МІНІСТЕРСТВО НАУКИ ТА ОСВІТИ УКРАЇНИ

ДОНЕЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Кафедра “Електричні станції та мережі”

ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА

до курсової роботи

по курсу : «Перехідні процеси у в системах електропостачання»

на тему : «Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання»

Виконав ст.гр. __________ _________

дата підпис

Перевірив ас. __________ _________

дата підпис

Нормаконтролер ас. __________ _________

дата підпис

Донецьк

РЕФЕРАТ

Пояснювальна записка: 32с., 11 рис., 5 джерел,1 таблиця, 1 додаток.

Об’єкт дослідження – система електропостачання.

Мета роботи - придбання практичних навичок розрахунку електромагнітних перехідних процесів у системах електропостачання. Під час її виконання провела розрахунки струмів та напруг при симетричних та несиметричних коротких замиканнях у високовольтній мережі, струмів замикання на землю в мережах з ізольованою нейтраллю, а також визначила струми КЗ в низковольтних мережах. Побудувала векторних діаграм струмів та напруг при несиметричних коротких замиканнях.

ПЕРЕХІДНІ ПРОЦЕСИ, ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ, КОРОТКІ ЗАМИКАННЯ, МЕРЕЖА, НЕЙТРАЛЬ,ВЕКТОРНІ ДІАГРАМИ.

ЗМІСТ

Перелік умовних позначень та скорочень

Вступ

1.Розрахунок струмів трифазного короткого замикання

1.1 Вихідні дані

1.2Складання та перетворення схеми заміщення

1.3 Розрахунок струмів трифазного КЗ у початковий момент часу

1.4 Розрахунок струмів КЗ у довільний момент часу

2.Розрахунок несиметричного короткого замикання

2.1 Складання та перетворення схем заміщення окремих послідовностей

2.2 Розрахунок струмів та напруг при несиметричному КЗ

2.3 Побудова векторних діаграм

3.Визначення стуму замикання на землю в мережі з ізольованою нейтраллю

4.Особливості розрахунку струмів короткого замикання в мережі 0,4 кВ

Висновки

Перелік посилань

Додаток А

ПЕРЕЛІК УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ ТА СКОРОЧЕНЬ

СЕП – системи електропостачання;

КЗ - коротке замикання;

ЕРС – електрорушійна сила;

U_б - базисна напруга;

G - генератори;

М - асинхронний двигун;

MG - синхронний двигун.

ВСТУП

Задача досліджень та розрахунків перехідних процесів є у тому, щоб аналізуючи особливості роботи та якісно нові властивості при кількісних змінах у системах електропостачання, передбачати проходження перехідних процесів та керувати ними.

Дослідження та розрахунок перехідних процесів є одним з необхідних умов розв’язання багатьох задач, що з’являються при проектуванні та експлуатації систем електропостачання. Ці задачі пов’язані з дослідженням електромагнітних перехідних процесів, вибором принципу дії та настроювання автоматичних пристроїв проти аварійного керування, аналізом механічних перехідних процесів з метою визначення умов стійкості електричного навантаження систем та розробки заходів для забезпечення безперервної роботи промислових підприємств в різних режимах систем електропостачання.

За дослідженнями та розрахунками перехідних процесів слід проектувати такі системи, в яких перехідні процеси закінчувалися б злагодженим потрібним стійким режимом. При цьому перехідні процеси мають розглядатися з боку надійності всієї системи та її поведінка при зміні умов роботи.

В процесі експлуатації систем однією з основних причин порушення нормального режиму роботи окремих електроустановок та системи в цілому є короткі замикання, які є випадковими або спеціальними, не передбачуваними нормальним режимом роботи, електричні з’єднання різних точок електроустановки між собою або з землею.

Для розв’язання складних задач та проведення традиційних розрахунків перехідних процесів зараз широко застосовують засоби обчислювальної техніки.

1 РОЗРАХУНОК СТРУМІВ ТРИФАЗНОГО КОРОТКОГО ЗАМИКАННЯ

1. Вихідні дані

На рисунку 1.1 привела вихідну схему електричної системи

Рисунок 1.1 – Вихідна схема.

Характеристики складових системи обирала за довідником [4].

Таблиця 1.1 – Вихідні дані

Генератори G1,G2	Pн, МВт	300
Трансформатори Т1,Т2	Sн, МВА Uн, кВ	400 220
Трансформатори Т3, Т4	Sн, МВА	32
Трансформатор Т5	Sн, кВА	2500
Двигун М	Pн, кВт 4 штуки	800
Двигун MG	Pн, кВт 2 штуки	500
Вимикач QF	Iн, А	4000
Система GS	Sкз, МВА	4500
Повітряна лінія WL1	L, км Х0/х	60 3,5
Повітряна лінія WL2	L, км Х0/х	35 3,0
KL1		0,3
KL2		1
KL3		8,2
KL4		9,2

Генератори G₁,G₂ тип ТГВ-300-2У3 :

• номінальна повна потужність S_н= 353 МВА

• номінальна напруга U_н= 20 кВ;

• cosц_н =0,85;

• номінальний струм І_н= 10,19 кА;

• x_d^//=0.195 в.о.

Трансформатори Т1 та Т2 типу ТДЦ –400000/220-78Т1

• номінальна вища напруга U_вн=237 кВ;

• номінальна нижча напруга U_нн=21 кВ;

• U_к=11%.

Трансформатори Т3 та Т4 типу ТРДН-32000/220:

• номінальна вища напруга U_вн=230 кВ;

• номінальна нижча напруга U_нн=6,3 кВ.

• U_кВН=11,5%.

Трансформатор Т5 типу ТМ-2500/10:

• U_к=6,5%;

• Р_к =23,5 кВт.

Асинхронний двигун М типу ДА302-17-44-8У1:

• номінальна напруга U_н=6 кВ;

• кратність стуму 6.8;

• ККД 93,5;

• cosц_н =0,85;

Синхронний двигун МG типу СДН 14-44-12У3:

• номінальна напруга U_н=6 кВ;

• кратність стуму 5.3;

• ККД 93,2;

• cosц_н =0,9;

Вимикачі типу 7025С 4000/380.

2. Складання та розрахунок схеми заміщення

Рисунок 1.2 – Схема заміщення.

= = = =0,033.

WL1: в.о..

WL2 : в.о..

T1, T2 : в.о..

Т3, Т4: в.о..

в.о..

КL1: в.о..

КL2: в.о..

MG: в.о.;

;

в.о..

M: в.о.;

.

G1, G2: в.о..

Для енергосистеми приймаю Е=1,05

Над перехідна ЕРС синхронних генераторів та синхронних електродвигунів, що працюють до КЗ із перезбудженням, визначається за формулою:

,

де , - напруга на виводах машини і струм статора в попередньому режимі;

- кут зсуву фаз між струмом і напругою в попередньому режимі;

- над перехідний опір машини при нормальних умовах.

До виникнення КЗ двигуни працювали у номінальному режимі, тому

.

Для асинхронних двигунів:

М: в.о..

Для синхронних:

G :

;

MG : в.о..

Безпосередній розрахунок для схеми заміщення.

в.о.;

в.о.;

в.о.;

в.о.;

в.о..

Тому що кількість АД дорівнюю 4, а СД – 2, одержуємо:

в.о.;

в.о.;

в.о.;

в.о.;

в.о.;

в.о.;

в.о.;

в.о.;

в.о.;

в.о..

Рисунок 1.3 – Отримана схема заміщення

Напруга прямої послідовності:

в.о..

в.о.;

;

кА;

кА.

Струм від двигунів:

в.о.;

в.о..

Перший закон Кирхгофа:

Звідки:

в.о..

Напруга у точці В:

в.о..

Струм генераторів:

в.о..

Струм системи:

в.о..

1.3 Розрахунок струмів трифазного КЗ у початковий момент часу

Струми джерел в багатопроменевій зірці:

кА;

кА;

кА;

кА.

Загальний струм в місці КЗ:

кА.

1.4 Розрахунок струмів КЗ у довільний момент часу

Визначення періодичного струму КЗ у довільний момент часу від генераторів потужністю до 500 МВт включно, від синхронних компенсаторів та електродвигунів проводиться із застосуванням методу типових кривих.

Номінальні струми машин, приведених до точки КЗ:

І_ном(М)= кА;

І_ном(МG)= кА;

І_ном(G)= кА.

Віддаленість точки КЗ від синхронної машини характеризується відношенням діючого значення періодичної складової струму цієї машини в початковий момент КЗ до номінального струму машини:

.

,

;

,

;

.

Розрахунок періодичної складової струму КЗ у довільний момент часу. при коротке замикання вважається віддаленим і періодична складова струму КЗ приймається незмінної по амплітуді: . Не змінюється в часі і періодична складова струму КЗ від енергосистеми.

кА;

кА;

кА;

кА - const.

Аперіодична складова струму КЗ від будь-якого джерела у довільний момент часу визначається по формулі

,

де – періодичний струм КЗ від цього ж джерела у початковий момент часу;

– постійна часу згасання аперіодичної складової струму КЗ, с.

Для всіх характерних гілок електричної системи, крім гілок електродвигунів, значення визначається за табл. Д.2.2.

Тоді отримуємо аперіодичні складові:

кА;

кА;

кА;

кА.

Сумарна аперіодична складова дорівнює:

кА.