Расчёт токов короткого замыкания

Министерство образования  и науки Российской Федерации

 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ  БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО  ОБРАЗОВАНИЯ

«ОРЕНБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ»

 

Электроэнергетический факультет

 

Кафедра электроснабжения промышленных предприятий

 

 

 

 

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

 

по дисциплине «Переходные процессы в электроэнергетических системах»

 

Расчёт токов короткого замыкания

 

Пояснительная записка

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задание на курсовую работу

 

Расчёт токов короткого  замыкания

 

Исходные данные: 1 Расчётная схема;

2 Таблицы параметров элементов расчётной схемы (исходные данные).

Перечень подлежащих разработке вопросов:

1 Определить методом эквивалентных  ЭДС начальное сверхпереходное  и установившееся значения тока 
трёхфазного короткого замыкания;

2 Определить методом типовых  кривых токи трёхфазного короткого замыкания ;

3 Определить методом типовых кривых при всех видах несимметричного короткого замыкания токи (для различных моментов времени) и напряжения (для момента возникновения КЗ);

3.1 Построить зависимости I_к = f(t);

3.2 Определить  коэффициент несимметрии;

3.3 Построить в выбранном масштабе векторные диаграммы токов и напряжений в месте короткого замыкания.

Перечень графического материала:

Таблицы результатов расчётов, схемы замещения, векторные диаграммы, кривые зависимостей.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Вариант №163

 

Таблица 1 – Генераторы с  АРВ

№ Стан.	Марка генератора	МВА	кВ	x"d о.е.	x2 о.е.	xσ о.е.	Ifхх , А	Ifн , А	ОКЗ	Ке	n
1	ТВФ–60–2	75	10,5	0,146	0,18	0,12	617	1500	0,68	2	-
2	ТВВ–200–2	235,29	15,75	0,19	0,232	0,166	1045	2680	0,58	2	6
3		103,75	13,8	0,258	0,264	0,169	692	1300	1,27	1,76	6

 

Таблица 2 – Трансформаторы

Номер станции
1	80	121	10,5	11
2	200	121	15,75	10,5
3	80	121	13,8	11

 

Таблица 3–Автотрансформатор

МВА
63	230	121	11	35	22	11

 

Таблица 4 – Состояние  заземляющих ножей в нейтрали трансформаторов

QSG1	QSG2	QSG3	QSG4	QSG5
-	-	-	+	+

 

Таблица 5 – Линии

Длина, км	250	250	300	100
,х Ом/км	0,36	0,36	0,36	0,36

 

Таблица 6 – Нагрузка и  питающая система

Нагрузка	100	1150	450	–
Система	–	–	–	2300

 

Таблица 7– Реакторы

		xL , %
10	2	6

 

 

 

 

Аннотация

 

В данной курсовой работе представлен  расчёт симметричного и несимметричного вида короткого замыкания с помощью метода эквивалентных ЭДС и типовых кривых.

Осуществляется расчёт тока трёхфазного короткого замыкания (КЗ) методом эквивалентных ЭДС, т.е. расчёт сверхпереходного и установившегося тока КЗ, а также методом типовых кривых для различных моментов времени.

Представлен расчёт тока при  несимметричных видах КЗ методом типовых кривых для различных моментов времени, и определены напряжения для начального момента времени. Построены векторные диаграммы для токов и напряжений при несимметричном виде КЗ.

Пояснительная записка содержит 58 страниц, в том числе 46 рисунков и 1 таблицу.

 

 

Содержание

 

1 Расчёт трёхфазного  короткого замыкания методом  эквивалентных ЭДС 8

1.1 Определение  начального сверхпереходного тока `8

1.1.1 Составление  схемы замещения 8

1.1.2 Определение  параметров схемы замещения 9

1.1.3 Преобразование  схемы замещения без учёта  нагрузок 14

1.1.4 Определение характера нагрузок 17

1.1.5 Преобразование  схемы замещения с учётом нагрузок 20

1.1.6 Определение  начального сверхпереходного и  ударного токов короткого замыкания 23

1.2 Определение  тока установившегося короткого  замыкания 24

1.2.1 Расчёт  параметров генераторов станции 24

1.2.2 Определение  сопротивлений нагрузок  26

1.2.3 Определение  сопротивлений и ЭДС  нагрузок 26

1.2.4 Предварительный  выбор режимов работы генераторов  и преобразование схемы замещения 26

