Переходные электромагнитные процессы

Министерство  образование и науки

Российской  Федерации

Алтайский государственный технический университет

Им. И.И. Ползунова 
 
 
 
 
 

Кафедра ЭПП 
 
 
 
 
 
 

Курсовая  работа

По курсу  «Переходные электромагнитные процессы» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Выполнил:

Студент группы Э-34         Селивошко М.С. 
 
 
 

Проверил:

к.т.н., доцент                                 Штраухман О.А. 
 
 
 
 
 

Барнаул 2006

Задание 

 

1. При симметричном трёхфазном коротком замыкании в  заданной точке «К» схемы определить аналитическим путём, а также  методом расчетных кривых, начальное значение периодической составляющей тока и ударный ток.
2. Используя метод расчетных кривых, определить величину тока при несимметричном коротком замыкании К⁽¹⁾ в этой же точке для начального момента времени, через 0.2 с после начала короткого замыкания и в установившемся режиме.
3. Построить векторные диаграммы токов и напряжений в точке короткого замыкания для начального момента времени.

 

       Схема задания показана на рисунке 1.1 . 
 

             Рисунок 1.1 – Расчетная схема задания 
 
 
 
 
 

 

 

 Исходные  данные для произведения расчетов, взятые из справочника, приведены в таблице 1. 

    Таблица 1- параметры оборудования

 
 
 
 

Задание 1

1.1 Аналитический метод расчета 

 Выбираем  базисную мощность и базовое напряжение S_б = 1000 МВА, U_б=115 В.

 Рассчитываем  ЕДС генераторов, нагрузок, а также  рассчитываем реактивные сопротивления элементов в относительных единицах в схеме. 

  Для генераторов:

  X_г = (X²_d * S_б)/S_нг;

  X_г1 = 0,1361*1000/78,75 = 1,728;

  X_г2 = 0,23*1000/40 = 5,75;

  X_г3 = 0,153*1000/40 = 3,825;

  E_г = 1+X²_d * sinφ;

  Е_г1 = 1 + 0,1361*0,6 = 1,081;

  Е_г2 = 1+0,23*0,6 = 1,138;

  Е_г3 = 1+0,153*0,6 = 1,091. 

  Для трансформаторов:

         2х обмоточные

  X_т = (U_к%*S_б)/(100% *S_нт)   

  X_т1 =  (10,5*1000)/(100*80) = 1,313;

  X_т2 = X_т4=Х_т5 = (10,5*1000)/(100*40) = 2,625;

  Х_т3 =(11*1000)/(100*160) = 0,687;

         автотрансформаторы

  X_ВС = (U_кВС%*S_б)/(100%*S_нт) ;    X_В = 0.5*( X_ВС +X_ВН –X_СН);

  X_ВН = (U_кВН%*S_б)/(100%*S_нт) ;    X_С = 0.5*( X_ВС +X_СН –X_ВН);

  X_СН = (U_кСН%*S_б)/(100%*S_нт) ;    X_Н = 0.5*( X_ВН +X_СН –X_ВС);

 Х_ат1вн = 32*1000/100*200 = 1,6;   Х_ат1в = 0,5(0,55 + 1,6 - 1) = 0,575;

 Х_ат1вс = 11*1000/100*200 = 0,55; Х_ат1с = 0,5(0,55 + 1 – 1,6) = 0;

 Х_ат1сн = 20*1000/100*200 = 1;      Х_ат1н = 0,5(1 + 1,6 – 0,55) = 1,025. 

  Для линий электропередач:

  Х_л = (Х₀ * L * S_б )/U²_ср.н.л., где Х₀ = 0,4 Ом/км;

  Х_л1 = (0,4 * 130 * 1000)/115² = 3,931;

  Х_л2 = (0,4 * 20 * 1000)/115² = 0,604;

  Х_л3 = (0,4 * 50 * 1000)/115² = 1,512;

  Х_л4 = (0,4 * 35 * 1000)/115² = 1,058;

  Х_л5 = (0,4 * 50 * 1000)/115² = 1,512;

  Х_л6 = (0,4 * 10 * 1000)/115² = 0,302;

  Х_л7 = (0,4 * 125 * 1000)/230² = 0,945. 

  Для системы:

  Х_сист = S_б / S_с = 1000/1500 = 0,666;

  Е_с = 1. 
 

  Для нагрузок:

  Х_н = 0,35 * S_б / S_нагр

  Х_н1 = 0,35 * 1000 / 35 = 10;

  

  Х_н2 = 0,35 * 1000 / 35 = 10;

  Е_н1 = Е_н2 = 0,85.

  

  

  Для реактора:

  I_б = S_б/(U_б*√3);

  I_б = 1000/(1,732*115) = 5,020;

  Х_р,о.е. = (Х_р% * U_ср.н.р.*I_б )/(100% * I_н * U_б.);

  Х_р=(6*115*5,020)/(100*0,2*35) = 4,948. 

  Для синхронного компенсатора:

  Х_ск = (Х’’*S_б)/S_ск;

  Х_ск = (0,2*1000)/10 = 20;

  E_ск = 1+X²_d * sinφ;

  Е_ск = 1+0,2*0,6 = 1,12.

    
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  Рисунок 1.2 – Схема замещения расчетной  схемы  
 
 
 
 
 

 

 
 

 

 
 
 

 

 
 

 Рисунок 1.3 – Первый шаг преобразования схемы замещения 

 Х₁ =Х_Г1+Х_Т1 = 1,728+1,313 = 3,04; Х₂ = Х_Т2+Х_Н1 = 2,625+10 = 12,625;

 Х₃ = Х_СК+Х_АТН = 20+1,025 = 21,025; Х₄ = Х_Т5 +Х_Г2 = 2,625 +5,75 = 8,375;

 Х₅ = Х_Т4+Х_Г3 = 2,625+3,825 = 6,45;

 Х₆ = Х_АТВ+Хл7/2+Х_Т3+Х_С = 0,575+0,945/2+0,666 = 2,401.

   
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Рисунок 1.4 -  Второй шаг преобразования схемы замещения 

 Х₇ = Х₁+Х_Л1/2+(Х₁*Х_Л1/2)/Х_Л2 = 3,04+3,931/2+(3,04*3,931/2)/0,604 = 14,889;

 Х₈ = Х₁+Х_Л2+(Х₁*Х_Л2)/(Х_Л1/2) = 3,04+0,604+3,04*0,604/(3,931/2) = 4,581;

 Х₉ = Х_Л1/2+Х_Л2+(Х_Л1/2*Х_Л2)/Х₁ = 2,961; 

 Х₁₀ = (Х₃*Х₆)/(Х₃+Х₆) = (21,025*2,401)/(21,025+2,401) = 2,155;

 Х₁₁ = (Х₄*Х_Н2)/(Х₄+Х_Н2) = (8,375*10)/(8,375+10) = 4,557;   

 Е₁ =(Е_С*Х₃+Е_СК*Х₆)/(Х₃+Х₆) = (1*21,025+1,12*2,401)(21,025+2,401) = 1,012;

  Е₂ =(Е_Н2*Х₄+Е_Г2*Х_Н2)/(Х₄+Х_Н2) = (0,85*8,375+1,138*10)/(8,375+10) = 1,006. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 Рисунок 1.5 – Третий шаг преобразования схемы  замещения 

 Х₁₂ = (Х₇*Х₂)/(Х₇+Х₂) = (14,889*12,625)/(14,889+12,625) = 6,831;

 Х₁₃ = (Х₈*Х₁₀)/(Х₈+Х₁₀) = (4,581*2,155)/(4,581+2,155) = 1,465;

 Х₁₄ = Х_Л5+Х₅+Х_Л5*Х₅/Х_Л6 =1,512+6,45+1,512*6,45/0,302 = 40,212;

 Х₁₅ = Х_Л5+Х_Л6+Х_Л5*Х_Л6/Х₅ = 1,512+0,302+1,512*0,302/6,45 = 1,885;

 Х₁₆ = Х₅+Х_Л6+Х₅*Х_Л6)/Х_Л5 = 6,45+0,302+6,45*0,302/1,512 = 8,042;

 Е₃ =(Е_Н1*Х₇+Е_Г1*Х₂)/(Х₇+Х₂) = (0,85*14,889+1,081*12,625)/(14,889+12,625) = 0,956;

 Е₄ =(Е₁*Х₈+Е_Г1*Х₁₀)/(Х₈+Х₁₀) = (0,85*4,581+1,081*2,155)/(4,581+2,155) = 1,034. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

   
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 Рисунок 1.6 – Четвёртый шаг преобразования схемы замещения  

 Х₁₇ = (Х₁₃*Х₁₄)/(Х₁₃+Х₁₄) = (1,465*40,212)/(1,465+40,212) = 1,414;

 Х₁₈ = (Х₁₅*Х_Л4/2)/(Х₁₅+Х_Л4/2) = (1,885*1,058/2)/(1,885+1,058/2) = 0,413;

 

 Х₁₉ = (Х₁₁*Х₁₆)/(Х₁₁+Х₁₆) = (4,557*8,042)/(4,557+8,042) = 2,909.