Расчет токов КЗ

Автор: Пользователь скрыл имя, 20 Декабря 2011 в 18:11, курсовая работа

Работа содержит 1 файл

Моя Курсовая 14 вар.docx

— 254.05 Кб (Скачать)

    Федеральное агентство по образованию

    Московский  государственный  Открытый университет

    Чебоксарский политехнический институт (филиал) 
 
 
 

    Кафедра

    Электроснабжения  промышленных предприятий 

    Специальность 140211   
 
 
 
 
 
 

Курсовая  работа

    по  дисциплине «Переходные процессы в  электроэнергетических системах» 

    Тема: Расчет токов КЗ 

    Вариант № 14 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                   Выполнила:   студент 4-го курса о/о

                        группы ЭЛ-41-07

                       Максимов С.Н.

                       у/шифр: 107073

                   Дата  выполнения:_________

                   Проверил: доц. Карчин В.В.

                   Оценка:__________________ 
               
               
               
               
               
               
               
               
               
               

                                      Чебоксары 2010

 
Задание.

 

  Для  схемы ТЭЦ рассчитать токи  КЗ в точках К1, К2, К3. Провести выбор основного электрооборудования, установленного в цепях напряжением 110 кВ и генераторных цепях, а также произвести выбор допустимого сечения кабелей, питающих местных потребителей электроэнергии, с учетом установленных типов линейных реакторов. определить значение периодической и апериодической составляющих от генератора через 0,06с с момента КЗ.

Генераторы  G1 и G2: ТВФ-100-2; 
Рном =100 МВт; Uном=10,5 кВ; Sном =110 кВт 
соsφном=0,8;  х*"d (ном)=0,191; х2(ном)=0,23, Та(3)=0,41
Трансформаторы  Т1 и Т2: типа ТДЦ-40000/110;   
n=121/10,5 кВ; uк=11%; ΔРк = 315 кВт 
Sном =40 МВА;
Реактор LR1: типа РБДГ-10-4000-0,18;  
Uном=10 кВ; Iном=4000 А;  хр=18 Ом;  ΔР = 27,7  кВт
Реакторы LR2 и LR3: типа РБА-10-600-4;  
Uном=10 кВ; Iном=600 А;  хр=4%;
ΔР = 14,3 кВт
Электрическая система: Sном = 5500 МВА, x*c(ном) = 1,8,  
xc/Rc = 15
Линии электропередачи W1, W2 и W3:

Трансформаторы  собственных нужд ТСН1 и ТСН2:

110 кВ  W1, W2, W3 
худ=0,4 Ом/км; Rуд = 0,12 Ом/км W1=60 км, W2=50 км, W3=80км.

типа ТДНС-16000/10;  
Uном=10,5/6,3 кВ;  uк=8%; Sном =16 МВА

    Воздушные линии Для ТСН выбрать сечение алюминиевых шин на стороне высокого напряжения. Выбранные сечения проверить на термическую стойкость;

  1. Для ТСН выбрать сечение алюминиевых шин на стороне высокого напряжения. Выбранные сечения проверить на термическую стойкость;
  2. Для отходящей линии от реактора РБА-10-600-4 имеющей нагрузку 4 МВт выбрать сечение кабеля и проверить его на термическую стойкость.
  3. Требуется проверить на термическую стойкость при КЗ выключатель типа ВМПЭ-10-630-20У3 установленный в цепи кабельной линии. При этом принять tоткл=0,6 с. Данные выключателя ВМПЭ Iтер.ном=20 кА, tтер.ном=8 с.

 

 

Рис. 1 Расчетная схема

Задание 1.

При трехфазном КЗ на шинах 110 кВ ТЭЦ (точка К1) определить начальное значение периодической составляющей тока месте КЗ Iп0, значение периодической и апериодической составляющей в момент времени t = 0,06 с, а также ударный ток КЗ.

Решение.

В качестве базисных единиц выбираем Sб = 1000 МВ∙А;

Uб = Uср ном, т.е. UбI = 115 кВ и UбII = 10,5 кВ, где цифрами I и II (в индексах) обозначены соответственно ступени высшего и генераторного напряжений;  
 

 

Эквивалентная схема замещения для расчета  Iп0 представлена на рис. 2 

Рис. 2 Эквивалентная схема  замещения 

Индуктивные сопротивления различных элементов  этой схемы определяем, используя  формулы, приведенные ниже: 
 
 
 
 

Находим сверхпереходные ЭДС генераторов, имея в виду, что до КЗ машины работали в нормальном режиме, т.е. с перевозбуждением и

  

ЭДС системы  Е*с(б) = 1. 

Рис. 3 Преобразованная (относительно точки К1) схема замещения 

Преобразованная схема замещения представлена на рис. 3. На ней указаны значения эквивалентных  сопротивлений двух независимых (относительно точки КЗ) частей схемы – x*9(б) и x*10(б). 
 

Начальные значения периодической составляющей тока КЗ составляют:

от системы 

 

от генератора 

в месте КЗ 

Найдем значение периодической составляющей тока КЗ от генераторов через 0,06 с с момента КЗ: 

По кривым, представленным на рис. 4, t = 0,06 с найдем

   Рис. 4 Типовые кривые для определения  затухания периодической  составляющей тока КЗ. 
 

Суммарный ток  в месте КЗ в момент времени  t = 0,06 с составляет 

Точка КЗ К1 делит схему на две независимые части. Поэтому для определения апериодической составляющей тока КЗ и ударного тока необходимо вычислить две эквивалентные постоянные времени затухания апериодических составляющих тока КЗ – со стороны системы и со стороны генератора. С этой целью целесообразно использовать схему замещения обратной последовательности (рис. 5), на которой все элементы расчетной схемы представлены как соответствующими индуктивными сопротивлениями, так и сопротивлениями постоянному току. Генераторы учтены сопротивлением обратной последовательности:

Рис. 5 Схема замещения  обратной последовательности 
 

и сопротивлением постоянному току 

остальные элементы – индуктивными сопротивлениями  прямой последовательности и активными  сопротивлениями: 
 
 
 

В результате преобразований получилась схема представленная на рис. 6 (при преобразованиях из схемы на рис. 5 целесообразно исключить  x6 и R6, так как схема симметрична относительно точки К1). 
 
 

 
Рис. 6 Преобразованная (относительно точки К1) схема замещения обратной последовательности.

Постоянные времени Та:

- от системы;

- от генератора;

Здесь и далее «штрих» означает, что соответствующее индуктивное сопротивление подсчитано при учете генератора сопротивлением обратной последовательности.

Найдем ударные  коэффициенты: 
 

При этом ударный  ток в месте КЗ 

Апериодическая  составляющая тока КЗ в момент времени  t = 0,06 c составляет 
 

 

Задание 2.

При трехфазном КЗ на шинах 10 кВ ТЭЦ определить периодическую  составляющую тока КЗ в начальный  момент КЗ и в момент t = 0,06, а также ударный ток КЗ.

Решение.

Принимаем те же базисные условия, что и в задаче 1. При этом 

Эквивалентная схема замещения (см. рис. 2) остается неизменной. Изменяется лишь методика преобразования схемы, так как при КЗ в точке К2 необходимо треугольник, образованный индуктивными сопротивлениями x3, x4 и x6, преобразовать в эквивалентную звезду (рис. 7, а): 
 
 
 
 
 
 

Результаты дальнейших преобразований представлены на рис. 7, б и в, где 

Рис. 7 Преобразование схемы  замещения относительно точки К2

Начальные значения периодической составляющей тока КЗ:

от генератора G1 

от генератора G2 и системы 

в месте КЗ 

Найдем значение периодической составляющей тока КЗ от генератора G1 через 0,06 с.: 

По кривым, представленным на рис. 4, при t = 0,06 с найдем  

Порядок определения периодической составляющей тока КЗ от генератора G2  и системы, т.е. тока IпtG2 с:

1) из  схемы (рис. 7, б) определяем значение  периодической составляющей тока  генератора G2 в начальный момент КЗ (в относительных единицах при базисных условиях): 

2)

3) находим    как 

IпtG2 с = Iп0G2с = кА

Таким образом, суммарный ток в месте КЗ в  момент t = 0,06 с равен 

Ударный ток  КЗ от генератора G1 

Чтобы вычислить ударный ток КЗ от генератора G2 и системы, необходимо предварительно определить соответствующую эквивалентную постоянную времени затухания апериодической составляющей тока КЗ ТаG2 с. С этой целью из рис. 7 находим 
 

из схемы (рис. 5) при неучете индуктивных сопротивлений определяем 
 

Рис. 8 Преобразование схемы  замещения составленной из сопротивлений  постоянному току, относительно точки  К2 

Дальнейшее преобразование схемы, составленной только из сопротивлений  постоянному току и показанной на рис. 8, а, дает

  
 

Преобразованная схема представлена на рис. 8, б. Таким  образом 

и ударный ток  от генератора G2 и системы 

Суммарный ударный  ток в месте КЗ 
 
 
 
 
 

Задание 3.

При трехфазном КЗ за LR ТЭЦ (точка К3 на рис. 1) определить начальное значение периодической составляющей тока КЗ и ударный ток КЗ

Решение.

Частично  преобразованная расчетная схема  замещения, содержащая как индуктивные  сопротивления, так и сопротивления  постоянному току, представлена на рис. 9.

Найдем индуктивные  и активнее сопротивления: 
 

Результирующая эквивалентная ЭДС и результирующие эквивалентные сопротивления составляют

Рис. 9 Схема замещения  для расчета тока КЗ за линейным реактором 
 
 
 

При этом 
 
 
 

Периодическая составляющая тока генератора G1  в начальный момент КЗ соответственно при базисных и номинальных условиях 
 

По кривым, представленным на рис. 4, при t = 0,06 с найдем  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                       Выбор Основного  Электрооборудования. 

 Точка  КЗ Источник Iпо, кА Int, кА i, кА Iуд, кА
К-1

U=330 кВ

Система

Герераторы G1,G2

Итого

 
 
 
 
 
 
0,43

1,8

2,23

8,052

7,148

15,2

К-2

U=10 кВ

Система

Генератор G1

Генератор G2

Итого

16,93 

16,78

15,58

35,5

12,4

12,63

41,07

12,57

66,27

46,3 

46,12

Информация о работе Расчет токов КЗ

Описание работы

Для схемы ТЭЦ рассчитать токи КЗ в точках К1, К2, К3. Провести выбор основного электрооборудования, установленного в цепях напряжением 110 кВ и генераторных цепях, а также произвести выбор допустимого сечения кабелей, питающих местных потребителей электроэнергии, с учетом установленных типов линейных реакторов. определить значение периодической и апериодической составляющих от генератора через 0,06с с момента КЗ.