приклад 3. Для розрахункової схеми, наведеної на ріс.5.3, визначити діюче значення періодичної складової струму КЗ в точці "К1" для моменту часу t = 0,2 с.
Опору елементів схеми заміщення розраховані в прикладі 1. Після перетворення отримуємо схему представлену на рис. 5.20.
K1
Малюнок 5.23
Визначаємо початкове значення періодичної складової струму КЗ в точці "К1"
Обчислюємо початкове значення періодичної складової струму в гілці генератора
Визначаємо відносини.
4. За типовими кривим (ріс.15.17) для t = 0,1 с. знаходимо
5. Обчислюємо діюче значення періодичної складової струму КЗ в точці "К1" для моменту часу t = 0,1 с.
5.4 Розрахунок діючого значення періодичної складової струму КЗ для сталого режиму (
При сталому КЗ генератор, що має регулятор збудження, в залежності від його віддаленості від точки КЗ може працювати в двох режимах:
1) режим граничного збудження,
2) режим нормальної напруги.
Нижче наведені співвідношення, якими характеризуються режими роботи генератора з АРВ.
Режим граничного збудження | Режим номінального напруги |
Порядок розрахунку.
1. Проаналізувавши участь кожного СГ у підживленні точки КЗ, задати режими їх роботи.
2. Скласти схему заміщення, в якій генератори враховуються параметрами, у відповідності з заданими режимами роботи:
Відносне значення граничної ЕРС
Узагальнена навантаження вводиться опором
Опору генераторів і навантаження приводяться до базисних умов і основний щаблі за формулами (1 і 6).
3.Свернуть схему заміщення до найпростішого вигляду і визначити
4.Вичісліть стале значення періодичної складової струму КЗ в відносних одиницях
5.Разворачівая схему заміщення, визначити струми в генераторних гілках схеми.
6. Обчислити критичні струми від кожного генератора:
7. Порівнюючи критичні струми з обчисленими струмами в генераторних гілках, перевірити обрані режими роботи генераторів. Якщо режим роботи деяких генераторів вибрано неправильно, то перезадать режим їх роботи і розрахунок повторити.
8.Якщо режими роботи всіх генераторів обрані правильно, то визначити сталий струм КЗ в кА:
Приклад 4. Для розрахункової схеми, наведеної на ріс.5.3 визначити діюче значення періодичної складової сталого струму трифазного к.з. в точці "
Рішення: З огляду на, що генератор знаходиться за двома ступенями трансформації від точки к.з. приймемо номінальний режим його роботи. У відповідності з обраним режимом роботи, генератор в схему заміщення вводиться
Малюнок 5.24
Після перетворення схеми заміщення отримуємо:
Малюнок 5.25
Малюнок 5.26
За схемою заміщення рис. 26 знаходимо струм к.з. в ланцюзі генератора:
Визначаємо критичний струм генератора:
Так як
5.5 Визначення миттєвого і чинного значень ударного струму КЗ.
Якщо всі джерела електричної енергії знаходяться приблизно в однакових умовах щодо точки короткого замикання, то величини миттєвого і чинного значень ударного струму КЗ можна визначити за формулами:
де
причому
ω - кругова частота, що дорівнює 314 1 / с.
Якщо точка КЗ знаходиться на шинах генератора або на високій стороні блочного трансформатора, або на шинах навантаження, то миттєве значення ударного струму в місці КЗ слід визначати як суму миттєвих ударних струмів від джерела, на шинах якого відбулося КЗ і від еквівалентного джерела, що заміняє всю іншу частина системи.
Порядок розрахунку:
1. Використовуючи схему заміщення і результати перетворення п.5.1. навести схему заміщення до двухлучевого увазі:
K
Малюнок 5.27
2. Знайти початкові значення періодичних складових струму КЗ обох променів.
3. Скласти схему заміщення, в яку всі елементи вводяться своїми активними опорами. Величини цих опорів знаходяться за відомим індуктивному опору елемента і стосовно
Таблиця 5.2
| Найменування елемента | Ставлення |
| Турбогенератори до 100 МВт | 15-85 |
| Турбогенератори 100-500 МВт | 100-140 |
| Трансформатори 5-30 МВА | 7-17 |
| Трансформатори 60-500 МВА | 20-50 |
| Реактори до 1000 А | 15-70 |
| Реактори від 1500 А | 40-80 |
| ЛЕП | 2-8 |
| Узагальнена навантаження | 2,5 |
5. Визначити постійні часу загасання
6. Визначити ударні коефіцієнти
7. Знайти миттєве значення ударного струму в місці КЗ, як суму відповідних струмів променів.
8. Слід мати на увазі, що діюче значення ударного струму КЗ (I у) не є сума відповідних струмів по гілках. Цей струм визначається, як середньоквадратичне значення за формулою:
де
Приклад 5. Для розрахункової схеми, наведеної на ріс.5.3, розрахувати миттєве і діюче значення ударного струму трифазного К.З в точці "К".
Так як система і генератор знаходяться приблизно в однакових умовах щодо точки КЗ, то ударний струм розраховуємо по початковому діючим значенням періодичної складової струму КЗ.
Складаємо схему заміщення рис.28, в яку всі елементи вводимо своїми активними опорами у відповідності до таблиці 2. Розраховуємо
До
Малюнок 5.28
Розраховуємо миттєве
5.6. Визначення значення залишкової напруги у зазначеній точці для моменту часу t = 0.
Розгортаючи схему заміщення (рис.24), визначити послідовно значення струмів в гілках і напруги у вузлах у відносних одиницях. Обчислити значення напруги в заданій точці "М" в іменованих одиницях за формулою:
де
Цей текст може містити помилки.
Фізика та енергетика | Методичка
Схожі роботи:
Розрахунок короткого замикання
Коротке замикання в електропроводці Можливі причини пожежі
Історія написання Короткого курсу історії ВКПб
Визначення діаметра короткого трубопроводу при закінченні в атмосферу
Електричні поля струмів промислової частоти
Рівняння постійного поля іонних струмів
Зображення струмів і напруг комплексними числами
Лінгвістичний аналіз засобів характеристики опису місця дії на матеріалі короткого оповідання
Розрахунок струмів і напруг у складному електричному колі