Расчет токов короткого замыкания - Курсовая работа

При переходе от одного режима работы системы к другому изменяется электромагнитное состояние элементов системы и нарушается баланс между механическим и электромагнитным моментами на валах генераторов и двигателей. Переходный процесс характеризуется совокупностью электромагнитных и механических изменений в системе, которые взаимно связаны и представляют собой единое целое. Тем не менее очень часто переходный процесс делят на две стадии: на первой стадии изза большой инерции вращающих машин в ЭС преобладают электромагнитные изменения, эта стадия длится от нескольких сотых до 0.1 … 0.2 секунд и называется электромагнитным переходным процессом; на второй стадии проявляются механические свойства системы, которые оказывают существенное влияние на переходные процессы, эта стадия называется электромеханическим переходным процессом. Вид короткого замыкания Относительная вероятность короткого замыкания (%) в сетях различных напряжений, КВ Последствия коротких замыканий: 1) системная авария, вызванная нарушением устойчивости системы.Рисунок 1 - Схема замещенияБазисный ток определяется по формуле: ; (1.1) где Sб - базисная мощность; Коэффициент трансформации определяется по формуле: ; (1.3) где - напряжение обмотки трансформатора, расположенной со стороны основной ступени (ступень, где рассматривается короткое замыкание);Определение сопротивлений трансформаторов и автотрансформаторов. Станция №1. Станция №2. Станция №3. Определение сопротивлений линий.Рисунок 2 - Первый этап преобразования Рисунок 3 - Второй этап преобразованияТоки в ветвях определяются с помощью коэффициентов распределения. Рисунок 8 - Первый этап развертывания схемы Рисунок 9 - Второй этап развертывания схемыДля уменьшения количества однотипных преобразований дальнейшая рабочая схема принимается уже частично преобразованной.Из итоговой схемы замещения (рисунок 15) находится суммарный ток в месте короткого замыкания .Дополнительные данные, необходимые для расчета, приведены в таблице 1. Станция №1: Станция №2: Станция №3: Полученные результаты сведены в таблицу 2.Исходя из того, что генераторы трех станций достаточно далеко расположены от точки короткого замыкания, можно предположить, что все генераторы работают в режиме РНН, и, следовательно, учитываются в схеме замещения следующими параметрами: Исходная схема замещения для расчета установившегося режима короткого замыкания представлена на рисунке 16. Рисунок 16 - Исходная схема замещения для расчета установившегося режима КЗПроверка показала, что режимы работы генераторов выбраны правильно.Схема замещения принимается частично преобразованной.Результаты сравнения сведены в таблицу 4.Рисунок 25 - График зависимостиРисунок 26 - Схема замещения прямой последовательностиДля схемы обратной последовательности сопротивления генераторов равны . ЭДС источников принимаются равными 0. Производится пересчет сопротивлений генераторов Рисунок 27 - Схема замещения обратной последовательностиВ схеме нулевой последовательности производится пересчет сопротивлений системы, линий, нагрузки. Рисунок 32 - Схема замещения нулевой последовательности;

;

;

;

;

;

;

, , , < 2, следовательно КЗ удаленное и ток не изменяется во времени.

;

;

;

;

.;

;

;

;

;

.;

;

Разница в значениях составляет 0,058 %, что меньше 5 %, следовательно, расчет произведен верно.Значение тока прямой последовательности в ветви с разземленной нейтралью берется из расчета двухфазного короткого замыкания: ; Находятся суммарные токи прямой последовательности по группам ветвей с различным состоянием нейтрали: ; Находится ток обратной последовательности по группам ветвей с различным состоянием нейтрали: Определяется суммарный ток обратной последовательности в месте КЗ: ;Ток обратной последовательности , КА: .Напряжение в фазе А равно нулю, КВ: ; Напряжение в фазе В , КВ: КВ.В курсовой работе был произведен расчет токов короткого замыкания. Сравнив результаты расчета установлено, что метод эквивалентных ЭДС, точнее, чем метод типовых кривых.

Содержание

Введение

1. Определение токов трехфазного короткого замыкания методом эквивалентных ЭДС в моменты времени и 1.1 Определение начального сверхпереходного тока

1.1.1 Составление схемы замещения

1.1.2 Определение параметров схемы замещения

1.1.2.1 Определение приведенных сопротивлений схемы замещения

1.1.3 Преобразование схемы замещения без учета нагрузок

1.1.4 Определение характера нагрузок

1.1.5 Преобразование схемы замещения с учетом нагрузок

1.1.6 Определение начального сверхпереходного и ударного токов

1.2 Определение тока установившегося короткого замыкания

1.2.1 Предварительный выбор режимов работы генераторов и преобразование схемы замещения

1.2.2 Определение токов короткого замыкания в ветвях генераторов

1.2.3 Проверка правильности выбора режимов работы генераторов

2. Определение токов трехфазного короткого замыкания методом типовых кривых

2.1 Составление схемы замещения и ее преобразование

2.2 Определение токов

2.3 Сравнение результатов расчета сверхпереходного и установившегося токов короткого замыкания, методом эквивалентных ЭДС и методом типовых кривых

2.4 Построение графика зависимости

3. Расчет всех видов несимметричных коротких замыканий методом типовых кривых

3.1 Составление схемы прямой последовательности

3.2 Составление схемы обратной последовательности

3.3 Составление схемы нулевой последовательности

3.4 Расчет двухфазного короткого замыкания

3.4.1 Определение результирующих сопротивлений

3.4.2 Определение токов в ветвях генераторов и суммарного тока короткого замыкания

3.4.3 Определение фазных токов и фазных напряжений в месте короткого замыкания

3.4.4 Сравнение коэффициентов несимметрии

3.5 Расчет двухфазного короткого замыкания на землю

3.5.1 Определение результирующих сопротивлений

3.5.2 Определение токов в ветвях генераторов и суммарного тока короткого замыкания

3.6 Расчет однофазного короткого замыкания

3.6.1 Определение тока прямой и обратной последовательности

3.6.2 Определение фазных токов и фазных напряжений в месте короткого замыкания

Приложение А: диаграммы токов и напряжений несимметричных коротких замыканий

Приложение Б: Графики зависимостей токов несимметричных коротких замыканий от времени

Заключение

Список использованных источников

ток короткое замыкание

При переходе от одного режима работы системы к другому изменяется электромагнитное состояние элементов системы и нарушается баланс между механическим и электромагнитным моментами на валах генераторов и двигателей. Переходный процесс характеризуется совокупностью электромагнитных и механических изменений в системе, которые взаимно связаны и представляют собой единое целое. Тем не менее очень часто переходный процесс делят на две стадии: на первой стадии изза большой инерции вращающих машин в ЭС преобладают электромагнитные изменения, эта стадия длится от нескольких сотых до 0.1 … 0.2 секунд и называется электромагнитным переходным процессом; на второй стадии проявляются механические свойства системы, которые оказывают существенное влияние на переходные процессы, эта стадия называется электромеханическим переходным процессом.

Наиболее частой причиной возникновения аварийных переходных процессов является короткое замыкание.

Таблица 1 - Вероятность коротких замыканий в электрических системах

Вид короткого замыкания Относительная вероятность короткого замыкания (%) в сетях различных напряжений, КВ

6…20 35 110 220 500

Однофазное 61 67 83 88 95

Двухфазное 17 18 5 3 2

Двухфазное на землю 11 7 8 7 2

Трехфазное 11 8 4 2 1

Причины возникновения коротких замыканий: 1) нарушение изоляции электрооборудования;

2) механические повреждения элементов электрической сети;

3) преднамеренные короткие замыкания;

4) перекрытия токоведущих частей животными или птицами;

5) ошибки персонала подстанций при проведении переключений.

Последствия коротких замыканий: 1) системная авария, вызванная нарушением устойчивости системы.

2) термическое повреждение электрооборудования, связанное с его недопустимым нагревом токами КЗ.

3) механическое повреждение электрооборудования, вызываемое воздействием больших электромагнитных сил между токоведущими частями.

4) ухудшение условий работы потребителей.

5) наведение при несимметричных КЗ в соседних линиях связи и сигнализации ЭДС, опасных для обслуживающего персонала.

Расчеты токов КЗ необходимы для достижения следующих целей: 1) определение условий работы потребителей в аварийных режимах;

2) выбора аппаратов и проводников и их проверки по условиям электродинамической и термической стойкости;

3) проектирования и настройки устройств релейной защиты и автоматики;

4) проектирования и проверки защитных устройств;

5) сопоставления, оценки и выбора схемы электрических соединений;

6) определения влияния линий электропередачи на линии связи;

7) определение числа заземленных нейтралей и их размещение в ЭС;

8) выбора разрядников;

9) анализа аварий;

10) подготовки к проведению различных испытаний в ЭС.

В курсовой работе был произведен расчет токов короткого замыкания. Для симметричных коротких замыканий методами эквивалентных ЭДС и типовых кривых, а для несимметричных - методом типовых кривых. Сравнив результаты расчета установлено, что метод эквивалентных ЭДС, точнее, чем метод типовых кривых. Выяснено, что наибольший ток при трехфазном коротком замыкании. Для несимметричного короткого замыкания - при двухфазном на землю. Наибольшее различие коэффициентов несимметрии при двухфазном на землю замыкании. Данное расхождение допустимо. Также были построены векторные диаграммы токов и напряжений.

1. Куликов Ю.А. «Переходные процессы в электрических системах» М. Мир, 2003г.

2. Пилипенко В.Т. «Методические указания к курсовой работе по дисциплине переходные процессы» РИК ГОУ ОГУ, 2004г.

3. «Правила устройства электроустановок» М. Энергоатомиздат. 2003г.

4. Ульянов С.А. «Электромагнитные процессы в электрических системах» М.Энергия, 1970г.

5. Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. «Руководящие указания по расчету токов короткого замыкания и выбору электрооборудования».

6. Идельчик, В.И. Электрические системы и сети: Учебник для вузов.-М.: Энергоатомиздат, 1989.-522с.

7. СТП 101-00. Общие требования и правила оформления выпускных квалификационных работ, курсовых проектов (работ), отчетов по РГР, по УИРС, по производственной практике и рефератов. - Взамен СТП 2069022.101-88, СТП 2069022.102-93, СТП 2069022.103-92, СТП 2069022.105-95, СТП 2069022.108-93; Введен 25.12.2000г. - Оренбург: ОГУ, 2000. - 62 с.