АЛМАТИНСКИЙ
ИНСТИТУТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ
Кафедра электрических станций, сетей и систем
Методические
указания и задания к курсовой работе
(для
студентов очной формы обучения
специальностей 210140 – Электрические станции,
210240
– Электроэнергетические системы и сети)
Алматы 2005 г.
СОСТАВИТЕЛИ: Л.Б. Баймухаметова.
Методические
указания содержат общие положения, задание и указания по выполнению
и оформлению. В работе дано описание программы ТКЗ, приведены исходные данные к
выполнению курсовой работы, инструкция работы на ЭВМ по программе ТКЗ,
приводится перечень литературы.
Ил. 7, табл. 5, библиогр.- 4
Рецензент: канд. техн. наук, доцент К.К.
Тохтибакиев
Печатается по плану издания Алматинского института
энергетикии связи на 2005 г.
© Алматинский институт энергетики и связи,
2005 г.
Введение
Методические указания предназначены для студентов специальностей
210140, 210240, 050718, изучающих курс переходные процессы в электрических
системах, посвященный электромагнитным переходным процессам.
В
указаниях излагаются практические методы расчетов переходных процессов при
различных видах коротких замыканий в электрических системах, основанные на
целом ряде допущений.
Целью
курсовой работы является овладение практическими методами расчетов
электромагнитных переходных процессов как при симметричных (трехфазных), так и
несимметричных (с однократной поперечной несимметрией) коротких замыканиях в электрической системе. В объем курсовой
работы входят: расчеты начальной стадии электромагнитного переходного процесса
при трехфазном коротком замыкании и при несимметричных коротких замыканиях в
заданной точке электрической системы.
1
Общие сведения
В трехфазной системе
возможны различные виды коротких замыканий.
Все расчеты токов
коротких замыканий производятся по расчетным схемам сети, в которую вводятся
все присутствующие в питании места короткого замыкания, источники и все
элементы (трансформаторы, автотрансформаторы, воздушные линии) с учетом их
связей как с местом короткого замыкания, так и между собой.
Для упрощения
проводимых расчетов целесообразно в расчетной схеме сети все магнитосвязанные
цепи заменить одной эквивалентной электрически связанной цепью, то есть
составить схему замещения сети.
При составлении
схемы замещения цепи принимают ряд допущений [1]:
а) совпадение по
фазе ЭДС всех генераторов;
б) отсутствие
насыщения магнитных систем электрических машин;
в) пренебрежение
активными сопротивлениями элементов сети;
г) пренебрежение
емкостью элементов сети;
д) пренебрежение
токами намагничивания трансформаторов и
автотрансформаторов.
Схема замещения сети
составляется на фазу, так как трехфазная система считается симметричной.
Для удобства чтения
и дальнейших расчетов целесообразно сопротивления схемы замещения и ЭДС обозначать порядковыми номерами и
указывать их численные значения [3].
2 Задание для курсовой работы
a) определить начальное
значение периодической составляющей тока трехфазного короткого замыкания
в точке «К» расчетной схемы;
б) рассчитать распределение тока трехфазного
короткого замыкания по ветвям расчетной схемы;
в) определить
сверхпереходный ток несимметричного короткого замыкания в точке «К» расчетной
схемы;
г) для подтверждения результатов произвести
расчеты с помощью программы TKZ –
3000. Сравнить результаты расчетов.
2.1 Указания к выбору вариантов задания
Курсовая работа
выполняется каждым студентом индивидуально в соответствии с заданным вариантом.
Номер точки
короткого замыкания «К» определяется преподавателем
|
Последняя цифра зачетной книжки
|
Четная
|
определяет расчет двухфазного короткого
замыкания на землю
|
|
Нечетная
|
расчет однофазного короткого замыкания
|
|
Предпоследняя цифра зачетной книжки
|
Четная
|
расчет в именованных единицах
|
|
Нечетная
|
расчет в относительных единицах
|
2.2 Варианты заданий и исходные данные
Исходными данными
для выполнения курсовой работы являются принципиальная схема
электрической системы (рисунок 2.1 и 2.2) и технические данные по
электрооборудованию КЭС, ГЭС, подстанции энергосистемы (п/ст ЭС) и параметры
ЛЭП.
2.3 Способы задания системы
Система С-1 - источник бесконечной
мощности, а С-2 задается номинальным током отключения включателя,
установленного на головном участке межсистемной ВЛ IНОМ = 30 кА. Ток
однофазного короткого замыкания на землю в точке подключения ВЛ к системе Iк(1)=
40 кА.
Таблица 2.1 - Технические данные генераторов
|
Тип генератора
|
РНОМ , МВт
|
UНОМ , кВ
|
Cos φ
|
Х’’d ,%
|
X2 ,%
|
Место установки
|
|
ТГВ-500
|
500
|
20
|
0,85
|
24,3
|
29,6
|
КЭС-2
|
|
ТВВ-800-2
|
800
|
24
|
0,9
|
21,9
|
26,7
|
КЭС-1
|
|
СК-712/227-24
|
260
|
15,75
|
0,85
|
28,8
|
27,0
|
ГЭС-1, ГЭС-2
|
Таблица 2.2 - Технические данные трансформаторов на 500 кВ
|
Тип трансформатора
|
SНОМ , МВА
|
UНОМ , кВ
|
UК ,%
|
ΔРК , кВт
|
Место установки
|
|
Н
|
НН
|
|
ТЦ-630000/500
|
630
|
525
|
20
|
14
|
1300
|
КЭС-2
|
|
ТЦ-1000000/500
|
1000
|
525
|
24
|
14,5
|
2000
|
КЭС-1
|
|
ОРЦ-267000/500
|
267
|
525
|
15,75
|
14
|
890
|
ГЭС-1, ГЭС-2
|
Таблица 2.3 - Технические данные трансформаторов на 220 кВ
|
Тип трансформатора
|
SНОМ , МВА
|
UНОМ , кВ
|
UК ,%
|
ΔРК , кВт
|
Место установки
|
|
ВН
|
НН
|
|
ТЦ-630000/220
|
630
|
242
|
20
|
11,5
|
1300
|
КЭС-2
|
|
ТЦ-1000000/220
|
1000
|
242
|
24
|
12
|
2000
|
КЭС-1
|
|
ТДЦ-400000/220
|
400
|
242
|
15,75
|
11
|
880
|
ГЭС-1
|
Таблица 2.4 - Технические данные автотрансформаторов
|
Тип трансформатора
|
SНОМ , МВА
|
UНОМ ,
кВ
|
SОБМОТОК,
%
|
Место установки
|
|
ВН
|
СН
|
НН
|
ВН
|
СН
|
НН
|
|
АОДЦТН/167000/500/220
|
3х167
|
500
|
230
|
15,75
|
100
|
100
|
50
|
КЭС-2
|
|
АОДЦТН/267000/500/220
|
3х267
|
500
|
230
|
15,5
|
100
|
100
|
45
|
ГЭС-1,
КЭС-1
|
|
АОДЦТН/667000/500/220
|
3х667
|
1150
|
500
|
20
|
100
|
100
|
27
|
Подстан-
ции
|
Окончание таблицы 2.4
|
Тип трансформатора
|
UК , %
|
RТ, Ом
|
|
ВН-СН
|
ВН-НН
|
СН-НН
|
ВН-СН
|
ВН-НН
|
СН-НН
|
|
АОДЦТН/167000/500/220
|
11
|
35
|
21,5
|
0,39
|
0,39
|
2,9
|
|
АОДЦТН/267000/500/220
|
11,5
|
37
|
23
|
0,28
|
0,28
|
1,12
|
|
АОДЦТН/667000/500/220
|
11,5
|
35
|
22
|
0,42
|
0,42
|
3,7
|
Таблица 2.5 - Параметры ЛЭП
|
№ ВЛ
|
Удельные сопротивления
|
Отношение х1/хО
|
Длина ВЛ, км
|
|
Х1, Ом/км
|
R1, Ом/км
|
№
варианта(последняя цифра з.к.)
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
|
1
|
0,32
|
0,034
|
2,5
|
200
|
225
|
250
|
300
|
275
|
250
|
|
2
|
0,308
|
0,029
|
2,5
|
150
|
175
|
200
|
160
|
190
|
200
|
|
3
|
0,306
|
0,025
|
2,5
|
250
|
275
|
300
|
280
|
300
|
275
|
|
4
|
0,31
|
0,034
|
2,5
|
300
|
325
|
350
|
340
|
300
|
350
|
|
5
|
0,27
|
0,011
|
4,0
|
1000
|
1100
|
1300
|
900
|
1200
|
1000
|
|
6
|
0,331
|
0,06
|
3,0
|
50
|
60
|
70
|
65
|
60
|
50
|
|
7
|
0,309
|
0,028
|
2,5
|
250
|
300
|
350
|
300
|
280
|
300
|
|
8
|
0,311
|
0,030
|
3,0
|
400
|
250
|
300
|
350
|
300
|
280
|
Окончание таблицы 2.5
|
Длина ВЛ, км
|
|
№ варианта(последняя цифра з.к.)
|
|
7
|
8
|
9
|
0
|
|
250
|
200
|
300
|
280
|
|
200
|
200
|
250
|
200
|
|
200
|
250
|
275
|
280
|
|
350
|
335
|
300
|
350
|
|
1100
|
1150
|
1000
|
900
|
|
50
|
60
|
55
|
65
|
|
45
|
300
|
350
|
300
|
|
300
|
250
|
300
|
280
|
3 Определение параметров элементов и составление схем замещения
3.1 В именованных
единицах
При расчете в
именованных единицах сопротивление всех элементов схем замещения выражается в
Омах, а ЭДС - в киловольтах, они должны быть приведены к
одной ступени напряжения, выбранной за основную и называемую базисной.
В практических
расчетах возможно приближенное приведение сопротивлений по средним
коэффициентам трансформации, равным отношению средних номинальных напряжений (
) соответствующих ступеней.
Для каждой ступени
напряжения приняты следующие значения средних номинальных напряжений (
) кВ:
6,3; 10,5; 13,8;
15,75; 20; 37; 115; 230; 515; 1150 кВ.
При приближенном
приведении пользуются следующими формулами:
а) для сопротивления
, (3.1)
где 
- сопротивление в Омах,
приведенное к ступени 
, выбранное за основную;
- сопротивление в
Омах, заданное на ступени 
;
б) для ЭДС
сопротивление
в Омах, приведенное к ступени 
;
,
(3.2)
где 
- фазная ЭДС в
киловольтах, приведенная к ступени 
;
- междуфазная ЭДС в
киловольтах, заданная на ступени 
.
Соответственно для
токов и напряжений
,
(3.3)
где 
- среднее номинальное значение ступени, с которой производится пересчет;
- то же выбранной
ступени.
Целесообразно за основную ступень принять ступень
напряжения, где произошло повреждение. В этом случае базисное напряжение равно
номинальному напряжению в месте короткого замыкания (
). Тогда сопротивление элементов в именованных
единицах расчетной схемы замещения определяется по выражениям:
а) для генераторов
, (3.4)
где 
- сопротивление
генератора в относительных единицах при его номинальных условиях (
и 
);
- номинальная мощность генератора, МВА;
б) для
трансформаторов
, (3.5)
где 
- напряжение короткого замыкания трансформатора;
- номинальная мощность трансформатора;
в) для линий
электропередачи
, (3.6)
где 
- реактивное
сопротивление на 1 км длин линии, Ом/км;
- длина линии, км;
- среднее линейное
напряжение ЛЭП;
г) для реакторов
,
(3.7)
где 
- индуктивное сопротивление реактора;
- номинальное напряжение реактора;
- номинальный ток
реактора;
д) для нагрузок
,
(3.8)
где 
- сопротивление
нагрузки в относительных единицах при ее номинальных условиях;
- номинальная
мощность нагрузки, МВА.
ЭДС
источников питания в именованных единицах при его номинальных условиях
определяется по формуле:
, (3.9)
где 
- ЭДС источников
питания в относительных единицах при его номинальных условиях.
При приближенных
расчетах рекомендуется применить среднее значение 
следующим образом:
Турбогенераторы
мощностью 100-500 МВт и выше, 
Гидрогенераторы с
демпферными обмотками, 
Гидрогенераторы без
демпферных обмоток, 
Синхронные
компенсаторы, 
Обобщенная нагрузка, 
3.2 В относительных единицах
Чтобы выразить
параметры элементов схемы замещения в относительных единицах, нужно выбрать
базисные единицы.
При выборе базисных
единиц следует руководствоваться соображениями, что порядок числовых значений
относительных базисных величин должен быть удобен для оперирования с ними. За 
целесообразно
принимать число, кратное 10, т.е. 
= 10n МВА. За 
рекомендуется
принимать среднее значение напряжения той ступени, где произошло короткое
замыкание.
Базисный ток и
базисное сопротивление определяются по выражениям:
; (3.10)
. (3.11)
При приведении
величин к относительным при базисных условиях коэффициенты трансформации
трансформаторов целесообразно учитывать по средней шкале напряжений.
Если сопротивления элементов схемы и все ЭДС заданы
в именованных единицах, то
, (3.12)
, (3.13)
где знак “*”
указывает, что величина выражена в относительных единицах, а индекс “б” - что она приведена к базисным условиям.
Сопротивления в
относительных единицах при базисных условиях 
определяют
следующим образом.
Если сопротивление,
включенное на рассматриваемой ступени, задано:
а) в относительных
единицах X при 
и 
(генераторы,
трансформаторы, нагрузки), то
, (3.14)
где для
трансформатора
; (3.15)
б) в Омах Xо
(воздушные и кабельные ЛЭП) на единицу длины, то при длине L
, (3.16)
где 
– напряжение той
ступени, где находится данный элемент;
для реактора
, (3.17)
где 
– базисный ток той
ступени, где включен реактор;
– среднее номинальное напряжение той ступени, где включен
реактор.
ЭДС источника
питания в относительных единицах, приведенная к базисным условиям, определяется
следующим образом
. (3.18)
3.3 Составление схем замещения для токов прямой и обратной
последовательности и определение параметров их элементов
Схема замещения
прямой последовательности является обычной схемой, которую составляют для
расчета симметричного трехфазного режима. В зависимости от момента времени и
метода расчета генераторы и нагрузка вводятся в схему замещения прямой
последовательности соответствующими ЭДС и реактивностями. Все остальные
элементы вводятся в схему неизменными сопротивлениями.
Началом схемы прямой
последовательности считают точку, в которой объединены свободные концы всех
генерирующих и нагрузочных ветвей. Это точки нулевого потенциала. В месте
несимметрии действует ЭДС, равная напряжению прямой последовательности.
Любую схему
замещения прямой последовательности можно привести к простейшей схеме замещения, из которой определяется
результирующая ЭДС 
и результирующее
сопротивление (рисунок 3.1).
Рисунок 3.1 Рисунок
3.2
Схема замещения
обратной последовательности по конфигурации не отличается от схемы прямой
последовательности. Началом схемы обратной последовательности является точка,
объединяющая начало всех генераторных ветвей и концы нагрузочных ветвей. ЭДС
обратной последовательности генераторов считаются равными нулю.
Параметры элементов
схемы замещения обратной последовательности для трансформаторов, воздушных и
кабельных линий и реакторов те же, что и в схеме прямой последовательности,
т.е. 
.
Для нагрузки
сопротивление обратной последовательности принимается равным 
. Сопротивление обратной последовательности генераторов
дается в справочниках в относительных единицах при их номинальных условиях. При
определении сопротивлений генераторов и нагрузок пользуются следующими
формулами (3.4, 3.8) или (3.14).
Схема замещения
обратной последовательности приводится к виду, показанному на рисунке 3.2.
3.4 Особенности составления схемы замещения для токов нулевой последовательности и определение параметров
отдельных ее элементов
Вид схемы замещения
нулевой последовательности зависит от
схемы сети высшего напряжения (110 кВ и выше), количества трансформаторов и
схемы соединения обмоток. Если нейтраль трансформатора не будет заземлена, то не будет контура для протекания тока
нулевой последовательности. При соединении обмоток трансформатора треугольником ток нулевой
последовательности в обмотке протекает, но далее пути для него нет.
Схемы замещения
трансформаторов и автотрансформаторов и определение параметров для токов
нулевой последовательности при
различных вариантах обмоток приведены в
12-5, 12-6 [1].
Схемы замещения и
параметры кабельных и воздушных ЛЭП для
токов нулевой последовательности
приведены в 12-7, 12-8
[1].
Составление схемы замещения
нулевой последовательности следует начинать от точки к.з., где приложено
напряжение Uко. Далее в схему вводятся те элементы, где протекают токи нулевой
последовательности.
Концы
элементов, представляющих пути возврата токов нулевой последовательности, имеющих потенциал земли, объединяют в общую точку, получая начало схемы нулевой
последовательности. Затем схему свертывают относительно точки к.з. для
определения величины сопротивления нулевой последовательности Х∑0 (рисунок 3.3).
Рисунок 3.3
3.5 Учет системы,
примыкающей к расчетной схеме
В практических расчетах коротких замыканий учет электрической системы
часто производят приближенно. При отсутствии данных о ней её рассматривают как
источник бесконечной мощности, участие которого в питании короткого замыкания
ограничено только сопротивлениями тех элементов (линии, трансформаторы,
реакторы и пр.), через которые точка короткого замыкания связана с системой. В
этом случае Sc=∞, Хс=0, Uc=Uср.л.
Если известна величина начального тока или мощности при трехфазном
коротком замыкании в каком-либо узле системы, то по ней легко определить
реактивность системы относительно этого узла:
, Ом (3.19)
или
, (3.20)
где 
– среднее напряжение
той ступени, где известен ток I;
– базисный ток на той же ступени, что и ток I.
За этой
реактивностью считают подключенным источник бесконечной мощности.
Реактивность системы
можно также приближенно оценить из условия предельного использования
выключателя, установленного в данном узле системы. Тогда:
, (3.21)
где 
– номинальный
отключаемый ток выключателя;
– номинальная отключаемая мощность выключателя.
3.6 Вычисление начального значения периодической составляющей тока
короткого замыкания
В зависимости от
требований и назначения расчета выбирают метод расчета и устанавливают
необходимые параметры генераторов и других элементов схемы.
Для
вычисления начального сверхпереходного тока I все источники нужно ввести в
схему замещения своими сверхпереходными сопротивлениями Х и сверхпереходными
э.д.с. Е.
Различают
два вида расчетов токов к.з. Если расчетная схема полностью симметрична
относительно места к.з., т.е. генераторы, однотипные с
одинаковыми относительными параметрами и в нормальном режиме несут одинаковую
относительную нагрузку, а также имеют одинаковую удаленность относительно места
к.з., то ведут расчет по общему изменению, при котором находится общее
изменение тока к.з.
Если же расчетная
схема несимметрична относительно места к.з. (наличие разнотипных генераторов,
резко отличающаяся удаленность относительно места к.з., наличие шин бесконечной
мощности), то ведут расчет по индивидуальному изменению тока в отдельных
генераторах.
При расчете по
общему изменению по методам преобразования электрической цепи, известным из курса
ТОЭ, определяют эквивалентную э.д.с. Е и
результирующее относительно места к.з. сопротивление 
(рисунок 3.4).
а)
б)
Рисунок 3.4
Начальное значение
периодической составляющей тока в месте к.з. в относительных единицах
определяют по следующей формуле:
, (3.23)
в
именованных единицах
,
(3.24)
или
.
(3.25)
При расчете по индивидуальному изменению
действительную схему заменяют искусственной лучевой, в которой каждая э.д.с.
непосредственно связана с местом к.з. через сопротивления
. (3.26)
Рисунок
3.5
Значения
Хэ, Сл1, Сл2, Сл3 находятся по действительной схеме.
Применительно
к схеме (рисунок 3.4, а) коэффициенты токораспределения определяют
следующим образом. Действительная схема (рисунок 3.4) приводится к виду
(рисунок 3.5). Последовательность преобразований следующая:
Х5=Х1║Х2,
,
Х6=Х5+Х4,
Х7=Х6║Х3,Еэ
,
,
,
,
В результате должно
выполняться условие С1 + С2 + С3 = 1.
По известному
коэффициенту токораспределения Сi по формуле (3.26) определяем сопротивление
соответствующего луча Хлi и составляем лучевую схему.
Начальное значение периодической составляющей тока
к.з. от каждого источника при известном сопротивлении “луча” Хлi,
соединяющего э.д.с. источника с местом
к.з., определяем по формуле
.
(3.27)
Если в системе имеется источник бесконечной
мощности, то ток от этого источника вычисляется по формуле
или 
, (3.28)
где 
– сопротивление
луча, соединяющего этот источник с местом к.з.
Тогда начальное
значение периодической составляющей тока в месте к.з.
I∑
= ∑Iki + Ic. (3.29)
3.7 Алгоритм расчета тока трехфазного короткого замыкания для
начального момента времени (t=0)
а) составить схему
замещения электрической системы для расчета сверхпереходного тока I трехфазного
короткого замыкания;
б) преобразовать схему
замещения к простейшему виду относительно места короткого замыкания и
определить величину результирующего сопротивления 
и сверхпереходной ЭДС
эквивалентного
генератора системы.
Здесь 
определяется по выражению
, (i=1,2,3…..,n) (3.30)
где Еi и Yi – э.д.с.
и проводимость i-той ветви;
в) определить
начальное(сверхпереходное) значение тока Iкз трехфазного короткого замыкания в
месте повреждения
;
(3.31)
г) в ходе обратного
преобразования эквивалентной схемы замещения определить величины коэффициентов
токораспределения Сi и взаимных сопротивлений Xik для генерирующих ветвей схемы;
д) рассчитать
распределение тока в месте короткого замыкания Ik по генерирующим
ветвям схемы замещения, определив тем самым участие каждой станции в подпитке
места короткого замыкания.
Iki = Ci∙Ik (3.32)
3.8 Применимость метода симметричных составляющих
Использование метода
симметричных составляющих в расчетах несимметричных режимов электрических
систем базируется на следующих основных допущениях:
а) учитываются только первые гармоники токов и
напряжений;
б) в расчетные схемы
замещения вводятся только э.д.с. прямой последовательности, а действие э.д.с.,
индуктируемых в синхронных машинах при протекании по их цепям токов обратной и
нулевой последовательностей, учитывается в виде падений напряжения с обратным
знаком.
3.9 Правило эквивалентности прямой последовательности
Задача расчета токов
и напряжений в месте несимметричного к.з. прежде всего состоит в нахождении
величины тока прямой последовательности 
(здесь n – показатель
вида несимметричного к.з.).
Согласно правилу
эквивалентности прямой последовательности, ток прямой последовательности в
месте несимметричного к.з. 
определяется как ток трехфазного к.з. в точке, удаленной от
фактического места к.з. за дополнительное сопротивление 
, величина которого
зависит от вида к.з.
. (3.33)
В зависимости от
вида к.з. (n=1 - однофазное к.з. на землю, n=1,1- двухфазное к.з.
на землю, n=2 - двухфазное к.з.) величина 
определяется следующими
соотношениями:
, 
, 
.
Поскольку полные фазные токи в месте несимметричного к.з. также
пропорциональны току прямой последовательности, то модуль фазного тока к.з. в
общем виде определяется выражением:
(3.34)
где 
- модульный
коэффициент, определяемый по формулам:
, 
, 
.
3.10 Алгоритм расчета токов
несимметричного короткого замыкания в начальный момент времени
3.10.1 Составить
схемы замещения для токов всех последовательностей:
а) для токов прямой
последовательности воспользоваться схемой замещения, составленной для расчета
трехфазного короткого замыкания;
б) для токов
обратной последовательности, согласно принятым допущениям, схема замещения
отличается от схемы замещения, составленной для трехфазного короткого замыкания
, только величинами сопротивлений синхронных машин X1=X2
и равенством нулю их ЭДС обратной последовательности;
в) для токов нулевой
последовательности схема замещения существенным образом отличается от схемы замещения,
составленнной для расчета трехфазного короткого замыкания, так как пути
протекания токов нулевой последовательности резко отличаются от путей
протекания токов прямой последовательности.
3.10.2 Определить
результирующие сопротивления
, 
, 
;
3.10.3 Вычислить
величину дополнительного сопротивления 
для заданного вида короткого замыкания.
3.10.4 Определить
величину тока прямой последовательности 
в месте короткого
замыкания.
3.10.5 Вычислить
величину модульного коэффициента m(n) для заданного типа короткого
замыкания.
3.10.6 Определить
величину модуля фазного тока в месте короткого замыкания для начального момента
возникновения короткого замыкания по формуле
(3.35)
Приложение А
Расчет токов короткого замыкания при помощи программы ТКZ
Программа расчета тока короткого замыкания ТКZ
предназначена для расчета как симметричных, так и несимметричных токов КЗ на
ПЭВМ. Программа позволяет производить расчет токов короткого замыкания,
обеспечивает возможность экранного ввода и коррекции исходных данных, быстрого
отключения узлов и ветвей схемы, имеет возможность расчета токов короткого
замыкания в любой точке схемы, а также любого вида короткого замыкания.
Для выполнения расчетов с помощью указанной программы необходимо
произвести ряд дополнительных расчетов: составить схемы замещения, рассчитать
её параметры, пронумеровать основные узлы подключения элементов.
А 1 Ввод и коррекция исходных данных в
именованных единицах
Ввод прямой и обратной последовательностей
совмещен в одной таблице. Параметры обратной последовательности (ее топология
предполагается совпадающей с топологией прямой) следует вводить лишь для тех
элементов, у которых Z1 не
равно Z2.
Для прямой и обратной последовательностей предусмотрены следующие типы
ветвей:
0 - простая ветвь;
1 - ветвь с нулевым сопротивлением;
3 - трансформаторная ветвь;
4 - генераторная ветвь;
5 - П-образная схема замещения ветви с емкостной проводимостью.
Для ветвей всех типов
обязательно задаются начальный и конечный узлы. Для ветвей всех типов, кроме
<1>,подлежат заданию продольные активное и (или) реактивное сопротивления. Для ветвей типа <4> необходимо
задать дополнительно Э.Д.С. (модуль в Кв и угол), типа <3> - коэффициент
трансформации, типа <5>- емкостную проводимость. Любой ветви, кроме
генераторной, может быть присвоен номер элемента (линии, трансформатора), у
всех ветвей, принадлежащих одному и тому же элементу, номер должен быть
одинаков. В нулевой последовательности могут быть указаны типы
<0>,<1>,<3> и <5>.
Номер параллельности может быть указан в пределах 1-98.
При задании схемы прямой последовательности нужно руководствоваться
таблицей А1:
Таблица А1
|
Тип
|
Пар
|
У1
|
У2
|
R1(2)
|
X1(2)
|
E/K/B(с)
|
F
|
Nэл
|
|
0
1
3
4
5
|
?
?
?
?
?
|
+
+
+
+
+
|
+
+
+
+
+
|
+
-
+
+
+
|
+
-
+
+
+
|
-
-
коэф.тр.
э.д.с.
емк. пров.
|
-
-
-
+
-
|
?
-
?
-
?
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Здесь: + обязательно задавать;
- нельзя задавать;
? можно задавать или не задавать
[R],[X] – Ом, [Э.Д.С] – кВ, коэф.тр=U(У1)/U(У2)
[емк. пров.] - мкСим (половина
суммарной емкостной проводимости ветви) без знака.
Параметры обратной последовательности задаются только для тех ветвей,
которые имеют различные сопротивления в схемах прямой и обратной
последовательностей.
Ввод этих параметров производится в процессе заполнения таблицы прямой
последовательности после нажатия
клавиши F7 (переключатель прямая - обратная - прямая).
При задании схемы нулевой
последовательности нужно руководствоваться таблицей А2:
Таблица А2
|
Тип
|
Пар
|
У1
|
У2
|
R1(2)
|
X1(2)
|
K/B(с)
|
|
0
1
3
5
|
?
?
?
?
|
+
+
+
+
|
+
+
+
+
|
+
-
+
+
|
+
-
+
+
|
-
-
коэф. тр.
емк.
пров.
|
Здесь: + обязательно задавать;
- нельзя задавать;
? можно задавать или не задавать
[R],[X] – Ом, [Э.Д.С] – кВ, коэф.тр=U(У1)/U(У2)
[емк пров] - мкСим (половина суммарной емкостной проводимости ветви или
проводимости на землю) без знака.
А 2 Ввод и коррекция исходных данных в
относительных единицах
При задании схемы прямой последовательности
нужно руководствоваться таблицей А3.
Таблица
А3
|
Тип
|
Пар
|
У1
|
У2
|
R1(2)
|
X1(2)
|
E/K/B(с)
|
F
|
Nэл
|
|
0
1
3
4
|
?
?
?
?
|
+
+
+
+
|
+
+
+
+
|
+
-
+
+
|
+
-
+
+
|
-
-
коэф.тр.=1
э.д.с.
|
-
-
-
+
|
?
-
?
-
|
Здесь: + обязательно задавать;
- нельзя задавать;
? можно задавать или
не задавать
[R],[X] – отн.ед, [Э.Д.С] –отн.ед, коэф.тр = 1.
При задании схемы нулевой последовательности нужно руководствоваться
таблицей А4.
Таблица А4
|
Тип
|
Пар
|
У1
|
У2
|
R1(2)
|
X1(2)
|
K/B(с)
|
|
0
1
3
|
?
?
?
|
+
+
+
|
+
+
+
|
+
-
+
|
+
-
+
|
-
-
коэф. тр.=1
|
Здесь: + обязательно задавать;
- нельзя задавать;
? можно задавать или
не задавать
[R],[X] – отн.ед, [Э.Д.С] –отн.ед, коэф.тр = 1.
Для перевода
рассчитанного программой тока короткого замыкания Iк(n) в именованные единицы необходимо полученный
ток умножить на базовый ток той ступени, где произошло КЗ.
Iк = Iк(n)
*Iб , где 
Приложение Б
Таблица Б1 -
Расчетные выражения для определения приведенных значений сопротивлений
|
Элемент электроустановки
|
Исходный параметр
|
Именованные единицы, Ом
|
Относительные единицы
|
|
Генератор
|
 , 
|
|
|
|
 , 
|
|
|
|
Энергосистема
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Трансформатор
|
 , 
|
|
|
|
Реактор
|
|
|
|
|
Линия электропередачи
|
|
|
|
П р и м е ч а н и е - 
- номинальные мощности элементов (генератора, трансформатора,
энергосистемы), МВА ;
- базовая мощность, МВА; 
- мощность к. з. энергосистемы, МВА; 
- номинальный ток
отключения выключателя, кА; 
- относительное номинальное сопротивление энергосистемы; 
- относительное сопротивление трансформатора, определяемое
через 
-напряжение к. з трансформатора; 
- базовый ток , кА; 
- среднее напряжение в месте установки данного элемента, кВ; 
- индуктивное сопротивление линии на 1 км длины,
Ом/км; 
- длина линии, км.
Список литературы
1. Ульянов
С.А. Электромагнитные переходные процессы в
электрических системах. – М.: Энергия, 1970
2. Ульянов
С.А. Сборник задач по электромагнитным переходным процессам. - М.: Энергия,
1968
3. Электромагнитные
переходные процессы в электрических системах./ под редакцией А.В. Болотова.-
Алма-Ата: Кiтап, 1989
4. Дашевская
Е.Г., Кожамкулов Э.К., Утегулов Н.И. Исследование переходных процессов в
электроэнергетических системах: Методические указания к выполнению лабораторных
работ. – Алматы : АИЭС, 1998.
Содержание
Введение. . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . .3
1 Общие
сведения…………………………………………………………………...3
2 Задание на курсовую
работу………………………………………………. .….. 4
2.1 Указания к выбору вариантов
задания……………………………….… 4
2.2 Варианты
заданий и исходные данные………………………………….4
2.3 Способы
задания системы………………………………………………..4
3 Определение параметров элементов схемы замещения………………………...9
3.1 Определение параметров элементов схемы замещения в именованных
единицах………………………………………………………9
3.2 Определение параметров элементов схемы замещения в относительных
единицах……………………………………………………11
3.3 Составление схем замещения для токов прямой и обратной
последовательности и определение параметров их элементов………. 12
3.4 Особенности составления схемы замещения для токов нулевой
последовательности и
определение параметров отдельных ее элементов системы, примыкающей к
расчетной схеме……………………………………………13
3.5 Учет
системы, примыкающей к расчетной схеме…………………….14
3.6 Вычисление начального значения периодической составляющей тока
короткого замыкания………………………………………….15
3.7 Алгоритм расчета тока трехфазного короткого замыкания для начального момента времени (t=0)…………………………………..17
3.8
Применимость метода симметричных составляющих………………..18
3.9 Правило
эквивалентности прямой последовательности……………...18
3.10 Алгоритм расчета токов несимметричного короткого замыкания в
начальный момент времени………………………………………18
Приложение А………………………………………………………………………20
Приложение Б………………………………………………………………………23
Список литературы…………………………………………………………………24
Сводный план 2005
г., поз. 48
Латифа Букенбаевна
Баймухаметова
ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ
В ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ
Методические
указания и задания к курсовой работе
(для
студентов очной формы обучения
специальностей 210140 – Электрические станции, 210240 – Электроэнергетические
системы и сети)
Редактор Ж.М. Сыздыкова
Подписано в печать___” ___” ___ Формат 60x84 1/16
Тираж 50 экз. Бумага
типографская № 1
Объём___ уч.- изд.л.
Заказ___. Цена___тг.
Копировально – множительное бюро
Алматинского
института энергетикии связи
050013, Алматы,
Байтурсынова, 126
АЛМАТИНСКИЙ ИНСТИТУТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ
Кафедра Электрических
станций, сетей и систем
Методические
указания и задания к курсовой работе
(для
студентов очной формы обучения
специальностей 210140 – Электрические станции, 210240 –
Электроэнергетические системы и сети)
СОГЛАСОВАНО Рассмотрено и одобрено на
Начальник УМО
заседании кафедры_____
____________О.З.Рутгайзер Протокол______от "____"____2005 г.
«____»____________ 2005 г. Зав. кафедрой_____________________
Редактор Составители
(разработчики)
__________Ж.М. Сыздыкова Л.Б. Баймухаметова
«____»_____________ 2005 г.
Специалист по стандартизации
______________Н.М. Голева
«____»_____________ 2005 г.
Алматы 2005 г.
