Переходные процессы

Введение
Режим работы энергосистемы - это совокупность процессов, ха¬рактеризующих состояние электроэнергетической системы (ЭЭС) в любой момент времени. Различают установившиеся нормальные и переходные аварийные режимы ЭЭС.
Аварийные режимы возникают вследствие повреждения силовых элементов энергосистемы. Наиболее опасными и частыми повреждениями в ЭЭС являются симметричные и несимметричные короткие замыкания (КЗ). Вследствие коротких замыканий нарушается нормальная работа электроэнергетических систем. Короткие замыкания приводят к существенному увеличению токов и снижению напряжения; возраста¬ние токов оказывают на электрооборудование неблагоприятное терми¬ческое (тепловое) и электродинамическое (механическое) действие как в месте повреждения, так и при прохождении аварийных токов по непо¬врежденным элементам ЭЭС. При обрыве или отключении одной или двух фаз воздушных линий электропередач, а также при включении в фазы неодинаковых сопротивлений возникает продольная несимметрия.
В данной курсовой работе произведен расчет параметров элементов схемы замещения, определены трехфазные токи КЗ в характерной точке энергосистемы и определены токи несимметричного КЗ в характерной точке энергосистемы.
 
Задание на курсовую работу
Для электрической системы, представленной на схеме, выполнить расчет и анализ переходного процесса для двух режимов.
1. Режим K(3) - трехфазного КЗ
В заданной точке К(3) для разных условий рассматриваются два независимых трехфазных замыканий К1(3) и К2(3).
Для режима К1(3) (выключатели «В1», «В2» отключены, «В3» - включен) при t = 0 рассчитать:
Ιηκι - действующие значения периодической слагаемой тока короткого замыкания;
i y, SK - ударный ток и мощность КЗ;
In0(2) - действующие значения тока двухфазного короткого за¬мыкания.
Для режима К2(3) (выключатель «В3» отключен, «В1», «В2» - включены) при t = 0:
• определить реактивность секционного реактора x р (Ом и %) из условия, что ток КЗ в рассматриваемом режиме I nк2 должен составлять InK2 = 1,1I nK1; в расчетах принять: мощность реактора Sр = SГ15 и Uном(р) = Uном(Г15);
Uост- остаточное напряжение на шинах Г15 (узел V) для режима К 2 (3) (наличии реактора).
2. Режим K(n) - несимметричного КЗ (для несимметрии К(n) считать, что три цепи Л2 имеют одинаковую взаимную индуктивность нулевой последовательности; выключатели «В1», «В2» отключены, «В3» - включен).
В заданной точке К(1,1) схемы рассчитать:
IK - действующее значение периодической слагаемой тока КЗ поврежденных фаз;
UKa1, UKa2- UKо и UKA - симметричные составляющие напряжения и остаточное напряжение неповрежденной фазы;
построить векторные диаграммы Iк и Uк;
напряжение UКа1 Для узлов: «K^1,1)», «a », «b », «V», «Г15»; по полученным результатам построить эпюры симметричных составляющих напряжений; для наглядности результата напряжения указанных узлов представить в именованных единицах, приведенных к ступени КЗ (115 кВ).


Рисунок 1 – Исходная схема

Исходные данные
Трансформатор двухобмоточный Т1
Тип S_ном,МВА
U_ВН,кВ
U_НН,кВ
U_(K(В-Н)),%

ТДН-55000/115 55 115 105 10,5

Трансформатор трехобмоточный ТТ1, ТТ2
Тип S_ном,МВА
U_ном,кВ
U_K,%

ВН СН НН В-С В-Н С-Н
ТДТН-80000/115 80 115 38,5 6,3 10,5 17 6,5

Трансформатор трехобмоточный ТТ3
Тип S_ном,МВА
U_ном,кВ
U_K,%

ВН СН НН В-С В-Н С-Н
ТДТН-80000/230 80 230 121 11 10,5 17 6,5

Турбогенератор Г10
Тип P_ном,МВт
U_ном,кВ
x_d^'',о.е.
x_d I_ном,кА
cosφ_ном
ТВ-40 40 10,5 0,22 2,4 2,59 0,85

Гидрогенераторы Г14, Г15
Тип P_ном,МВт
U_ном,кВ
x_d^'',о.е.
x_d I_ном,кА
cosφ_ном
ВГС-67 67 6,3 0,22 1,05 6,83 0,9

Система С2
E_с,кВ
S_кз^((3) ),МВА

225 6000

ЛЭП Л1
Длина, км x_1,Ом/км
45 0,425

ЛЭП Л2
Длина, км x_1,Ом/км
65 0,425

ЛЭП Л3
Длина, км x_1,Ом/км
85 0,425

Определение параметров элементов схемы замещения
Принимаем базисные напряжения:
U_Iб=225 кВ
U_IIб=10,5 кВ
U_IIIб=115 кВ
U_IVб=6,3 кВ


Рисунок 2 - Схема с распределением по базисным напряжениям
Принимаем базисную мощность системы:
S_б=1000 МВА
Определяем базисный ток:
I_б=S_б/(√3 U_б )
I_бI=1000/(√3*230)=2,51 кА
I_бII=1000/(√3*10,5)=54,99 кА
I_бIII=1000/(√3*115)=5.02 кА
I_бIV=1000/(√3*6,3)=91,64 кА
1. Гидрогенераторы Г14, Г15:
E_(*14)^''=E_(*15)^''=(√((cosφ_ном )^2+(sinφ_ном+x_d^'' )^2 )) U_ном/U_бIV =
=(√((0,9)^2+(0,436+0,22)^2 )) 6,3/6,3=1,11
x_(*1)=x_(*2)=x_d^'' S_б/S_ном =0,22∙1000/(67/0,9)=2,955
2. Трансформатор трехобмоточный ТТ1, ТТ2:
U_K(В) =0,5(U_K(B-C) +U_K(B-H) -U_K(C-H) )=0,5∙(10,5+17-6,5)=10,5
U_K(C) =0,5(U_K(B-C) -U_K(B-H) +U_K(C-H) )=0,5∙(10,5-17+6,5)=0
U_K(H) =0,5(-U_K(B-C) +U_K(B-H) +U_K(C-H) )=0,5∙(-10,5+17+6,5)=5
x_(*3)=x_(*4)=x_(*B)=(U_K(B) S_б)/(100〖∙S〗_ном )=(10,5∙1000)/(100∙80)=1,313
x_(*C)=0
x_(*5)=x_(*6)=x_(*H)=(U_K(H) S_б)/(100S_ном )=(5∙1000)/(100∙80)=0,625
3. Воздушная линия Л1: