Курсовая работа (т): Электромагнитные переходные процессы

Путь для циркуляции токов нулевой последовательности имеет место лишь в тех трансформаторах, которые со стороны места повреждения имеют обмотку, соединенную в звезду с заземлением нейтрали. В этом случае сопротивление трансформатора должно быть учтено в схеме замещения нулевой последовательности.

При составлении схемы замещения нулевой последовательности, прежде всего, необходимо выяснить наличие: замкнутого контура для токов нулевой последовательности. Для образования такого контура необходимо, чтобы в цепи, электрически связанной с точкой КЗ, имелась хотя бы одна заземленная нейтраль. При наличии нескольких электрически связанных между собой заземленных нейтралей токи нулевой последовательности разветвляются между ними. Если в короткозамкнутой цепи имеются трансформаторы, то при наличии определенных условий токи нулевой последовательности могут трансформироваться, при использовании правил построения, схема замещения нулевой последовательности изображена на рисунке 9 листа графической части.

Индуктивное сопротивление одноцепной линии без тросов:

Индуктивное сопротивление двухцепной линии без тросов:

Индуктивное сопротивление двухцепной линии со стальными тросами:

Индуктивное сопротивление двухцепной линии с хорошо проводящими тросами:

Полученную схему замещения нулевой последовательности, упрощаем до результирующего конечного сопротивления:

Результирующая схема замещения нулевой последовательности, полученная при помощи формул преобразования, представлена на рисунке 10.1 графической части.

.2 Правило эквивалентности прямой последовательности

Правило эквивалентности прямой последовательности: ток прямой последовательности  любого несимметричного КЗ может быть определен как ток при трехфазном КЗ в точке, удаленной от действительной точки КЗ на дополнительное сопротивление  определяемое видом КЗ. Выражения для определения симметричных составляющих токов и напряжений в точке КЗ, а также токов и напряжений фаз приведены в табл.2.1.

Так как токи и напряжения обратной и нулевой последовательностей пропорциональны току прямой последовательности , то расчет сводится к нахождению тока . Ток прямой последовательности  любого несимметричного КЗ можно выразить как:

Модуль фазного тока любого (n) несимметричного КЗ в общем виде может быть выражен через ток прямой последовательности как:

где  - коэффициент, зависящий от вида КЗ.

При расчете токов при несимметричных коротких замыканиях составляются схемы замещения отдельных последовательностей. В схему замещения прямой последовательности генераторы, крупные синхронные и асинхронные двигатели вводятся своими сверхпереходными параметрами. Схемы преобразуются к простейшему радиальному виду и определяются эквивалентные ЭДС и сопротивления. По правилу эквивалентности прямой последовательности определяются симметричные составляющие сверхпереходного тока в точке КЗ и его полное значение. Далее определяют симметричные составляющие токов во всех ветвях схемы.

Расчетные схемы отдельных последовательностей для установившегося режима составляются аналогично как и для расчета начального режима, только вместо начальных параметров вводятся параметры элементов установившегося режима. Затем схемы преобразуются к простейшей радиальной, определяются эквивалентные параметры, симметричные составляющие и полные токи фаз в месте КЗ. Далее, развертывая схему в обратном направлении, определяют токи во всех ветвях схемы.

Порядок расчета несимметричных токов КЗ:

1.      составляют схемы замещения отдельных последовательностей;

2.      находят результирующие сопротивления отдельных последовательностей относительно точки КЗ и результирующую ЭДС прямой последовательности относительно той же точки;

.        в соответствии с комплексной схемой замещения для конкретного вида КЗ определяют ток прямой последовательности;

.        по основным кривым находят для интересующего момента времени искомый ток в месте КЗ;

.        определяют значения полных токов и напряжений фаз в месте КЗ, в ветвях и узлах схемы для интересующего момента времени.

.3 Однофазное КЗ

При КЗ на землю фазы А граничные условия в месте повреждения будут следующими: токи фаз В и С равны нулю, так как они не охвачены аварийным режимом; фазное напряжение фазы А равно нулю, так как она электрически соединена с землей, т.е. граничные условия:

; ; ;

Ток прямой последовательности:

;

Ток обратной и нулевой последовательности:

;

Полный ток в поврежденной фазе:

;

Составляющие напряжений:

;

;

;

Согласно расчетам, составленные векторные диаграммы токов и напряжений, изображены на рисунке 11 графической части.

.4 Двухфазное КЗ

Для этого вида КЗ токи нулевой последовательности отсутствуют. Замыкание между фазами В и С характеризуется следующими граничными условиями в месте повреждения: ток в фазе А равен нулю, так как она не охвачена аварийным режимом; сумма токов фаз В и С равна нулю, что следует из первого закона Кирхгофа; фазные напряжения фаз В и С одинаковы, так как фазы электрически соединены между собой, т.е. граничные условия: l

; ; ;

Ток прямой и обратной последовательности:

;

Составляющие напряжений:

;

;

Согласно расчетам, составленные векторные диаграммы токов и напряжений, изображены на рисунке 12 графической части.

.5 Двухфазное короткое замыкание на землю

Граничные условия:

; ;

Ток прямой последовательности:

;

Ток обратной и нулевой последовательности:

;

;

Токи поврежденных фаз:

Составляющие напряжений:

;

;

Согласно расчетам, составленные векторные диаграммы токов и напряжений, изображены на рисунке 13 графической части.

Заключение

В процессе курсовой работы рассчитаны симметричное (трёхфазное) и несимметричные короткие замыкания в сложной электрической системе.

Расчеты режимов КЗ трехфазных симметричных схем производятся на одну фазу в следствии подобия явлений, происходящих в каждой из фаз, и равенства значений одноименных величин. Расчет несимметричных режимов в трехфазных схемах производится с помощью метода симметричных составляющих. Вычисление токов и напряжений при несимметричных КЗ сводится к вычислению этих величин при некотором фиктивном трехфазном КЗ. А это предоставляет возможность воспользоваться однолинейной схемой замещения и производить расчет на одну фазу. В этом состоит одно из достоинств метода симметричных составляющих.

Список использованной литературы

1.      Правила устройства электроустановок ПУЭ РК. Министерство энергетики и минеральных ресурсов РК, 2003. - 720 с.

2.     Федоров, А. А. Учеб. пособие для курсового и дипломного проектирования по электроснабжению промышленных предприятий / А. А. Федоров, Л. Е. Старкова. - М.: Энергоатомиздат, 1987. - 134 с.

3.      Расчет коротких замыканий и выбор электрооборудования: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / Под. ред. И. П. Крючкова и В. А. Старшинова. - М.: Издательский центр «Академия», 2006. - 416 с.

.        РД 153-34.0-20. 527-98. Руководящие указания по расчету токов короткого замыкания и выбору электрооборудования / Под ред. Б. Н. Неклепаева. - М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2002. - 152 с.