Коротких замикань (КЗ) на ПК

Розрахунок початкових діючих значень періодичних складових струмів трифазних

Лабораторна робота №1

Мета роботи ― отримати практичні навички розрахунку струмів трифазних коротких замикань на персональному комп'ютері (ПК) і досліджувати вплив на величину початкового діючого значення періодичної складової струму КЗ синхронних і асинхронних двигунів, комплексного навантаження, місця їх підключення, роздільної і паралельної роботи трансформаторів, положення перемикача трансформатора з РПН.

ПРОГРАМА РОБОТИ

Використовуючи програму TONAR 7 провести розрахунки початкових діючих значень періодичної складової струму трифазного КЗ на виводах ВН трансформатора Т6 ГПП (точка К – 1), на збірних шин НН ГПП (точка К – 2) та на виводах генератора Г1 ТЕЦ (точка К – 3) системи електропостачання, схема якої та параметри наведені у вихідних даних до курсової роботи. Дослідити вплив на величину початкового діючого значення періодичної складової струму КЗ на шинах ВН та НН ГПП синхронних і асинхронних двигунів, комплексного навантаження, місця їх підключення, роздільної та паралельної роботи трансформаторів, а також вплив положення перемикача регульованої обмотки трансформатора Т6 з РПН на струм КЗ на виводах НН трансформатора.

ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ

1. Ознайомитися з інструкцією до програми TONAR 7 розрахунку коротких замикань на ПК.

2. За принциповою схемою системи і заданим варіантом вихідних даних до курсової роботи скласти і накреслити в двох екземплярах на листах формату А 4 розрахункову схему. На ній генератори G 2, G 3, G 4 слід замінити одним еквівалентним, номінальна потужність якого дорівнює сумі номінальних потужностей одиничних генераторів, а відносні параметри та інші такі ж, що і у одиничного генератора. Трансформатори ТЕЦ Т 2, Т 3, Т 4 також слід представити у вигляді одного з сумарною номінальною потужністю S _тномЕ=3 S _тном. Аналогічно одним еквівалентним представляються автотрансформатори АТ1, АТ2 і двигуни СД(АД). Їх відносні, зведені до номінальних умов параметри, вводяться такими ж, що у одиничного елементу. Двигуни, як і комплексне навантаження, слід ввести на кожній секції збірних шин НН ГПП. Для варіантів завдань з розщепленою обмоткою НН трансформаторів ГПП вважати, що вони працюють з запаралеленими обмотками НН.

У розрахункову схему слід ввести три вимикачі: Q 1 і Q 2 - з боку обмоток НН трансформаторів Т 5 і Т 6 ГПП і Q 3 - між секціями збірних шин НН ГПП. Вимикачі призначені для розрахунку на ПК струмів КЗ в різних режимах, що відрізняються станом схеми ГПП.

На розрахунковій схемі слід пронумерувати усі вузли. (див. інструкцію до програми). Слід також вказати розрахункові точки КЗ: К - 1 на одному екземплярі розрахункової схеми і К - 2- на іншому, і зафіксувати номери вузлів, в яких розраховуються струми КЗ.

За розрахунковою схемою слід скласти і накреслити у форматі А4 схему заміщення для розрахунку початкового діючого значення періодичної складової струму КЗ, на якій пронумерувати усі вузли в такому ж порядку, що і на розрахунковій схемі.

3. Підготувати вихідні дані для їх введення в пам'ять ПК в режимі діалогу. Рекомендується після ознайомлення з інструкцією до програми безпосередньо на ПК проглянути вікна діалогу для введення вихідних даних. За основний ступінь слід узяти ступінь напруги, на якому знаходиться точка КЗ К - 1, базисну потужність прийняти рівною 1000 МВ.А, а базисну напругу на основному ступені узяти рівною номінальній напрузі обмотки ВН трансформаторів ГПП.

Пункти 1..3 виконуються студентами при підготовці до лабораторної роботи, усі матеріали представляються кожним студентом викладачеві перед початком роботи.

4. Увійти до програми розрахунку струмів КЗ.

5. Ввести вихідні дані за умови, що трансформатор Т5 ГПП відключений. Для цього вимикачі Q1 та Q3 мають бути відключені, а Q2 включений.

Вихідні дані можна вводити двома способами:

5.1. У головному меню клацнути команду Файл та підкоманду Новый і далі виконувати вказівки пункту 5 Інструкції до програми TONAR 7.

5.2. Вибрати пункти меню Файл / Открыть, і вказати ім'я файлу з вихідними даними, подібними до тих, що вводяться (для тієї ж розрахункової схеми), а потім ― пункт Данные. Ввод и редактирование. Цей спосіб може заощадити час на введення даних, якщо на диску записаний файл з вихідними даними, подібними до тих, що вводяться. В цьому випадку у вікнах діалогу елементів системи досить скоректувати каталожні дані, зберігши прийняту раніше нумерацію вузлів.

6. Виконати розрахунок струмів КЗ в точках К - 1, К – 2 і К – 3 для умов нормальної роботи системи електропостачання, що наведені в завданні на курсову роботу, проглянути його результати. Зіставити параметри схеми заміщення і значення струмів КЗ з їх значеннями, отриманими при виконанні курсової роботи. При їх відмінності з'ясувати причини розбіжності. Передусім у файлі результатів розрахунку слід перевірити правильність введення усіх вихідних даних. Якщо дані введені вірно, то слід знайти елементи системи, для яких відрізняються параметри схеми заміщення, і перевірити розрахунки, виконані вручну. Нанести на підготовлену заздалегідь схему заміщення розраховані на ПК її параметри: опори і ЕРС. Записати вихідні дані у особистий файл.

Отримати дозвіл викладача на продовження розрахунків.

7. Скоректувати дані для умов нормальної роботи схеми ГПП: обидва трансформатори включені і працюють роздільно, навантаження рівномірно розподілене між секціями. Для цього вимикач Q 3 має бути відключений, а Q 1 і Q 2 включені. Струми КЗ розраховуються в точках К - 1 і К - 2.

8. Виконати розрахунок, проглянути його результати. Нанести на розрахункові схеми отримані на ПК параметри режиму: модулі комплексів струмів віток у відносних одиницях і в кА, стрілками біля кожної вітки вказати дійсний напрямок протікання струму, сумарні струми КЗ у відносних одиницях і в кА, модулі комплексів напруг у вузлах у відносних одиницях. На одну розрахункову схему наносяться вказані величини при КЗ в точці К - 1, на іншу ― при КЗ в точці К - 2. Дійсний напрямок протікання струму у кожній вітці визначається знаком дійсної складової комплексу струму цієї вітки ― якщо він додатний, попередньо вибрано вірний напрямок протікання струму від вузла початку до вузла кінця, якщо від’ємний ― слід змінити цей напрямок на протилежний.

9. Розрахувати у відсотках по відношенню до сумарного струму КЗ в даних точках складові підживлення струму КЗ від кожного з еквівалентних двигунів і узагальнених навантажень двох секцій РП 10(6) кВ ГПП. Зробити висновок про доцільність обліку окремих навантажень і двигунів при розрахунку струмів КЗ у заданих точках.

10. За результатами розрахунку та даних п.8 на листі формату А4 побудувати епюри напруги між точкою КЗ і системою та між точкою КЗ і генераторами ТЕЦ при КЗ у точках К - 1 і К - 2.

Зіставити значення сумарних струмів в місці КЗ з їх значеннями, отриманими в п.6.

11. Скоректувати введені дані для умов паралельної роботи трансформаторів ГПП. Для цього вимикачі Q 1, Q 2 і Q 3 мають бути включені. Струми КЗ розраховуються в точках К - 1 і К - 2.

12. Виконати розрахунок, проглянути його результати. Зіставити сумарні струми в місці КЗ з їх значеннями, отриманими в пп. 6, 8.

13. Розрахувати і побудувати криві зміни струмів в обмотках НН трансформатора ГПП Т6 залежно від положення перемикача РПН регульованої обмотки ВН при КЗ в точці К2 і роздільній роботі трансформаторів. Ці струми КЗ доцільно фіксувати, як струми через вимикач Q 2. Їх необхідно виразити у відносних одиницях від їх значення при середньому (основному) положенні перемикача (це значення знайдене в п.8)

Трансформатори ГПП виконані з перемиканням відгалужень під навантаженням (РПН). Діапазон і число ступенів регулювання РПН %; ступенів. Напруга короткого замикання для середнього відгалуження регульованої обмотки (РО) u_k =10,5%, для крайніх відгалужень ― u _k^{- РО}, u _k^+РО приведена в таблиці 1.

Номінальна напруга регульованої обмотки для крайніх відгалужень визначається виразами:

U _вн^{- РО} = (1 - ) U _вн = (1 – 0,16) 115 = 96,6 кВ;

U _вн^+РО = (1 + ) U _вн = (1+ 0,16) 115=133,4 кВ.

Оскільки напруга в мережі не може перевищувати найбільшої робочої напруги, що становить для мережі 110 кВ U _{макс.раб.}= 126 кВ, приймаємо U _вн^+РО = 126 кВ.

Коригуючи вихідні дані для трансформатора ГПП: номінальну напругу відгалуження і відповідне значення напруги короткого замикання можна розрахувати струми КЗ в обмотках трансформатора і побудувати шукані криві. Можна обмежитися двома розрахунками для крайніх відгалужень і побудувати шукані криві по трьох точках (з урахуванням струмів, знайдених в п.8). По осі абсцис слід відкладати відношення номінальних напруг відгалуження до номінальної напруги при середньому відгалуженні регульованої обмотки, тобто 115 кВ, а по осі ординат відношення отриманих значення струму при крайніх відгалуженнях до струму зі сторони НН Т6 при середньому відгалуженні. У такому разі начало координатних осей проходить через точку з координатами 1, 1.

Зробити висновки, на скільки відсотків змінюється струм КЗ при крайніх положеннях РПН по відношенню до струму зі сторони НН трансформатора при середньому відгалуженні.

Звіт по роботі оформляється індивідуально кожним студентом

Таблиця 1

Значення напруги короткого замикання силових двообмоткових трансформаторів для крайніх відгалужень регульованої обмотки

Номінальна потужність трансформатора, МВА	U к ^- РО, %	U к ^+РО, %
6,3	10,58	11,72
	10,49	11,73
	10,09	11,05
	10,44	11,34
	10,35	11,02
	10,05	10,66
	10,44	10,91

ЗМІСТ ЗВІТУ ПРО РОБОТУ

1 Мета роботи.

2 Дві розрахункові схеми з нанесеними на них результатами розрахунків режимів при КЗ в точках К - 1 і К - 2 за умовами п 8.

3 Схема заміщення з параметрами, розрахованими на ПК.

4 Епюри напруги відповідно до п.10.

5 Аналіз результатів розрахунків струмів КЗ відповідно до пп. 6, 8, 9, 10, 11, 12.

6 Криві зміни струмів КЗ відповідно до п. 13.

7 Висновки про міру впливу досліджуваних чинників і необхідності їх обліку при розрахунку струмів КЗ.

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ

1. Назвіть, які складові повного струму короткого замикання розглядаються при аналізі його зміни у часі?

2. Які елементи електроенергетичної системи виступають як джерела живлення при

розрахунках початкового діючого значення періодичної складової струму КЗ. Якими параметрами ― ЕРС та опорами вони вводяться при цьому у схему заміщення?

3. Якими властивостями володіють надперехідні ЕРС синхронних та асинхронних машин? Як ці властивості використовуються при розрахунках початкових діючих значень періодичної складової струму КЗ?

4. Як із векторної діаграми попереднього нормального режиму визначаються складові надперехідної ЕРС E ''_q0 та E ''_{d |0|}?

5. Зобразіть векторну діаграму для нормального попереднього режиму роботи синхронного генератора при допущенні, що , покажіть на ній надперехідну ЕРС E ''_|0| та запишіть формулу для її визначення.

6. При яких умовах можна нехтувати при розрахунках початкових діючих значень періодичної складової струму КЗ підживленням від двигунів та комплексного навантаження?

7. При яких умовах розраховуються початкові діючі значення періодичної складової струму КЗ у максимальному та мінімальному режимах?

8. У чому полягає підготовка розрахункової схеми для визначення струмів КЗ за допомогою програми TONAR 7?

Дата добавления: 2015-08-31