Реферат: Расчет токов короткого замыкания

<span style=«font-size: 14pt; line-height: 115%; font-family: „Times New Roman“;»>МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

<span style=«font-size: 14pt; line-height: 115%; font-family: „Times New Roman“;»>НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

<span style=«font-size: 14pt; line-height: 115%; font-family: „Times New Roman“;»>«ХАРЬКОВСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ»

<span style=«font-size: 14pt; line-height: 115%; font-family: „Times New Roman“;»> 

<span style=«font-size: 14pt; line-height: 115%; font-family: „Times New Roman“;»>Кафедра ИЭФ

<span style=«font-size: 14pt; line-height: 115%; font-family: „Times New Roman“;»> 

<span style=«font-size: 14pt; line-height: 115%; font-family: „Times New Roman“;»> 

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине:

«Электрическое оборудование»

На тему: «РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ»

 

 

 

 

Выполнил:

Студент гр. ФТ-45

Дихтярь А.А

Проверил:

Донец С.Е.

 

Харьков 2010

СОДЕРЖАНИЕ

Введение…………………………………………………………………….............3

1 Термины и определения……………………..……………………………….….4

<span style=«font-size: 14pt; font-family: „Times New Roman“;»>2 Анализ схем блоков генератор—трансформатор на крупных КЭС..……..….6

<span style=«font-size: 14pt; font-family: „Times New Roman“;»> 

<span style=«font-size: 14pt; line-height: 150%; font-family: „Times New Roman“;»>3. Расчетная часть…………………………………………………………..………8

3.1 Задание и исходные данные……………………………………………….…..8

3.2 Решение задачи…………………………………………………………………9

3.2.1 Расчет КЗ1 и КЗ2……………………………………………………………12

3.2.2 Выбор выключателей для КЗ1 и КЗ2…………………………………...….14

4 Выводы……………………………………………………..……………………16

5 Список источников информации….………………………………..………….17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

<span style=«font-size: 14pt; line-height: 115%; font-family: „Times New Roman“;»> 

<span style=«font-size: 14pt; line-height: 115%; font-family: „Times New Roman“;»> 

<span style=«font-size: 14pt; line-height: 115%; font-family: „Times New Roman“;»>ВВЕДЕНИЕ

<span style=«font-size: 14pt; font-family: „Times New Roman“;»>Для электроустановок характерны 4 режима: нормальный, аварийный, послеаварийный и ремонтный, причем аварийный режим является кратковременным режимом, а остальные — продолжительными режимами.

<span style=«font-size: 14pt; font-family: „Times New Roman“;»>Электрооборудование выбирается по параметрам продолжительных режимов и проверяется по параметрам кратковременных режимов, определяющим из которых является режим короткого замыкания.

Расчет токов короткого замыкания необходим для выбора и проверки электрооборудования по условиям короткого замыкания (КЗ); для выбора уставок и оценки возможного действия релейной защиты и автоматики; для определения влияния токов нулевой последовательности линий электропередачи на линии связи; для выбора заземляющих устройств [1].

При расчетах токов КЗ допускается не учитывать:

<span style=«font-size: 14pt; font-family: „Times New Roman“;»>1)    

сдвиг по фазе ЭДС и изменение частоты вращения роторов синхронных генераторов, компенсаторов и электродвигателей, если продолжительность КЗ не превышает 0,5 с;

<span style=«font-size: 14pt; font-family: „Times New Roman“;»>2)    

ток намагничивания трансформаторов и автотрансформаторов;

<span style=«font-size: 14pt; font-family: „Times New Roman“;»>3)    

насыщение магнитных систем электрических машин;

<span style=«font-size: 14pt; font-family: „Times New Roman“;»>4)    

поперечную емкость воздушных линий электропередачи напряжением 110­–220 кВ, если их длина не превышает 200 км, и напряжением 330–500 кВ, если их длина не превышает 150 км.

