Xreferat.com » Рефераты по физике » Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання

Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання

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;

Uб - 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


Вихідні дані


На рисунку 1.1 привела вихідну схему електричної системи


Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання

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 Sн= 353 МВА

номінальна напруга Uн= 20 кВ;

cosцн =0,85;

номінальний струм Ін= 10,19 кА;

xd//=0.195 в.о.

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

номінальна вища напруга Uвн=237 кВ;

номінальна нижча напруга Uнн=21 кВ;

Uк=11%.

Трансформатори Т3 та Т4 типу ТРДН-32000/220:

номінальна вища напруга Uвн=230 кВ;

номінальна нижча напруга Uнн=6,3 кВ.

UкВН=11,5%.

Трансформатор Т5 типу ТМ-2500/10:

Uк=6,5%;

Рк =23,5 кВт.

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

номінальна напруга Uн=6 кВ;

кратність стуму 6.8;

ККД 93,5;

cosцн =0,85;

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

номінальна напруга Uн=6 кВ;

кратність стуму 5.3;

ККД 93,2;

cosцн =0,9;

Вимикачі типу 7025С 4000/380.


Складання та розрахунок схеми заміщення


Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання

Рисунок 1.2 – Схема заміщення.


Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання=Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання=Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання=Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання=0,033.

WL1: Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання в.о..

WL2 : Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання в.о..

T1, T2 : Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання в.о..

Т3, Т4: Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання в.о..

Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання в.о..

КL1: Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачанняв.о..

КL2: Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання в.о..

MG: Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання в.о.;

Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання;

Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання в.о..

M: Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання в.о.;

Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання.

G1, G2: Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання 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:


Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання,


де Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання,Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання - напруга на виводах машини і струм статора в попередньому режимі;

Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання - кут зсуву фаз між струмом і напругою в попередньому режимі;

Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання - над перехідний опір машини при нормальних умовах.

До виникнення КЗ двигуни працювали у номінальному режимі, тому

Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання.


Для асинхронних двигунів:


М:Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання в.о..


Для синхронних:


G : Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання

Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання ;

MG : Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання в.о..


Безпосередній розрахунок для схеми заміщення.


Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання в.о.;

Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання в.о.;

Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання в.о.;

Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання в.о.;

Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання в.о..


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


Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання в.о.;

Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання в.о.;

Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання в.о.;

Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання в.о.;

Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачанняРозрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання в.о.;

Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання в.о.;

Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання в.о.;

Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання в.о.;

Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання в.о.;

Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання в.о..


Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання

Рисунок 1.3 – Отримана схема заміщення

Напруга прямої послідовності:


Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання в.о..

Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання в.о.;

Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання;

Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання кА;

Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання кА.


Струм від двигунів:


Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання в.о.;

Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання в.о..


Перший закон Кирхгофа:


Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання


Звідки:


Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання в.о..


Напруга у точці В:

Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання в.о..


Струм генераторів:


Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання в.о..


Струм системи:


Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання в.о..


1.3 Розрахунок струмів трифазного КЗ у початковий момент часу


Струми джерел в багатопроменевій зірці:


Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання кА;

Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання кА;

Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання кА;

Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання кА.


Загальний струм в місці КЗ:


Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання 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:


Іном(М)=Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачаннякА;

Іном(МG)=Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачаннякА;

Іном(G)=Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачаннякА.


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


Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання.

Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання,

Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання;

Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання,

Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання;

Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання.


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

Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання кА;

Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання кА;

Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання кА;

Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання кА - const.


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


Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання,


де Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання – періодичний струм КЗ від цього ж джерела у початковий момент часу;

Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання – постійна часу згасання аперіодичної складової струму КЗ, с.

Для всіх характерних гілок електричної системи, крім гілок електродвигунів, значення Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання визначається за табл. Д.2.2.

Тоді отримуємо аперіодичні складові:


Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання кА;

Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання кА;

Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання кА;

Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання кА.


Сумарна аперіодична складова дорівнює:


Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання кА.

Ударний струм (максимальне миттєве значення повного струму) звичайно має місце через 0,01с після початку КЗ. Його значення визначається за формулою:


Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання,


де Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання – ударний коефіцієнт.


Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання кА;

Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання кА;

Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання кА;

Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання кА.


Сумарний ударний струм дорівнює:


Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання кА.


розрахунок несиметричного короткого замикання


2.1 Складання та перетворення схем заміщення окремих послідовностей


Розрахунок несиметричних коротких замикань виконується методом симетричних складових із використанням схем заміщення прямої, зворотньої і нульової послідовностей.

Спочатку складаю схему заміщення прямої послідовності. Вона буде аналогічна схемі заміщення для розрахунку трифазного КЗ за винятком місцезнаходження точки КЗ. Схема заміщення прямої послідовності перетворюють до найпростішого виду (одна гілка з сумарною ЕРС Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання та сумарним опором прямої послідовності Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання).


Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання

Рисунок 2.1 – Схема заміщення для прямої послідовності.


Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання в.о.;

Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання в.о..


Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання

Рисунок 2.2 – Перетворена схема заміщення для прямої послідовності


Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання в.о.;

Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання в.о.;

Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання в.о..


Далі складаю та перетворюю схему заміщення зворотньої послідовності. Вона відрізняється від схеми прямої послідовності тим, що всі ЕРС джерел дорівнюють нулю, а генератори представляються своїми опорами зворотньої послідовності. У результаті перетворення схеми заміщення визначають результуючий опір зворотньої послідовності Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання.


Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання в.о..

Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання

Рисунок 2.3 – Схема заміщення для нульової послідовності.


Схему заміщення нульової послідовності також перетворюють до найпростішого виду і визначають результуючий опір нульової послідовності Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання.


Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання в.о.

Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання в.о.

Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання в.о.

Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання .о.

Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання в.о.

Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання в.о.

Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання

Рисунок 2.4 – Схема для нульової послідовності


Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання в.о.


2.2 Розрахунок струмів та напруг при несиметричному КЗ.


Сумарні опори послідовностей:


х1∑=0,0479 в.о.;

х2∑=0,0479в.о.;

х0∑=0,1= в.о.;

Розрахунок електромагнітних процесів у системах електропостачання

Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.), обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.
Бесплатные корректировки и доработки. Бесплатная оценка стоимости работы.
Подробнее

Поможем написать работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту
Нужна помощь в написании работы?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Пишем статьи РИНЦ, ВАК, Scopus. Помогаем в публикации. Правки вносим бесплатно.

Похожие рефераты: