Характеристика предприятия.

Назначение проектируемого объекта. Число трансформаторов (линий). Расположение в энергосистеме.

1.3 Характеристика потребителей.

Питающие линии, напряжение. Отходящие линии, напряжение, потребители электроэнергии.

Потребителями энергии в основном являются (перечислить). Категория потребителей.

Общая часть, электротехническая часть, охрана труда, экология выполняются на листах со штампами. На первом листе каждой части выполняется большой штамп 40 на 185 мм. На остальных листах выполняется штамп 15 на 185 мм.

2 ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Выбор трансформаторов и автотрансформаторов

По мощности, заданной в задании на курсовое проектирование выбираем тип трансформаторов и автотрансформаторов.

Данные трансформаторов заносим в таблицу 1.

Таблица 1 Техническая характеристика трансформаторов и автотрансформаторов

№

Тип трансфор мато ра

Номина льная мощность Рном, МВт

Напряжение обмоток, В

Потери, кВт

Напряжение короткого напряжения Uк, %

Ток холостого хода Ix.x, %

Рх.х

Рк.з

ВН

СН

НН

Варианты материала магнитоп ровода

вн-нн

вн-сн

вн-нн

сн-нн

А

Б

2.2 Расчёт токов короткого замыкания

2.2.1 Анализ процесса короткого замыкания

Большинство повреждений в электрических системах приводит к коротким замыканиям, которые являются наиболее тяжёлым видом повреждения, так как сопровождается значительным увеличением тока и глубоким понижением напряжения в элементах энергосистемы.

Повышенный ток, который называется током короткого замыкания, вызывает выделение большого количества тепла, приводящего к разрушениям в месте повреждения и вызывающее опасный нагрев неповреждённого электрооборудования и линий электропередачи.

Понижение напряжения нарушает нормальную работу потребителей электроэнергии и устойчивости параллельной работы генераторов и энергосистемы в целом.

Короткое замыкание – это замыкание ЭДС источника накоротко через относительно малое сопротивление.

Коротким замыканием называют замыкание между фазами, замыкание фаз на землю в сетях с глухозаземлённой и изолированной нейтралью. Короткие замыкания возникают при нарушении изоляции электрических цепей. Причины короткого замыкания – это старение и пробой изоляции, набросы на провода линий электропередачи, обрыв проводов с падением на землю, механические повреждения кабельных линий, удары молнии в линии электропередачи.

Виды короткого замыкания

В трёхфазных электроустановках возникают трёхфазные, двухфазные и однофазные короткие замыкания в зависимости от числа замкнувшихся фаз.

При трёхфазном коротком замыкании все фазы электрической сети оказываются в одинаковых условиях, поэтому они называются симметричными. При других видах короткого замыкания фазы находятся в разных условиях, векторные диаграммы токов и напряжений искажены, поэтому они называются несимметричными.

Короткие замыкания сопровождаются увеличением тока в повреждённых фазах, которые в несколько раз превосходят номинальные токи. Эти токи вызывают повышенный нагрев, который может усилить старение и разрушение изоляции. Короткие замыкания сопровождаются понижением уровня напряжения в электрической сети, особенно вблизи места повреждения.

2.2.2 Расчётная схема

Для расчёта токов короткого замыкания составляются расчётная схема и схема замещения

Расчётная схема.

Под расчётной схемой установки понимают упрощенную однолинейную схему электроустановки с указанием всех элементов и их параметров, которые влияют на ток короткого замыкания и поэтому должны быть учтены при выполнении расчётов. На расчётной схеме указываются номинальные параметры (напряжения, мощности и сопротивления) отдельных элементов. Расчёт выполняется по значению средне номинального напряжения.

Шкала средне номинальных напряжений: 6,3; 10,5; 37; 115; 230 кВ.

2.2.3 Схема замещения.

На расчётной схеме намечают точки короткого замыкания. Затем составляют эквивалентную электрическую схему замещения.

Схемой замещения называют электрическую схему, соответствующую по исходным данным расчётной схеме, но в которой все магнитные (трансформаторные) связи заменены электрическими. В расчётах токов короткого замыкания в релейной защите все параметры расчётной схемы выражаются в именованных единицах (все сопротивления выражены в Омах и приведены к одной ступени напряжения). За средне номинальное напряжение принимается напряжение на шинах на шинах высокого напряжения рассчитываемого элемента.

2.2.4 Расчет параметров схемы замещения

После составления схемы замещения определяются сопротивления параметров элементов схемы.

· Для системы:

Сопротивления системы определяются для двух режимов её работы: максимального и минимального.

Сопротивление системы определяется по формуле

Х_сис = U²_{ср. ном} /S_сис, (1) где U_ср.ном – средне номинальное напряжение на стороне высокого напряжения рассчитываемого элемента схемы;

S_сис – мощность системы для максимального или минимального режимов работы энергосистемы.

Определяем два сопротивления Х_{сис.мах} и Х_{сис мin}

· Для линии:

Х_л = Х_о *ℓ, (2) где Х_о – сопротивление одного километра линии;

ℓ - длина линии.

· Для генераторов:

Х_г = Х^»_d × U²_ср.ном./S_{ном. ген.}

· Для трансформаторов:

Для двухобмоточного трансформатора сопротивление определяется по формуле

Х_тр. = U_К%* U²_ср.ном /100*S_{ном. тр}, (3)

где U_к% - напряжение короткого замыкания, берётся из справочных данных трансформатора;

U_{ср. ном} – средне номинальное напряжение

S_{ном. тр} – номинальная мощность трансформатора.

· Для трёхобмоточного трансформатора:

Для трёхобмоточных трансформаторов напряжение короткого замыкания определяется между парами обмоток U_{к в-н}, U_кв-с, U_кс-н (берутся из таблицы паспортных данных трансформаторов).

Для определения сопротивления обмоток необходимо определить напряжение короткого замыкания U_к % для каждой обмотки U_кв%, U_кс%, U_кн%.

Напряжение короткого замыкания для каждой обмотки определяется по формулам:

U_кв % = 0,5(U_кв-н% + U_кв-с %- U_кс-н%) (4)

U_кс % = 0,5(U_кв-с %+U_кс-н% – U_кв-н%) (5)

U_кн% = 0,5(U_кв-н% + U_кс-н% - U_кв-с%) (6) Сопротивление для каждой обмотки определяется по формуле (3).

Для автотрансформатора расчёт выполняется так же, как для трёхобмоточного трансформатора, при расчёте сопротивления обмоток используется типовая мощность. Типовая мощность определяется по формуле;

S_тип = S_ном * α,

где α – коэффициент выгодности определяется по формуле:

α = (U_ВН – U_СН)/U_СН

После определения сопротивлений параметров элементов схемы замещения, она преобразуется к наиболее простому виду. Преобразование схемы выполняется в направлении от источника питания к месту повреждения. При преобразовании схемы используются известные правила последовательного и параллельного сложения сопротивлений.

2.2.5 Расчёт токов короткого замыкания в максимальном и минимальном режимах работы электроэнергетической системы

Расчёт токов короткого замыкания выполняем по закону Ома.

Для этого расчёта берётся средне номинальное напряжение, на которое рассчитывались параметры схемы замещения.

I⁽³⁾_{к mах} = U_{ср. ном} /√3 * Х_{рез. к max},

I⁽³⁾_{к min}= U_{ср. ном} /√3 * Х_{рез. к min},

где Х_{рез.к max} - результирующее сопротивление до точки короткого замыкания в максимальном режиме работы энергосистемы.

Х_{рез. к min} – результирующее сопротивление до точки короткого замыкания в минимальном режиме работы энергосистемы.

Токи короткого замыкания определяются для трёхфазного короткого замыкания в максимальном и минимальном режимах работы энергосистемы.

После определения токов трёхфазногокороткого замыкания определяем ток двухфазного короткого замыкания в минимальном режиме работы энергосистемы. Ток двухфазного короткого замыкания определяется по формуле:

I⁽²⁾_кmin = √3* I⁽³⁾_кmin /2, (7)

где I⁽³⁾_кmin – ток трёхфазного короткого замыкания в минимальном режиме работы энергосистемы.

Дата добавления: 2017-02-01