Министерство образования и науки Российской Федерации
Иркутский государственный технический университет
Факультет энергетический
Кафедра электроснабжения и электротехники
ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ
В ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ
Методические указания для выполнения курсового проекта
Укрупненная группа
направлений и специальностей: 140000 «Энергетика, энергетическое машиностроение и электротехника»
Направление подготовки: 140400 «Электроэнергетика
и электротехника»
Магистерская программа: 140400.68 «Оптимизация развивающихся систем электроснабжения»
Иркутск 2012 г.
Содержание
Содержание. 2
Задание на курсовой проект: 2
Исходные данные по вариантам. 2
Методические рекомендации по выполнению курсового проекта. 6
Список литературы.. 12
Задание на курсовой проект:
Задача 1. Рассчитать для трехфазного к.з. в заданной точке:
- Начальное значение периодической составляющей тока к.з. в точке к.з. и на шинах источников (расчет произвести двумя методами - в именованных и в относительных единицах, осуществлять точный учет коэффициентов трансформации)
- Ударный ток в точке к.з.
- Значение периодической составляющей тока в точке к.з. к моменту его снятия (t откл).
Задача 2. Рассчитать для трех видов несимметричных к.з. в точке К-1 начальное значение периодической составляющей тока к.з. аварийных фаз в точке к.з. и на шинах источников (расчет провести любым из методов, использовать приближенный учет коэффициентов трансформации)
Исходные данные по вариантам
Ссылочные номера данных в зависимости от варианта задания приведены в Табл. 1. В ней ссылки на схемы (А-Г) соответствуют Рис. 1, а цифровые ссылки в столбцах С, СГ, СД, АД и ВЛ указывают номера строк в Табл. 2 каталожных данных соответствующего оборудования. По незаполненным позициям ссылочных номеров (в столбцах КЛ, Т, Р и Н) следует самостоятельно выбрать оборудование из Табл. 2 и проставить соответствущие ссылочные номера в строке Табл. 1, соответствующей индивидуальному варианту.
Табл. 1 – Исходные данные по вариантам
| Вариант | Схема | Состо- | Точка к.з. к Задаче I | t откл, с | Ссылочные номера строк для Табл. 2 | |||||||||||||
| яние | С | СГ | СД | АД | ВЛ | КЛ | Т | Р | Н | |||||||||
| выкл-й | ||||||||||||||||||
| А | n | o | K-3 | 0,1 | ||||||||||||||
| Б | n | | К-2 | 0,2 | ||||||||||||||
| А | n | o | К-2 | 0,2 | ||||||||||||||
| В | n | | К-3 | 0,1 | ||||||||||||||
| А | n | o | К-3 | 0,2 | ||||||||||||||
| А | o | o | К-2 | 0,2 | ||||||||||||||
| Б | n | | К-3 | 0,1 | ||||||||||||||
| В | n | | К-4 | 0,2 | ||||||||||||||
| А | n | n | К-3 | 0,2 | ||||||||||||||
| В | n | | К-5 | 0,1 | ||||||||||||||
| А | o | n | К-2 | 0,2 | ||||||||||||||
| А | o | o | К-3 | 0,2 | ||||||||||||||
| Б | n | | К-2 | 0,1 | ||||||||||||||
| А | o | n | К-2 | 0,2 | ||||||||||||||
| Г | n | | К-2 | 0,2 | ||||||||||||||
| Б | n | | К-3 | 0,1 | ||||||||||||||
| В | n | | К-3 | 0,2 | ||||||||||||||
| А | o | | К-2 | 0,2 | ||||||||||||||
| Г | n | | К-3 | 0,1 | ||||||||||||||
| Б | n | | К-2 | 0,2 | ||||||||||||||
| Г | n | | К-4 | 0,2 | ||||||||||||||
| А | o | o | К-3 | 0,1 | ||||||||||||||
| Г | n | | К-5 | 0,2 | ||||||||||||||
| А | o | n | К-2 | 0,2 | ||||||||||||||
| Б | n | | К-2 | 0,1 | ||||||||||||||
| В | n | | К-5 | 0,2 | ||||||||||||||
| А | n | n | К-2 | 0,2 | ||||||||||||||
| Б | o | | К-2 | 0,1 |
| 
|
| А) | Б) |
| 
| ||
| В) | Г) |
Рис. 1. Расчетные схемы
Табл. 2 – Каталожные данные электрооборудования
| Т: Трехобмоточные трансформаторы | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| № | Тип | Напряжение, кВ | DPкз, кВт | uк,% | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ВН | СН | НН | ВН-СН | ВН-НН | СН-НН | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ТДТН-10000/110 | 38,5 | 11 (6,6) | 10,5 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ТДТН-16000/110 | 38,5 | 11 (6,6) | 10,5 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ТДТН-25000/110 | 38,5 (11) | 11 (6,6) | 10,5 | 17,5 | 6,5 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ТДТН-40000/110 | 38,5 (11) | 11 (6,6) | 10,5 | 17,5 | 6,5 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ТДТН-63000/110 | 38,5 (11) | 11 (6,6) | 10,5 | 17,5 | 6,5 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ТДТН-80000/110 | 38,5 (11) | 11 (6,6) | 10,5 | 18,5 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Т: Двухобмоточные трансформаторы | С: Внешняя система | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| № | Тип | Напряжение, кВ | DPкз, кВт | uк,% | № | Iкз(3), кА | Sкз(3), МВА | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| ВН | НН | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ТДН-10000/110 | 10,5 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ТДН-16000/110 | 10,5 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ТДН-40000/110 | 10,5 (6,3) | 10,5 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ТДЦ-80000/110 | 10,5 (6,3) | Н: Нагрузка (6 кВ, 10 кВ) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ТМ-6300/35 | 46,5 | 7,5 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ТДНС-10000/35 | 36,75 | 10,5 | № | PН, МВт | cosj | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ТДНС-16000/35 | 36,75 | 10,5 | 0,8 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ТДНС-25000/35 | 36,75 | 10,5 | 10,5 | 0,8 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ТМ-4000/10 | 6,3 | 33,5 | 7,5 | 0,81 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ТМ-6300/10 | 6,3 | 46,5 | 7,5 | 0,82 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ТДНС-10000/10 | 10,5 | 6,3 | 0,85 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| СГ: Синхронные генераторы | СД: Синхронные двигатели (6 кВ, 10 кВ) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| № | Тип | cosjном | x"d | № | Тип | cosjном | x"d | h, % | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| ТВС-25Т3 | 0,8 | 0,13 | СТД-630 | 0,92 | 0,157 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ТВС-32У2 | 0,8 | 0,15 | СТД-800 | 0,89 | 0,162 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ТВФ-63-2ЕУ3 | 0,8 | 0,14 | СТД-1000 | 0,92 | 0,138 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ТВФ-100-2У3 | 0,8 | 0,19 | СТД-1250 | 0,87 | 0,15 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ТВФ-110-2ЕУ3 | 0,8 | 0,19 | СТД-1600 | 0,90 | 0,145 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| АД: Асинхронные двигатели (6 кВ, 10 кВ) | Р: Реакторы (6 кВ, 10 кВ) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| № | Тип | cosjном | Iп/Iном | h, % | № | Iном, кА | xр% | x/r | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| 2АЗЛ-1600 | 0,92 | 96,8 | 5,7 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 2АЗМ-1000 | 0,89 | 95,8 | 0,6 | 5,5 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 2АЗМ-800 | 0,9 | 5,2 | 95,8 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 2АЗМ-1250 | 0,89 | 5,5 | 96,3 | 8,5 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ВЛ: Воздушные линии | КЛ: Кабельные линии | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| № | Длина, км | х1, Ом/км на одну цепь | х0 / х1 | № | Длина, м | Сопротивление жилы, Ом/км | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Активное | Индуктивное | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 7,5 | 0,4 | 3,5 | 6 кВ | 10 кВ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 7,5 | 0,35 | 3,5 | 0,74 | 0,085 | 0,09 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 0,32 | 3,5 | 1,28 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 0,35 | 0,54 | 0,079 | 0,09 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 0,32 | 0,92 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Методические рекомендации по выполнению курсового проекта
При изучении переходных процессов различают электромагнитные и электромеханические процессы (хотя это деление условно):
- Под электромагнитными процессами в электроэнергетической системе понимают процессы, вызванные возмущениями в ней (короткие замыкания, сброс и наброс нагрузки, отключения ЛЭП) и связанные с перераспределением электрической и электромагнитной энергии в электрических и электромагнитных цепях.
- Под электромеханическими переходными процессами понимают процессы, вызванные возмущениями, которые вызывают изменение взаимного положения роторов синхронно вращающихся электрических машин, значительное изменение скольжения асинхронных двигателей.
Электромагнитные процессы предшествуют электромеханическим, поскольку протекают значительно быстрее последних (электромагнитные инерционные постоянные в несколько раз меньше электромеханических инерционных постоянных времени).
Существующая нормативная документация регламентирует выбор электрических аппаратов и проводников по условиям короткого замыкания (ПУЭ), методы расчета токов короткого замыкания (ГОСТ 27514-87, ГОСТ 29176-91, ГОСТ2825-91).
Расчеты токов КЗ проводятся с целью выбора и проверки электрооборудования по условиям короткого замыкания; выбора уставок и оценки возможного действия релейных защит; влияния токов нулевой последовательности линий электропередачи на линии связи; выбора заземляющих устройств.
Общие положения, регламентированные в [1, 2], при расчете токов КЗ состоят в следующем.
- Регламентированы четыре вида коротких замыканий – трехфазное КЗ (обозначение – К(3)), двухфазное КЗ – К(2), двухфазное КЗ на землю – К(1,1), однофазное КЗ – К(1). При выборе оборудования расчетным принимается такой вид КЗ в анализируемой схеме, при котором токи КЗ наибольшие.
- Токи КЗ допускается определять путем аналитических расчетов с использованием эквивалентных схем замещения.
- При расчете токов КЗ должны быть учтены все синхронные генераторы и компенсаторы, а также синхронные и асинхронные электродвигатели мощностью 100 кВт и более, если эти электродвигатели не отделены токоограничивающими реакторами или силовыми трансформаторами.
- Допускается не учитывать:
- сдвиг по фазе ЭДС и изменения частоты вращения роторов синхронных генераторов, компенсаторов и электродвигателей;
- ток намагничивания трансформаторов и автотрансформаторов;
- насыщение магнитных систем электрических машин;
- поперечную емкостную проводимость воздушных линий электропередачи напряжением ниже 330 кВ, если их длина не превышает 200 км.
Изложение пояснительной записки должно быть кратким; при оформлении расчетов должна быть представлена формула с последующей подстановкой в нее числовых значений. Результаты повторяющихся расчетных процедур (в том числе рассчитанные значения токов короткого замыкания) могут быть сведены в таблицу. Схемы выполняются с использованием стандартных обозначений в соответствии с ЕСКД.
Ниже приведен пример выполнения некоторых заданий курсового проекта.
| Задача Для коротких замыканий в системе электроснабжения (Рис. 2) выполнить расчет: - начального значения тока трехфазного короткого замыкания в точке к1 схемы; - ударного тока трехфазного короткого замыкания в точке к2 схемы: - тока двухфазного короткого замыкания на землю в точке к1 схемы. Параметры схемы Система: номинальное напряжение U=35 кВ, ток трехфазного КЗ I(3) = 50,0 кА. Нагрузка: Н1- 30 МВА, cosj = 0,8, Н2 – 50 МВА, cosj = 0,83. |  
Рис. 2. Расчетная схема системы электроснабжения
|
ЛЭП:
| Длина, км | r1, Ом/км | x1,Ом/км | x0, Ом/км |
| 3,7 | 0,35 | 0,9 |
Трансформаторы Т1 и Т2:
| Sн, МВА | Тип | Uвн,кВ | Uнн,кВ | Uk,% | DRк, кВт | i0, % |
| ТД-40000/35 | 10,5 | 7,5 | 0,8 |
Синхронный генератор (сопротивления в о.е.):
| Мощность, кВА | Напряжение, кВ | xd | xq | 
| 
| 
|
| 10,5 | 1,19 | 0,715 | 0,241 | 0,15 | 0,167 |
Асинхронный двигатель:
| Рн, кВт | Uн, кВ | cosjн | hн,% | sн,% | nн, мин-1 | Iп/Iн | 
| 
|
| 0,915 | 95,8 | 0,5 | 6,4 | 0,7 | 2,7 |
Решение
