Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Омский Государственный Технический Университет

Кафедра: «ЭсПП»

Дисциплина: «Переходные процессы»

Лабораторная работа моделирование несимметричных коротких замыканий на эвм

Вариант №3(К1)

Выполнил: студент гр.Э - 414

Хапилин Д.В.

Проверил: ассистент Дед А.В.

Омск 2007

Цель работы: Приобретение навыков моделирования и расчетов несимметричных КЗ с использованием комплексных схем замещения на ЭВМ. Определение токов и напряжений в месте КЗ, а также в произвольном узле и ветви схемы. Оценка допустимой величины токоограничивающего реактора в нейтрали трансформатора.

Пояснения к лабораторной работе.

Рис.1.Исходная схема

Для расчета несимметричных коротких замыканий методом симметричных составляющих [1] используют комплексные схемы замещения [2,5].

Каждый вид КЗ характеризуется соответствующей, вполне определенной комбинацией схем замещения прямой, обратной и нулевой последовательностей и определяется соотношением симметричных составляющих токов и напряжений для особой фазы [2].

Особой принято называть фазу, которая находится в особых условиях по отношению к двум другим фазам. За особую в расчетах всегда принимают фазу А. Все соотношения в методе симметричных составляющих даются для фазы А.

Схема замещения прямой последовательности представляет собой обычную схему, составляемую при расчете токов трехфазного КЗ. Все элементы моделируемой схемы входят в схему замещения прямой последовательности своими реактивными сопротивлениями прямой последовательности. Началом схемы замещения прямой последовательности является точка нулевого потенциала источников и нагрузок, концом – точка короткого замыкания.

Схема замещения обратной последовательности повторяет по структуре схему прямой последовательности, но не содержит эдс источников и генератор вводится в нее своим сопротивлением обратной последовательности . Сопротивление обратной последовательности системы следует принять равным .

Начала всех генераторных ветвей в схеме обратной последовательности можно объединить с концами нагрузочных ветвей той же схемы в общую точку, которая и будет началом схемы обратной последовательности. Концом схемы является точка короткого замыкания.

При составлении схемы замещения нулевой последовательности следует обращать внимание на режим работы нейтралей трансформаторов. Сопротивление линий для нулевой последовательности выше, чем для прямой и обратной, а сопротивление трансформаторов при принятой схеме соединения обмоток ниже и принимается равным

.

Нагрузки и генераторы обычно не принимают участия в схеме нулевой последовательности, так как оказываются отделенными от путей протекания токов нулевой последовательности обмотками трансформаторов, соединенных треугольником, помимо того, у них обычно отсутствуют заземленные нулевые точки. Замкнутость контура для токов нулевой последовательности возможна, если в цепи, электрически связанной с точкой КЗ, имеется хотя бы одна заземленная нейтраль. Так же, как и схема обратной последовательности, схема нулевой последовательности не содержит эдс. Соединяя заземленные нейтрали, через которые ток возвращается в землю, получим начало схемы нулевой последовательности; концом схемы будет точка КЗ.

Эквивалентная комплексная схема замещения для расчетов однофазного КЗ показана на рис.2.

Рис. 2 – Эквивалентная комплексная схема замещения для расчетов однофазного КЗ.

Таблица 1 – Основные соотношения метода симметричных составляющих

Обозначение величины	Вид короткого замыкания
	0
	0	0
	0
	0
	0	-

Ток прямой последовательности определяется при этом по формуле:

,

где – трехфазное КЗ;

– двухфазное КЗ;

– двухфазное КЗ на землю;

– однофазное КЗ.

Модуль полного тока в месте КЗ определяется как:

,

где - коэффициент, зависящий от вида КЗ и равный:

- трехфазное КЗ;

- двухфазное КЗ;

- двухфазное КЗ на землю, ;

- однофазное КЗ.

Найденные расчетные значения определяют токи напряжения отдельных последовательностей для особой фазы. Для определения токов и напряжений в других фазах используется оператор поворота и . Для токов и напряжений фаз А, В и С имеем [1]:

,

.

Ток, протекающий в земле при и , определяется как

.

Все расчеты в лабораторной работе следует производить в относительных единицах при приближенном приведении. В качестве базисных величин рекомендуется принимать номинальную мощность генератора и среднее номинальное напряжение в точке КЗ. Базисный ток . Окончательные результаты должны быть приведены в именованных единицах. Подробнее техника проведения расчетов приведена в [6].

Задание к работе.

1. Для варианта, указанного преподавателем, необходимо рассчитать параметры схем замещения прямой, обратной и нулевой последовательностей и определить результирующие сопротивления , , и эквивалентную эдс .

2. Рассчитать ток трехфазного КЗ, симметричные составляющие тока однофазного КЗ и полные величины токов и напряжений в точке короткого замыкания при однофазном КЗ.

3. Определить симметричные составляющие остаточного напряжения на шинах генератора при однофазном КЗ и полные фазные величины.

Расчётная часть.

Исходные данные.

Турбогенераторы с АРВ: =100 МВт, =0,85, =10,5 кВ, =0,183, =0,223, =1,6.

Трансформаторы: =125 МВА, =121 кВ, =10,5 кВ, =10,5 %,

схема Т1 и Т2: .

Линия: l=50 км, U_н=110 кВ, Ом/км, Ом/км.

Точка короткого замыкания: К1(однофазное замыкание на землю).

Расчёт.

=117,65 МВА, =115 кВ, =0,591 кА

1. Преобразование схемы прямой последовательности.

Рис.3

,

Рис.4

, .

Рис.5

Рис.6

2. Преобразование схемы обратной последовательности.

Рис.7

Рис.8

3. Преобразование схемы нулевой последовательности.

Рис.9

Рис.10

4. Симметричное трёхфазное КЗ.

,

Модуль полного тока: .

Остаточные напряжения на шинах генератора:

,

5. Однофазное КЗ на землю.

Ток прямой последовательности:

Токи обратной и нулевой последовательности:

Фазные токи в месте КЗ:

Модуль полного тока в месте КЗ:

Ток, протекающий в земле:

Напряжения в точке КЗ:

Остаточные напряжения на шинах генератора:

1) прямая последовательность

2) обратная последовательность

3)нулевая последовательность

4) фазные величины остаточных напряжений

6.Построение векторных диаграмм при несимметричном КЗ К⁽¹⁾.

6.1. Напряжения и токи в месте КЗ.

Масштаб: для токов – 0,255 кА/см; для напряжений – 12,31 кВ/см.

Рис.11

Фазные напряжения вписаны в треугольник линейных напряжений, центр которого определяется положением вектора напряжения нулевой последовательности (напряжением смещения нейтрали).

Рис.12

Ток через землю равен суммарному току фазы А в точке короткого замыкания. Остальные фазные токи получились равные нулю.

6.2. Остаточные напряжения на шинах генератора.

Рис.13