1.2.5 Определение  токов КЗ в ветвях генераторов 31

1.2.6 Проверка  правильности выборов режимов  работы генераторов 32

2 Расчёт трёхфазного  короткого замыкания методом  типовых кривых 33

2.1 Составление  и преобразование схемы замещения 33

2.2 Определение  начального тока КЗ от источников  питания и нагрузки 35

2.3 Определение  удаленности генераторов станции  от места КЗ 35

2.4 Определение  тока КЗ для различных моментов  времени 35

2.5 Определение  установившегося тока КЗ………………………………………...36

3 Расчёт токов  при несимметричных видах КЗ  методом типовых кривых 37

3.1 Составление  схем замещения различных последовательностей,  определение его параметров, его  преобразование и определение  результирующего сопротивления 37

3.1.1 Схема  замещения прямой последовательности 37

3.1.2 Схема  замещения обратной последовательности 37

3.1.3 Схема  замещения нулевой последовательности 42

3.2 Расчёт  двухфазного короткого замыкания 45

3.2.1 Определение  начального действующего значения  периодической составляющей тока  КЗ прямой последовательности  от каждого источника 45

3.2.2 Определение  удалённости генераторов станции  от места КЗ 45

3.2.3 Определение  результирующего тока КЗ прямой  последовательности для соответствующего  момента времени 46

3.2.4 Определение  результирующего тока КЗ обратной  последовательности для соответствующего  момента времени 46

3.2.5 Определение  фазных токов в месте КЗ  в соответствующий момент времени 46

3.2.6 Определение  симметричных составляющих и  фазных напряжений в месте  КЗ в начальный момент времени 47

3.2.7 Определение коэффициента несимметрии 47

3.2.8 Построение  векторных диаграмм токов и  напряжений 48

3.3 Расчёт  двухфазного короткого замыкания  на землю 49

3.3.1 Определение  начального действующего значения  периодической составляющей тока  КЗ прямой последовательности  от каждого источника 49

3.3.2 Определение  удалённости генераторов станции  от места КЗ 49

3.3.3 Определение  результирующего тока КЗ прямой  последовательности для соответствующего  момента времени 49

3.3.4 Определение  результирующего тока КЗ обратной  последовательности для соответствующего  момента времени 50

3.3.5 Определение  результирующего тока КЗ нулевой  последовательности для соответствующего  момента времени 50

3.3.6 Определение  фазных токов КЗ в соответствующий  момент времени 50

3.3.7 Определение  симметричных составляющих и  фазных напряжений в начальный  момент времени 51

3.3.8 Определение коэффициента несимметрии 51

3.3.9 Построение  векторных диаграмм токов и  напряжений 52

3.4 Расчёт  однофазного короткого замыкания 53

3.4.1 Определение  результирующего тока КЗ обратной  последовательности в соответствующий  момент времени 53

3.4.2 Определение  результирующего тока КЗ прямой  и нулевой последовательности 53

3.4.3 Определение  фазных токов КЗ 53

3.4.4 Определение  симметричных составляющих и  фазных напряжений в начальный  момент времени 53

3.4.5 Определение коэффициента несимметрии 54

3.4.6 Построение  векторных диаграмм токов и  напряжений 55

4 Результаты расчётов  различных видов токов короткого  замыкания и их графическое  изображение…………………………………...…………………………56

Заключение 57

Список использованных источников 58

 

 

1 Расчёт трёхфазного короткого  замыкания методом эквивалентных  ЭДС

1.1 Определение начального сверхпереходного  тока

1.1.1 Составление  схемы замещения

 

 

Рисунок 1.1 – Схема замещения без учета нагрузок

 

 

1.1.2 Определение параметров  схемы замещения

1.1.2.1 Выбор базисных  условий

 

Базисное напряжение и базисная мощность:

Базисный ток I_б, кА:

 

                                                                 (1.1)

 

 

Базисное сопротивление X_б, Ом:

 

                                                        (1.2)

 

 

1.1.2.2 Определение  коэффициентов трансформации трансформаторов  и автотрансформаторов для точного  привидения 

 

                                                        (1.3)

 

где U_вн1 – высшее напряжение обмотки трансформатора 1^ой станции, кВ;

U_нн1 – низшей напряжение обмотки трансформатора 1^ой станции, кВ.

                                                        (1.4)

 

где U_вн2 – высшее напряжение обмотки трансформатора 2^ой станции, кВ;

U_нн2 – низшей напряжение обмотки трансформатора 2^ой станции, кВ.

                                                        (1.5)

 

где U_вн3 – высшее напряжение обмотки трансформатора 3^ей станции, кВ;

U_нн3 – низшей напряжение обмотки трансформатора 3^ей станции, кВ.

 

                                                        (1.6)

 

где U_сн – среднее напряжение обмотки автотрансформатора, кВ;

U_нн4 – высшее напряжение обмотки автотрансформатора, кВ.

 

                                                        (1.7)

 

где U_нн – низшее напряжение обмотки автотрансформатора, кВ;

 

1.1.2.3 Определение приведенных сопротивлений трансформаторов и автотрансформаторов

 

Сопротивление трансформаторов: