Расчет токов короткого замыкания в сети внешнего и внутреннего электроснабжения промышленных предприятий
КУРСОВАЯ
РАБОТА
Тема:
«Расчёт токов короткого замыкания в сети внешнего и внутреннего
электроснабжения промышленных предприятий»
Содержание
Задание
.Расчёт симметричного КЗ
.1 КЗ в сети 6 - 10 кВ
.2 Расчёт трёхфазного КЗ в
электроустановках напряжением до 1кВ
.Расчёт несимметричного КЗ
.1 Преобразование схемы СЭС
.2 Определение действующего значения
периодической лагающей тока КЗ в произвольный момент времени
.Построение векторных диаграмм токов
и напряжений
.1.Векторная диаграмма токов
.2 Векторная диаграмма напряжений
Список литературы
Задание
Таблицы
1-7
|
Вариант
2
|
Таблица
8
|
Вариант
9
|
КЗ
в сети 6-10 кВ
|
Середина
W9
|
КЗ
в сети 0,4 кВ
|
Середина
Ш1
|
Вид
несимметрии
|
1
|
Место
несимметричного КЗ
|
СН
АТ1
|
Момент
времени, с
|
0,5
|
Ветвь
для построения диаграммы
|
АТ1
|
Схема СЭС
Рис. 1.
Таблица 1. Данные турбогенераторов
ТЭЦ
|
Pн, МВт
|
Xd'' о.е.
|
Xd', о.е.
|
Xd, о.е.
|
X0, о.е.
|
Cos φ, о.е.
|
G1 и G2
|
12
|
0,131
|
0,2
|
2,07
|
0,06
|
0,80
|
G3
|
100
|
0,183
|
0,26
|
1,79
|
0,06
|
0,85
|
Таблица 2. Данные автотрансформатора АТ3
|
Sн, МВА
|
UBC, %
|
UВН, %
|
UСН, %
|
Kтр, кВ/кВ/кВ
|
АТ3
|
63
|
10
|
35
|
22
|
220/115/11
|
Таблица 3. Данные трансформаторов
|
Sн, МВА
|
Uк, %
|
Kтр, кВ/кВ
|
Т1
и Т2
|
16
|
10,9
|
6,3/115
|
Т3
|
120
|
12,5
|
13,8/115
|
Т4
и Т5
|
40
|
10,6
|
110/11
|
Таблица 4. Данные автотрансформаторов
|
Sн, МВА
|
UВС, %
|
UВН, %
|
UСН, %
|
Kтр, кВ/кВ/кВ
|
АТ1
и АТ2
|
180
|
10,5
|
24
|
13
|
220/110/11
|
Таблица 5. Данные воздушных линий и нагрузок
внешней схемы СЭС
Линии
|
Xуд, Ом/км
|
L, км
|
Нагрузки
|
Sн, МВА
|
W1
|
0,43
|
17
|
Н1
|
22
|
W2
|
0,38
|
17
|
|
|
W3
|
0,41
|
15
|
Н2
|
31
|
W4
|
0,39
|
20
|
|
|
Таблица 6. Данные кабельных линий внутренней
схемы СЭС (6-10 кВ)
Линии
|
Xуд, Ом/км
|
Rуд, Ом/км
|
L, км
|
W5
|
0,081
|
0,258
|
0,06
|
W6
|
0,090
|
0,62
|
0,06
|
W7 и W8
|
0,079
|
0,122
|
0,04
|
W9
|
0,090
|
0,37
|
0,08
|
W10
|
0,083
|
0,326
|
0,12
|
Таблица 7. Данные кабельных линий и шинопроводов
напряжением менее 1кВ
Линии,
шинопроводы
|
Xуд, Ом/км
|
Rуд, Ом/км
|
L, км
|
А,
мм
|
W11
|
0,056
|
0,256
|
14
|
1,6
|
W12
|
0,057
|
0,32
|
10
|
1,6
|
Ш1
|
0,100
|
0,130
|
10
|
10
|
Ш2
|
0,100
|
0,200
|
14
|
10
|
Таблица 8. Данные двигателей 6-10 кВ
Двигатели
|
Pн, МВт
|
Xd'', о.е.
|
Xd, о.е.
|
Cos φ, о.е.
|
СД1
|
2,00
|
0,132
|
2,10
|
0,90
|
СД2
|
2,4
|
0,121
|
2,11
|
0,90
|
АД1
|
1,2
|
0,22
|
-
|
0,80
|
АД2
|
1,5
|
0,18
|
-
|
0,80
|
Таблица 9. Данные понижающих Таблица 10. Данные
электрической трансформаторов Т6 и Т7 6-10/0,4 кВ системы С, автоматов QF
и трансформаторов тока ТА
Трансформатор
|
Т6
и Т7
|
Sн, МВА
|
400
|
Uнн, кВ
|
0,4
|
Uк, %
|
5,6
|
Рк,
кВт
|
5,5
|
Kтр, кВ/кВ
|
10/0,4
|
C1
|
Sк, МВА
|
2100
|
|
C2
|
Sк, МВА
|
2000
|
|
QF1
|
Xа, мОм
|
0,06
|
|
QF2
|
Xа, мОм
|
0,08
|
|
QF3
|
Xа, мОм
|
0,28
|
|
QF4
|
Xа, мОм
|
0,10
|
|
TA1
|
Xтрт, мОм
|
1,2
|
|
TA2
|
Xтрт, мОм
|
1,2
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 10. Состояние силовых выключателей Q
в нормальном режиме работы СЭС
1.Расчёт симметричного КЗ
.1.КЗ в сети 6 - 10 кВ
Составляем схему замещения внешней части СЭС
Определяем параметры схемы замещения:
базисные условия:
Sб=1000 МВт; Uб=Uср=115
кВ
параметры системы:
X1= Sб/Sк1=1000/2100=0,47
о.е.;
X2= Sб/Sк2=1000/2000=0,5
о. е.
параметры генераторов:
Xd*=Xd'';
: Sн1=Pн1∙Cosφ1=12/0,8=15
МВА;11=Xd*∙Sб/Sн=0,131∙1000/15=8,73
о.е.
G2: X13=X11=8,73
о.е.
G3: Sн3=Pн3∙Cosφ3=100/0,85=117,65
МВА;
X15=Xd*∙Sб/Sн=0,183∙1000/117,65=1,56
о.е
по табл.2 [1, c.7]
определяем ЭДС источников питания:
E1= E2=
E3= E4=1,08
о.е.;
E5=1,13 о.е.
параметры трансформаторов:
T1:
T2:
T3:
параметры автотрансформаторов:
АТ1, АТ2:
кв1= uкв2=0,5∙(
uвн1+
uвс1-
uсн1)=0,5∙(24+10,5-13)=20,75
%;кc1= uкc2=0,5∙(
uвc1+ uсн1- uвн1)=0,5∙(10,5+13-24)=-0,25»0 %;
uкн1= uкн2=0,5∙(
uвн1+ uсн1- uвс1)=0,5∙(24+13-10,5)=26,43
%;
АТ3:
кв3= 0,5∙(
uвн3+
uвс3-
uсн3)=0,5∙(35+10-22)=11.5
%;кc3=0,5∙(
uвc3+
uсн3-
uвн3)=0,5∙(10+22-35)=-3»0 %;кн3=0,5∙(
uвн3+
uсн3-
uвс3)=0,5∙(35+22-10)=23.5
%;
параметры линий:
: X7=Xуд1∙L1∙Sб/U2ср1=0,43∙17∙1000/1152=0,55
о.е.:
X16=X17=Xуд2∙L2∙Sб/U2ср2=0,38∙17∙1000/1152=0,49
о.е.:
X18=X20=Xуд3∙L3∙Sб/U2ср3=0,41∙15∙1000/1152=0,47
о.е.:
X19=X21=Xуд4∙L4∙Sб/U2ср4=0,39∙20∙1000/1152=0,59
о.е.
Преобразуем «внешнюю» (расчётную)
часть:
)заменяем последовательные и
параллельные сопротивления (рис. 3.):
X22=X1∙ X2/( X1+X2)=0,47∙0,5/(0,47+0,56)=0,24
о.е.;
)преобразуем звёзды в треугольники
(рис. 4):
=X16+X26+X16∙ X26/
X20=0,49+1,32+0,49∙1,32/0,47=5,66 о.
е.;=X16+X20+X16∙
X20/ X26=0,49+0,47+0,49∙0,47/1,32=0,17 о.
е.;=X26+X20+X26∙
X20/ X16=1,32+0,47+1,32∙0,47/0,49=3,06 о.
е.;=X25+X28+X25∙
X28/ X17=1,32+1,06+1,32∙1,06/0,49=5,78 о.
е.;=X25+X17+X25∙
X17/ X28=1,32+0,49+1,32∙0,49/1,06=2,42 о.
е.;=X17+X28+X17∙
X28/ X25=0,49+1,06+0,49∙1,06/1,32=1,94 о.
е.
3)объединяем параллельные резисторы X27,
X29, X32
(рис. 5):
/X35=1/X27+1/X29+1/
X32=1/2,35+1/5,78+1/5,66=0,78;
X35=1/0,78=1,28 о.
е.
)преобразуем треугольник X30
-X31- X35
в звезду:
=X30∙X35/( X30+ X35+ X31)=2,42∙1,28/(2,42+1,28+1,94)=0,55
о.
е.;=X31∙X35/(
X30+ X35+ X31)=1,94∙1,28/(2,42+1,28+1,94)=0,44 о.
е.;38=X30∙X31/(
X30+ X35+
X31)=2,42∙1,94/(2,42+1,28+1,94)=0,83
о. е.
)преобразуем звёзды (рис. 6) в треугольники:
39=X38+X24+X38∙
X24/ X21=0,83+2,6+0,83∙2,6/0,59=7,08
о. е.;
X40=X24+X21+X24∙
X21/ X38=2,6+0,59+2,6∙0,59/0,83=5,04
о. е.;
X45=X21+X38+X21∙
X38/ X24=0,59+0,83+0,59∙0,83/2,6=1,61
о. е.;
X41=X22+X36+X22∙
X36/ X33=0,24+0,55+0,24∙0,55/3,06=0,83
о. е.;
X42=X22+X33+X22∙
X33/ X36=0,24+3,06+0,24∙3,06/0,55=4,64
о. е.;
X46=X33+X36+X33∙
X36/ X22=3,06+0,55+3,06∙0,55/0,24=10,62
о. е.;
X43=X23+X37+X23∙
X37/ X34=7,77+0,44+7,77∙0,44/0,17=28,32
о. е.;
X44=X23+X34+X23∙
X34/ X37=7,77+0,17+7,77∙0,17/0,44=10,94
о. е.;
X47=X34+X37+X34∙
X37/ X23=0,17+0,44+0,17∙0,44/7,77=0,62
о. е.
)разрываем по источникам E5,
E6, E7,
заменяем X45, X46,
X47 на X48:
/X48=1/X45+1/X46+1/
X47=1/1,61+1/10,62+1/0,62=2,33;
X48=1/2,33=0,43 о.
е.
)Объединяем ветви с источниками, сходящиеся в
одной точке (рис. 9):
/X49=1/X39+1/X41+1/X43=1/7,08+1/0,83+1/28,32=1,38;
X49=1/1,38=0,73 о.
е.;
/X50=1/X40+1/X42+1/X44=1/5,04+1/4,64+1/10,94=0,51;
X50=1/0,51=1,96 о.
е.;
) Объединяем ветви с источниками E8, E9:
48+X49=0,43+0,73=1,16
о. е.;
Определяем сверхпереходной ток со
стороны внешнего электроснабжения:
''вн=E''∑вн∙Iб/Z∑,
где
E''∑вн=E10=1,1
о.
е.;
Z∑=, где X∑=XТ5+Xкл9+X51;
кл9=L9∙xуд9∙Sб/U2ср=0,08∙0,09∙1000/10,52=0,07
о.
е.;∑=XТ5+Xкл9+X51=2,65+0,07+0,73=3,45
о.
е.;кл9=L9∙rуд9∙Sб/U2ср=0,08∙0,37∙1000/10,52=0,27
о.
е.;∑=''вн=E''∑вн∙Iб/Z∑=1,1∙54,99/3,45=17,53
кА
Схема внутренней части СЭС: Схема
замещения:
Определяем параметры схемы
замещения:
52=XТ5=2,65 о.
е.;
r1=r2=rкл9/2=0,27/2=0,14
о. е.;
X56=X57= Xкл9/2=0,07/2=0,035
о. е.;
r3=rкл10=L10∙rуд10∙Sб/U2ср=0,12∙0,326∙1000/10,52=0,35
о. е.;
X55=Xкл10=L10∙Xуд10∙Sб/U2ср=0,12∙0,083∙1000/10,52=0,09
о. е.
параметры двигателей:
нСД2=PнСД2/CosφСД2=2,4/0,9=2,67
МВА;
X53=Xd*СД2∙Sб/SнСД2=0,121∙1000/2,67=45,32
о. е., где Xd*= X''d;
E11=1,1 о. е.
[1, c.7, т.2 ];
SнАД2=PнАД2/CosφАД2=1,5/0,8=1,88
МВА;
X54=Xd*АД2∙Sб/SнАД2=0,18∙1000/1,88=95,74
о. е., где Xd*= X''d;
E12=0,9 о. е.
[1, c.7, т.2 ]
Преобразуем схему рис.12:
=r2+j∙(X53+X57)=0,14+j∙(45,32+0,035)=(0,14+j∙45,36)
о.
е.;=r1+
r3+j∙(X54+X55+ X56)=0,14+0,35+j∙(95,74+0,09+0,035)=
=(0,49+j∙95,87)
о. е.
Объединим ЭДС:
дв''=E13=1,04 о. е.;
Определяем подпитывающее влияние
двигателей в начальный момент переходного процесса:
''дв=E''∑дв∙Iб/Zс=1,04∙54,99/30,79=1,86
кА
Суммарный сверхпереходный ток в
точке КЗ:
''к= I''вн+ I''дв=17,53+1,86=16,39
кА
Оценим влияние сопротивлений внешней
цепи на величину сверхпереходного тока:
I''вн=Iб/Z∑=54,99/3,45=15,94
кА;
''вн< I''вн
Определение мгновенного значения
полного тока КЗ
Xрез/rрез=3,73/0,14=26,64;
Ку=1,9 [2, c.61];
PномСД2=2,4
МВт;
КудвСД2=0,055 [2, рис.5.15];
КудвАД2=1,56 [2, т.5.2];
Кудв= (КудвАД2+ КудвСД2)/2=(1,56+0,055)/2=0,81;
Iу=Ку√2∙
I''вн+ Кудв√2∙
I''дв=1,9∙√2∙16,22+0,81∙√2∙1,86=45,71
кА
.2 Расчёт трёхфазного КЗ в
электроустановках напряжением до 1кВ
Схема цепи КЗ: Схема
замещения цепи КЗ:
Определяем параметры схемы замещения:
=0,08 мОм [1, c.27]; Xтрт=1,2 мОм
[1, c.27];
Rш/2= rудш2∙Lш2/2=0,2∙11/2=1,1
мОм;
Xш/2= xудш2∙Lш2/2=0,1∙11/2=0,55
мОм;
Преобразуем схему замещения:
Определяем переходные сопротивления:
п=(2,5∙√Sном∙k3ст+320∙а)/Sн;ст=2
[1, c.10]; a=10
мм [1, c.25];
Rп=(2,5∙√400∙23+320∙10)/400=9
мОм;
R∑=RП+Rт7+Rш/2=9+5,5+1,1=15,6
мОм;
X∑=XТ7+Xа+Xтрт+Xш/2
=22,4+0,08+1,2+0,55=24,23 мОм;
Определяем действующее значение периодической
составляющей тока трёхФазного КЗ:
2.Расчёт несимметричного КЗ
Исходные данные:
Место несимметричного К.З. : CH.AT1
Момент времени : 0.5c
Bетвь для
построения диаграммы: AT1
.1 Преобразование схемы СЭС
Cxема прямой
последовательности:
Определяем парамеры схемы замещения
Из п.1:
X1=0,47 о. е.; X13=6,81
о. е.;
X2=0,5 о. е.; X14=1,04
о. е.;
X3= X4=8,73
о.е. ; X15=0,55
о. е.;
X5=1,56 о.е; X16=
X17=0,49 о. е.;
X6= X7=1,32
о.е; X18=
X19=0,47 о. е.;
X8=1,8 о.е; X20=
X21=0,59 о. е.;
X9= X10=0; E1=
E2= E3=
E4=1,08 о.е.;
X11=0; E5=1,13
о.е.
X12=6,81 о. е.;
Преобразуем схему
)заменяем последовательные и параллельные
сопротивления:
Из п. 1:
X22=0,24 о.е.; X27=2,35
о.е.;
X23=7,77 о.е.; X29=1,06
о.е.;
X24=2,6 о.е.; X25=
X26=1,32 о. е.;=1,07
о.
е.; E7=1,08
о.
е.;
28= X18+
X21=0,47+0,59=1,06
о. е.
)Преобразуем звезду в треугольник:
=X16+X26+X16∙ X26/
X28=0,49+1,32+0,49∙1,32/1,06=2,42 о.
е.;=X16+X28+X16∙
X28/ X26=0,49+1,06+0,49∙1,06/1,32=1,94 о.
е.;32=X26+X28+X26∙
X28/ X16=1,32+1,06+1,32∙1,06/0,49=5,24
о. е.
)Соединяем E5,
E7; X27//
X30; преобразуем
треугольник X23- X24-
X31 в звезду:
=X27∙X30/( X27+ X30)=2,35∙2,42/(2,35+2,42)=1,19
о.
е.;=
(E5+ E7)/2=(1,13+1,08)/2=1,11 о.
е.;=X23∙X31/(
X23+ X24+ X31)=7,77∙1,94/(7,77+2,6+1,94)=1,22 о.
е.;=X23∙X24/(
X23+ X24+ X31)=7,77∙2,6/(7,77+2,6+1,94)=1,64 о.
е.;36=X24∙X31/(
X23+ X24+
X31)=2,6∙1,94/(7,77+2,6+1,94)=0,41
о. е.
)Преобразуем звёзды X33-
X34- X29
, X17- X32-
X36 в треугольники:
37=X33+X34+X33∙
X34/ X29=1,19+1,22+1,19∙1,22/1,06=3,78
о. е.;
X38=X29+X34+X29∙
X34/ X33=1,06+1,22+1,06∙1,22/1,19=3,37
о. е.;
X39=X29+X33+X29∙
X33/ X34=1,06+1,19+1,06∙1,19/1,22=3,28
о. е.;
X40=X32+X36+X32∙
X36/ X17=5,24+0,41+5,24∙0,41/0,49=10,03
о. е.;
X41=X17+X36+X17∙
X36/ X32=0,49+0,41+0,49∙0,41/5,24=1,02
о. е.;
X42=X17+X32+X17∙
X32/ X36=0,49+5,24+0,49∙5,24/0,41=7,24
о. е.
)Объединяем параллельные резисторы(рис. 22):
X43= X37∙
X40 /(X37+
X40)= 3,78∙10,03/(3,78+10,03)=2,75
о. е.;
X44= X38∙
X41/(X38+
X41)=3,37∙1,02/(3,37+1,02)=0,78
о. е.;
X45=X39∙X42/(X39+
X42)=3,28∙7,24/(3,28+7,24)=2,26
о. е.
)Объединяем параллельные сопротивления X25,
X45:
46= X45∙
X25/(X45+
X25)=2,26∙1,32/(2,26+1,32)=0,82
о. е.
)Преобразуем треугольник в звезду:
=X43∙X46/( X43+ X44+ X46)=2,76∙0,82/(2,76+0,78+0,82)=0,94
о.
е.;=X43∙X44/(
X43+ X44+ X46)=2,76∙0,78/(2,76+0,78+0,82)=0,89 о.
е.;49=X44∙X46/(
X43+ X44+
X46)=0,78∙0,82/(2,76+0,78+0,82)=0,26
о. е.
)Объединяем последовательные сопротивления:
50= X22+
X47=0,24+0,94=1,18
о. е.;
X51= X35+
X48=1,64+0,89=2,53
о. е.
Cxема нулевой
последовательности:
Определяем параметры схемы замещения
АТ-3: ukн3=23,5
% (п.1);
АТ-1,2: ukн=26,43 %
(п.1);
Т-4,5: X25= X26= XТ5=2,65 о.
е. (п.1)
G-2,3: X4=X0∙Sб/Sн=0,06∙1000/15=4
о.е.;
X5=X0∙Sб/Sн=0,06∙1000/117,65=0,5
о.е.
Линии:
0/X1=3,5 о.е.
[1, c. 15];
X15=3,5∙X15(1)=3,5∙0,55=1,93
о.е.;
X16= X17=3,5∙X16(1)=3,5∙0,49=1,72
о.е.;
X18= X19=3,5∙X18(1)=3,5∙0,47=1,65
о.е.;
X20= X21=3,5∙X20(1)=3,5∙0,59=2,07
о.е.
Преобразуем схему
)Объединяем последовательные и
параллельные реактивности:
X27= X1/2=0,47/2=0,24 о.
е.
(X1= X2);// X24= X12∙X24/( X12+ X24)=6,81∙3,73/(6,81+3,73)=2,41 о.
е.;=
X12// X24∙(X13+ X4)/(X12// X24+X13+ X4)=
=2,41∙(6,81+8,73)/(2,41+6,81+8,73)=2,09
о.
е.;29=
X5+ X14=0,5+1,04=1,54
о. е.;
X30= X8+
X15=1,8+1,93=3,73 о.
е.
)Преобразуем треугольники X21-
X26- X29
, X20- X25-
X28 в звёзды:
31=X21∙X29/(
X21+ X26+
X29)=2,07∙1,54/(2,07+2,65+1,54)=0,51
о. е.;
X32=X21∙X26/(
X21+ X26+
X29)=2,07∙2,65/(2,07+2,65+1,54)=0,88
о. е.;
X33=X26∙X29/(
X21+ X26+
X29)=2,65∙1,54/(2,07+2,65+1,54)=0,65
о. е.;
X34=X20∙X25/(
X20+ X25+
X28)=2,07∙2,65/(2,07+2,65+2,09)=0,81
о. е.;
X35=X20∙X28/(
X20+ X25+
X28)=2,07∙2,09/(2,07+2,65+2,09)=0,64
о. е.;
X36=X25∙X28/(
X20+ X25+
X28)=2,65∙2,09/(2,07+2,65+2,09)=0,81
о. е.
)Объединяем последовательные реактивности:
= X18+ X32=1,65+0,88=2,53 о.
е.;=
X17+ X31=1,72+0,51=2,23 о.
е.;39=
X19+ X34=1,65+0,81=2,46
о. е.
) Преобразуем треугольники X7-
X16- X30
, X23- X33-
X37 в звёзды:
40=X7∙X30/(
X7+ X16+
X30)=1,32∙3,73/(1,32+1,72+3,73)=0,73
о. е.;
X41=X16∙X30/(
X7+ X16+
X30)=1,72∙3,73/(1,32+1,72+3,73)=0,95
о. е.;
X42=X7∙X16/(
X7+ X16+
X30)=1,32∙1,72/(1,32+1,72+3,73)=0,34
о. е.;
X43=X23∙X37/(
X23+ X33+
X37)=2,64∙2,53/(2,64+0,65+2,53)=1,15
о. е.;
X44=X23∙X33/(
X23+ X33+
X37)=2,64∙0,65/(2,64+0,65+2,53)=0,29
о. е.;
X45=X33∙X37/(
X23+ X33+
X37)=065∙2,53/(2,64+0,65+2,53)=0,28
о. е.
)Объединяем последовательные реактивности:
X46= X35+
X41=0,64+0,95=1,59
о. е.;
X47= X42+
X43=0,34+1,15=1,49
о. е.;
X48= X38+
X45=2,23+0,28=2,51
о. е.
) Преобразуем звёзды X44-
X47- X48
, X36- X39-
X46 в треугольники:
=X47+X48+X47∙ X48/
X44=1,49+2,51+1,49∙2,51/0,29= =16,9 о.
е.;=X44+X47+X44∙
X47/ X48=0,29+1,49+0,29∙1,49/2,51=1,95 о.
е.;=X44+X48+X44∙
X48/ X47=0,29+2,51+0,29∙2,51/1,49= =3,29 о.
е.;=X39+X46+X39X46/X36=2,46+1,59+2,46∙1,59/0,81=8,88
о.
е.;53=X36+X46+X36X46/X39=0,81+1,59+0,81∙1,59/2,46=2,92
о. е.;
X54=X36+X39+X36X39/X46=0,81+2,46+0,81∙2,46/1,59=4,52
о. е.
) Объединяем параллельные реактивности:
= X49∙X52/(X49+X52)=16,9∙8,88/(16,9+8,88)=5,82
о.
е.;=
X50∙X53/(X50+X53)=1,95∙2,92/(1,95+2,92)=1,18 о.
е.;57=X51∙X54/(
X51+X54)=3,29∙4,52/(3,29+4,52)=1,9
о. е.
) Преобразуем звезду X40-
X55- X56
в треугольник:
=X40+X56+X40∙ X56/
X55=0,73+1,18+0,73∙1,18/5,82=2,06 о.
е.;'=X55+X56+X55∙
X56/ X40=5,82+1,18+5,82∙1,18/0,73=16,41 о.
е.;=
X57∙X59'/( X57+ X59')=1,9∙16,41/(1,9+16,41)=1,7 о.
е.;60=X40+X55+X40∙
X55/ X56=0,73+5,82+0,73∙5,82/1,18=10,15
о. е.
) Объединяем параллельные реактивности X27//
X58, X22//
X59:
=X27∙X58/( X27+ X58)=0,24∙2,06/(0,24+2,06)=0,22
о.
е.;=X22∙X59/(
X22+ X59)=2,64∙1,7/(2,64+1,7)=1,03 о.
е.
10) Преобразуем треугольник в звезду:
63=X60∙X61/(
X60+ X61+
X62)= =10,15∙0,22/(10,15+
0,22+1,03)=0,2 о. е.;
X64=X61∙X62/(
X60+ X61+
X62)= =0,22∙1,03/(10,15+
0,22+1,03)=0,02 о. е.;
X65=X60∙X62/(
X60+ X61+
X62)= =10,15∙1,03/(10,15+0,22+1,03)=0,92
о. е.
) В итоге получаем схему:
'=(X6+X63)∙X65/(X6+X63+X65)=(1,32+0,2)∙0,92/(1,32+0,2+0,92)=0,57
о.
е.;66=
X64+ X66'=0,02+0,57=0,59
о. е.;
X∑0=0,59 о. е.
.2.Определение действующего значения
периодической слагающей тока КЗ в произвольный момент времени
49=0,26 о. е.
X50= 1,18 о. е.;
X51= 2,53 о. е.
Определяем результирующее сопротивление прямой
последовательности:
1∑=X49+
X50∙ X51/(X50+X51)=0,26+1,18∙2,53/(1,18+2,53)=1,07
о. е.;
X2∑= X1∑=1,07
о. е.;
X1резI=
X50=1,18 о. е.;
X1резII=
X51=2,53 о. е.
Допустимое сопротивление ветви генераторов:
XΔ(1)=X2∑+X∑0=1,07+0,59=1,66
о.е.
Эквивалентное сопротивление ветви генераторов:
резII(1)=X1резI+XΔ(1)=1,18+1,66=2,84
о.
е.
Определяем коэффициенты потокораспределения:
= X1∑/X1резI=1,07/1,18=0,91;
CII= X1∑/X1резII=1,07/2,53=0,42
короткий замыкание ток напряжение
Определяем расчётное реактивное сопротивление
ветви генераторов:
*расчI(1)=XрезII(1)∙
SнII/(CII∙Sб)=2,84∙147,65/(0,42∙1000)=1
о.
е.,
гденII=SнI+Sн2+Sн3=15+15+117,65=147,65
МВА-суммарная мощность генераторов.
По расчётным кривым [2, c.81]
определяем:
I*1tII(1)│t=0,5=0,9
о. е.
Вычисляем значение периодической слагающей тока
ветви:
(1)=3 [1, c.17]-коэффициент;
ItII(1)=m(1)∙
I*1tII(1)∙SнII/(√3∙Uср)=3∙0,9∙147,65/(√3∙115)=2
кА
Определяем ток КЗ ветви 1:
б=Sб/(√3∙Uср)=1000/(√3∙115)=5,02
кА;
II(1)=Iб∙СI/(X1резI+XΔ(1))=5,02∙0,91/(1,18+1,66)=1,61
кА
Определяем действующее значение периодической
слагающей тока в месте КЗ для заданного момента времени:
кt1(1)=ItII(1)+II(1)=2+1,61=3,61
кА
Определяем коэффициенты токораспределения в
ветви, прилегающей к точке КЗ:
) Прямая последовательность:
=X50=1,18
о. е.; Xг=X51=2,53
о. е.;
XрезI=Xс∙
Xг/(Xс+Xг)=1,18∙2,53/(1,18+2,53)=0,81
о. е.;
C1=XрезI∙Cк/Xс=0,81∙1/1,18=0,68;
C2=XрезI∙Cк/Xг=0,81∙1/2,53=0,32
Разрежем схему рис.23 (см. п …) по точке КЗ:
3=[C1∙(X43+X44)+
C2∙X44]/(X43+X44+X46)=[0,68∙(2,75+0,78)+0,32∙0,78]/(2,75+0,78+0,82)=0,61;
Часть схемы (рис.22), с ветвью для построения
диаграммы приведена на рис.40.
в1=C3∙X45/(X25+
X45)=0,61∙2,26/(1,32+2,26)=0,39
) Обратная последовательность:
в2= Cв1=0,39
) Нулевая последовательность:
Cв0=CК∙X65/(X6+X65+X63)=1∙0,92/(1,32+0,92+0,2)=0,38
3.Построение векторных диаграмм токов и
напряжений
.1 Векторная диаграмма токов
Iка1=I*1tII(1)+II(1)/Iб=0,9+1,61/5,02=1,22
о. е.;
Iка2=Iка1=1,22
о. е.;
Iка0=Iка1=1,22
о. е.
Токи последовательностей, протекающих в
выбранной ветви схемы:
ва1=Iка1∙Cв1=
1,22∙0,39=0,48 о.
е.;ва2=Iка2∙Cв2=
1,22∙0,39=0,48 о. е.;
Iва0=Iка0∙Cв0=
1,22∙0,38=0,46 о. е.
Принимаем масштаб по току mI=0,02
о.е./мм
Определяем действительные величины токов фаз:
=IBA∙mI∙Iб=71∙0,02∙5,02=7,13
кА;=IBB∙mI∙Iб=0;
IC=IBC∙mI∙Iб=0;
3.2 Векторная диаграмма напряжений
Определяем напряжения различных
последовательностей:
ка1=(X2рез+X0рез)∙Iка1=(0,81+0,59)∙1,22=1,71
о. е.;
Uка2= -X2рез∙Iка1=
-0,81∙1,22= -0,99 о. е.;
Uка0= -X0рез∙Iка1=
-0,59∙1,22= -0,72 о. е.
Находим падения напряжения между точкой КЗ и
местом М:
ΔUва1=Iва1∙X25=0,48∙1,32=0,63
о.
е.;
ΔUва2= -Iва2∙X25=0,48∙1,32=
-0,63 о. е.;
ΔUва0= -Iва0∙X6=0,46∙1,32=
-0,61 о. е.
Определяем напряжения в точке М:
ма1=Uка1+ΔUва1=1,71+0,63=2,34
о.
е.;ма2=Uка2+ΔUва2=
-0,99-0,63= -1,62 о. е.;
Uма0=Uка0+ΔUва0=
-0,72-0,61= -1,33 о. е.
Принимаем масштаб по напряжению mU=0,06
о.е./мм
Определяем действительные величины напряжений:
а=Uма∙
mU∙Uб=12∙0,06∙115=82,8
кВ;=Uмb∙
mU∙Uб=62∙0,06∙115=427,8
кВ;
Uc=Uмc∙
mU∙Uб=62∙0,06∙115=427,8
кВ
Список литературы
1.Расчёт
токов КЗ в сети внешнего и внутреннего электроснабжения промышленных
предприятий: Методические указания по выполнению курсовой работы / Сост. А. С.
Дулесов; ХПИ при КГТУ, Красноярск, 1994. 28с.
.Переходные
процессы в СЭС: Учебник/ В. Н. Винославский и др.- К.: Выща шк. Головное
издательство, 1989.-422 с.: ил.
.Рожкова
П. Д., Козулин В. С. Электрооборудование станций и подстанций: Учебник. 3-е
изд., перераб. М.: Энергия, 1984. 620 с.
.Беляева
Е. Н. Как рассчитать ток КЗ. М.: Энергоатомиздат, 1983. 136 с.