Короткие замыкания есть случайные события. Совокупность параметров режима короткого замыкания образует множество вероятностных параметров. Расчетные условия КЗ, т.е. наиболее тяжелые, но достаточно вероятные условия КЗ, формируются на основе опыта эксплуатации электроустановок, анализа отказов электрооборудования и последствий КЗ, использования соотношений параметров режима КЗ, вытекающих из теории переходных процессов в электроустановках. Расчетные условия КЗ определяются индивидуально для каждого элемента электроустановки. Для однотипных по параметрам и схеме включения элементов электроустановки допускается использовать аналогичные расчетные условия.

Целью работы является изучение методов практического расчета начального значения периодической составляющей тока трехфазного короткого замыкания.

 

 

 

<span style=«font-size: 14pt; line-height: 115%; font-family: „Times New Roman“;»> 

<span style=«font-size: 14pt; line-height: 115%; font-family: „Times New Roman“;»>1 ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Замыкание — всякое случайное или преднамеренное, не предусмотренное нормальным режимом работы электрическое соединение различных точек электроустановок между собой или с землей.

Короткое замыкание — замыкание, при котором токи в ветвях электроустановки, примыкающих к месту его возникновения, резко возрастают, превышая наибольший допустимый ток продолжительного режима.

Короткое замыкание на землю — короткое замыкание в электроустановке, обусловленное соединением с землей какого-либо ее элемента.

Однофазное короткое замыкание — короткое замыкание на землю в трехфазной электроэнергетической системе с глухо- или эффективно заземленными нейтралями силовых элементов, при котором с землей соединяется только одна фаза.

Двухфазное короткое замыкание — короткое замыкание между двумя фазами в трехфазной электроэнергетической системе.

Двухфазное короткое замыкание на землю — короткое замыкание на землю в трехфазной электроэнергетической системе с глухо- или эффективно заземленными нейтралями силовых элементов, при котором с землей соединяются две фазы.

Двойное короткое замыкание на землю — совокупность двух однофазных коротких замыканий на землю в различных, но электрически связанных частях электроустановки.

Трехфазное короткое замыкание — короткое замыкание между тремя фазами в трехфазной электроэнергетической системе.

Трехфазное короткое замыкание на землю — короткое замыкание на землю в трехфазной электроэнергетической системе с глухо- или эффективно заземленными нейтралями силовых элементов, при котором с землей соединяются три фазы.

Режим короткого замыкания — режим работы электроустановки при наличии в ней короткого замыкания.

Предшествующий режим — режим работы электроустановки непосредственно перед моментом возникновения короткого замыкания.

Установившийся режим короткого замыкания — режим короткого замыкания электроустановки, наступающий после затухания во всех цепях свободных токов и прекращения изменения напряжения возбудителей синхронных машин под действием автоматических регуляторов возбуждения.

Переходный процесс в электроустановке — процесс перехода от одного установившегося режима электроустановки к другому.

Мгновенное значение тока короткого замыкания — значение тока короткого замыкания в рассматриваемый момент времени.

Действующее значение тока короткого замыкания — среднее квадратическое значение тока короткого замыкания за период рабочей частоты, середина которого есть рассматриваемый момент времени.

Установившийся ток короткого замыкания — значение тока короткого замыкания после окончания переходного процесса, характеризуемого затуханием всех свободных составляющих этого тока и прекращением изменения тока от воздействия устройств автоматического регулирования возбуждения источников энергии.

Ударный ток короткого замыкания — наибольшее возможное мгновенное значение тока короткого замыкания.

Расчетная схема электроустановки — электрическая схема электроустановки, при которой имеют место расчетные условия короткого замыкания для рассматриваемого ее элемента.

Расчетная точка короткого замыкания — точка электроустановки, при коротком замыкании в которой для рассматриваемого элемента электроустановки имеют место расчетные условия короткого замыкания.

 Сквозной ток короткого замыкания — ток, проходящий через включенный коммутационный электрический аппарат при внешнем коротком замыкании.

Содержание апериодической составляющей в отключаемом токе короткого замыкания — отношение апериодической составляющей отключаемого тока короткого замыкания в заданный момент времени к увеличенному в /> раз действующему значению периодической составляющей отключаемого тока короткого замыкания в тот же момент времени.

Постоянная времени затухания апериодической составляющей тока короткого замыкания — электромагнитная постоянная времени, характеризующая скорость затухания апериодической составляющей тока короткого замыкания [1].

<span style=«font-size: 14pt; line-height: 115%; font-family: „Times New Roman“;»> 

<span style=«font-size: 14pt; line-height: 115%; font-family: „Times New Roman“;»> 

<span style=«font-size: 14pt; line-height: 115%; font-family: „Times New Roman“;»>2. АНАЛИЗ СХЕМ БЛОКОВ ГЕНЕРАТОР—ТРАНСФОРМАТОР НА КРУП

<span style=«font-size: 14pt; line-height: 115%; font-family: „Times New Roman“;» lang=«EN-US»>HЫХ КЭС.

<span style=«font-size: 14pt; line-height: 115%; font-family: „Times New Roman“;»>КЭС – конденсационная электростанция, это электростанция, на которой электроэнергию добывают сжиганием угля, газа, мазута (при сжигании всего этого образуется тепло, которое превращает воду в пар, а пар в свою очередь, крутит паровую турбину).

<span style=«font-size: 14pt; line-height: 115%; font-family: „Times New Roman“;»>Мощность генераторов, устанавливаемых на тепловых электростанциях, неуклонно возрастает. Освоены в эксплуатации энергоблоки 500, 600 МВт, осваиваются блоки 1200МВт. Установленная мощность современных КЭС достигает нескольких миллионов киловатт. На шинах таких электростанций осуществляется связь между несколькими электростанциями, происходит переток мощности из одного из одной части энергосистемы в другую. Все это приводит к тому что крупные КЭС играют очень ответственную роль в энергосистеме.

<span style=«font-size: 14pt; line-height: 115%; font-family: „Times New Roman“;»>Схемы выдачи электроэнергии КЭС характерны блочным соединением генераторов с трансформаторами. Как правило, в блоках между генератором и двух обмоточным трансформатором должен устанавливаться генераторный выключатель. Это упрощает операции по включению и отключению блока. Такие схемы (рис 2,1, а) применяют для энергоблоков, которые участвуют в регулировании графика нагрузки энергосистемы. Следует отметить, что наличие генераторных выключателей позволяет осуществить пуск генератора без использования пускорезервного трансформатора с.н После всех операций по пуску генератор синхронизируется и включается выключателем

<span style=«font-size: 14pt; line-height: 115%; font-family: „Times New Roman“;» lang=«EN-US»>Q2.

<span style=«font-size: 14pt; line-height: 115%; font-family: „Times New Roman“;» lang=«UK»>На рис. 2,1, а, показана схема блока генератора с автотрансформатором

[3].Такая схема применяется при налички двух повышенных напряжений на КЭС. При повреждении на шинах напряжением 110-220 кВ или 500-750 кВ отключится <span style=«font-size: 14pt; line-height: 115%; font-family: „Times New Roman“;» lang=«EN-US»>Q2 или <span style=«font-size: 14pt; line-height: 115%; font-family: „Times New Roman“;» lang=«EN-US»>Q1 соответственно, а блок останется работать на шины напряжением 500-750 или 110-220 кВ. Разъединители между выключателями <span style=«font-size: 14pt; line-height: 115%; font-family: „Times New Roman“;» lang=«EN-US»>Q1, <span style=«font-size: 14pt; line-height: 115%; font-family: „Times New Roman“;» lang=«EN-US»>Q2, <span style=«font-size: 14pt; line-height: 115%; font-family: „Times New Roman“;» lang=«EN-US»>Q3 и автотрансформатором необходимы для возможности вывода в ремонт выключателей при сохранении в работе блока или автотрансформатора.

<span style=«font-size: 14pt; line-height: 115%; font-family: „Times New Roman“;»>В некоторых случаях с целью упрощения и удешевления конструкции РУ напряжением 330-750 кВ применяется объединение двух блоков с отдельными трансформаторами под общий выключатель

Q<span style=«font-size: 14pt; line-height: 115%; font-family: „Times New Roman“;»>1 (рис.2,1, в). Выключатели Q<span style=«font-size: 14pt; line-height: 115%; font-family: „Times New Roman“;»>2, <span style=«font-size: 14pt; line-height: 115%; font-family: „Times New Roman“;» lang=«EN-US»>Q3 необходимы для включения генераторов на параллельную работу и обеспечивают большую надежность, так как при повреждении в одном генераторе второй сохраняется в работе. <span style=«font-size: 14pt; line-height: 115%; font-family: „Times New Roman“;» lang=«EN-US»>[2]

 

/>

Рисунок 2,1, — Схемы энергоблоков генератор-трансформатор

а — блок с двух обмоточным трансформатором; б – блок с автотрансформатором; в – объединенный блок.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

3.1 Задание и исходные данные

Задание: найти ток короткого замыкания в назначенной точке схемы (рис.3.1.) и подобрать выключатель по полученным данным. До момента КЗ схема работала в номинальном режиме.

Исходные данные:

Расчетная схема приведена на  Рис. 3.1.

                                      />

<span style=«font-size: 14pt; line-height: 115%; font-family: „Times New Roman“;»>Рисунок 3.1 – Расчетная схема

Описание обозначений рисунка 3,1:

С—система: <span style=«font-size: 14pt; line-height: 115%; font-family: „Times New Roman“;» lang=«EN-US»>U

<span style=«font-size: 14pt; line-height: 115%; font-family: „Times New Roman“;»>=<span style=«font-size: 14pt; line-height: 115%; font-family: „Times New Roman“;»>515 кВ, />=18,3 кА

Л1—ЛЭП: xл<span style=«font-size: 14pt; line-height: 150%; font-family: „Times New Roman“;»>=0,45 Ом/км,

<span style=«font-size: 14pt; line-height: 150%; font-family: „Times New Roman“;» lang=«EN-US»>l=100 км

Т1 и Т2 – двух обмоточные автотрансформаторы АТДЦН-500000/500/220:

<span style=«font-size: 14pt; line-height: 150%; font-family: „Times New Roman“;» lang=«EN-US»>S

<span style=«font-size: 14pt; line-height: 150%; font-family: „Times New Roman“;»>ном= 500 МВА, <span style=«font-size: 14pt; line-height: 150%; font-family: „Times New Roman“;» lang=«EN-US»>U<span style=«font-size: 14pt; line-height: 150%; font-family: „Times New Roman“;»>ВН= 500 кВ, <span style=«font-size: 14pt; line-height: 150%; font-family: „Times New Roman“;» lang=«EN-US»>U<span style=«font-size: 14pt; line-height: 150%; font-family: „Times New Roman“;»>НН=230 кВ,  <span style=«font-size: 14pt; line-height: 150%; font-family: „Times New Roman“;» lang=«EN-US»>U<span style=«font-size: 14pt; line-height: 150%; font-family: „Times New Roman“;»>К<span style=«font-size: 14pt; line-height: 150%; font-family: „Times New Roman“;»>:( ВН-НН) =12 %,

Р—реактор РБГД10-4000-0,18У3: xр<span style=«font-size: 14pt; line-height: 150%; font-family: „Times New Roman“;»>=0,18 Ом

Г1—генератор СВ566/125-32: xd<span style=«font-size: 14pt; line-height: 150%; font-family: „Times New Roman“;» lang=«EN-US»>

=0,2,SH=30 МВА, cosφ<span style=«font-size: 14pt; line-height: 150%; font-family: „Times New Roman“;»>=0,85,Uном<span style=«font-size: 14pt; line-height: 150%; font-family: „Times New Roman“;»> = 10,5 кВ

Г2—генератор СВ800/105-60: xd<span style=«font-size: 14pt; line-height: 150%; font-family: „Times New Roman“;» lang=«EN-US»>

=0,3,SH=30 МВА, cosφ<span style=«font-size: 14pt; line-height: 150%; font-family: „Times New Roman“;»>=0,8,Uном<span style=«font-size: 14pt; line-height: 150%; font-family: „Times New Roman“;»> = 10,5 кВ

 

3.2 Решение задачи

3.2.1 Расчет КЗ1

Задаемся номинальной мощностью:

Sб= 100 МВА.

<span style=«font-size: 14pt; font-family: „Times New Roman“;»>Выбираем базисное напряжение:

UбІ= 515 кВ.

Разобьем схему (рис3.1.<span style=«font-size: 14pt; line-height: 115%; font-family: „Times New Roman“;» lang=«UK»>а

) на ступени:

UбІІ= UбІ/(nтцн)                                               <span style=«font-size: 14pt; line-height: 115%; font-family: „Times New Roman“;»>(3.1)

<span style=«font-size: 14pt; line-height: 115%; font-family: „Times New Roman“;»> 

<span style=«font-size: 14pt; line-height: 115%; font-family: „Times New Roman“;» lang=«EN-US»>U<span style=«font-size: 14pt; line-height: 115%; font-family: „Times New Roman“;»>бІІ<span style=«font-size: 14pt; line-height: 115%; font-family: „Times New Roman“;»> = 515/(500/230) = 236,9 кВ

Для каждой из ступеней определяем базисный ток:

ІбІ = Sб/(/> UбІ)                                               <span style=«font-size: 14pt; line-height: 115%; font-family: „Times New Roman“;»>(3.2)

ІбІІ = Sб/(/><span style=«font-size: 14pt; line-height: 115%; font-family: „Times New Roman“;» lang=«UK»> 

<span style=«font-size: 14pt; line-height: 115%; font-family: „Times New Roman“;» lang=«EN-US»>U<span style=«font-size: 14pt; line-height: 115%; font-family: „Times New Roman“;» lang=«UK»>бІІ<span style=«font-size: 14pt; line-height: 115%; font-family: „Times New Roman“;» lang=«UK»>)<span style=«font-size: 14pt; line-height: 115%; font-family: „Times New Roman“;»>                                               <span style=«font-size: 14pt; line-height: 115%; font-family: „Times New Roman“;»>(3.3)

 ІбІ = 100/(/> 515) = <span style=«font-size: 14pt; line-height: 115%; font-family: „Times New Roman“;»>0,112

<span style=«font-size: 14pt; line-height: 115%; font-family: „Times New Roman“;» lang=«UK»> кА

ІбІІ =<span style=«font-size: 14pt; line-height: 115%; font-family: „Times New Roman“;» lang=«UK»>100/(

/><span style=«font-size: 14pt; line-height: 115%; font-family: „Times New Roman“;» lang=«UK»> 236,9)= <span style=«font-size: 14pt; line-height: 115%; font-family: „Times New Roman“;»>0,244<span style=«font-size: 14pt; line-height: 115%; font-family: „Times New Roman“;»>  <span style=«font-size: 14pt; line-height: 115%; font-family: „Times New Roman“;» lang=«UK»>кА

 

 

 

 

 

 

 

Составим схему замещения (рис. 3.2.). Так как сопротивление реактора РБГД на порядок больше сопротивления трансформатора, то через него при КЗ ток теч не будет.

<span style=«font-size: 14pt; line-height: 115%; font-family: „Times New Roman“;» lang=«UK»>/>

<span style=«font-size: 14pt; line-height: 115%; font-family: „Times New Roman“;»>Рисунок 3.2 — Схема замещения расчетной схемы

<span style=«font-size: 14pt; line-height: 115%; font-family: „Times New Roman“;»>Далее определим параметры этой схемы в относительных единицах.

Для Т1 и Т2 индуктивные сопротивления рассчитываются как (в относительных единицах):

ХВ = ХН = <span style=«font-size: 14pt; line-height: 115%; font-family: „Times New Roman“;» lang=«EN-US»>U

<span style=«font-size: 14pt; line-height: 115%; font-family: „Times New Roman“;»>Кв-н<span style=«font-size: 14pt; line-height: 115%; font-family: „Times New Roman“;»>/200                                               (3.4)

<span style=«font-size: 14pt; line-height: 115%; font-family: „Times New Roman“;»>ХВ = ХН =12/200= 0,06

Сопротивления Т1 иТ2 в схеме замещения:

Х3 = <span style=«font-size: 14pt; line-height: 115%; font-family: „Times New Roman“;» lang=«UK»>Х5=

Х<span style=«font-size: 14pt; line-height: 115%; font-family: „Times New Roman“;» lang=«UK»>4=<span style=«font-size: 14pt; line-height: 115%; font-family: „Times New Roman“;»> Х<span style=«font-size: 14pt; line-height: 115%; font-family: „Times New Roman“;» lang=«UK»>6=<span style=«font-size: 14pt; line-height: 115%; font-family: „Times New Roman“;»>ХВ·/>·/>                                               <span style=«font-size: 14pt; line-height: 115%; font-family: „Times New Roman“;»>(3.5)

<span style=«font-size: 14pt; line-height: 115%; font-family: „Times New Roman“;»>Х3 =

Х5=<span style=«font-size: 14pt; line-height: 115%; font-family: „Times New Roman“;» lang=«UK»> <span style=«font-size: 14pt; line-height: 115%; font-family: „Times New Roman“;»>Х<span style=«font-size: 14pt; line-height: 115%; font-family: „Times New Roman“;» lang=«UK»>4=<span style=«font-size: 14pt; line-height: 115%; font-family: „Times New Roman“;»> Х<span style=«font-size: 14pt; line-height: 115%; font-family: „Times New Roman“;» lang=«UK»>6= 0,06·100/500·(500/515)2 = 0,0113

Для системы С:

— внутреннее сопротивление:

Х1<span style=«font-size: 14pt; line-height: 115%; font-family: „Times New Roman“;»> = (

U//>)·/>                                                (3.6)

Х1<span style=«font-size: 14pt; line-height: 115%; font-family: „Times New Roman“;»> =(515/18,3)·(100/5152)=0,0106

— ЭДС системы:

Е = <span style=«font-size: 14pt; line-height: 115%; font-family: „Times New Roman“;» lang=«EN-US»>U

<span style=«font-size: 14pt; line-height: 115%; font-family: „Times New Roman“;»>С/UбІ                                               <span style=«font-size: 14pt; line-height: 115%; font-family: „Times New Roman“;»>(3.7)

Е = 515/515=1

Относительное сопротивление линии Л1:

Х2= Хл·<span style=«font-size: 14pt; line-height: 115%; font-family: „Times New Roman“;» lang=«EN-US»>l

<span style=«font-size: 14pt; line-height: 115%; font-family: „Times New Roman“;»>л·Sб/Uб1                                               <span style=«font-size: 14pt; line-height: 115%; font-family: „Times New Roman“;»>(3.8)

Х2=<span style=«font-size: 14pt; line-height: 115%; font-family: „Times New Roman“;»>0,45·100·100/5152=0,017

Генератор Г1:

-Внутреннее сопротивление:

Х6 = xd<span style=«font-size: 14pt; line-height: 115%; font-family: „Times New Roman“;» lang=«EN-US»>

·<img src=«new.referat.ru/bank-znanii/adm/scrip
еще рефераты
Еще работы по радиоэлектронике