ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Томский политехнический университет»

В. И. Готман

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ В ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ

Учебное пособие

Второе издание, переработанное и дополненное

Издательство ТПУ

Томск 2008

	УДК 621. 311 Г 73
Г 73	Готман В. И. Электромагнитные переходные процессы в электроэнергетических системах: учебное пособие / В. И. Готман. – 2-е изд., перераб. и доп. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2008. – 44 с.

В учебном пособии иллюстрируются практические методы расчёта режимов при симметричном и несимметричном коротких замыканиях в электроэнергетических системах. Даны практические рекомендации, проводится обсуждение результатов, приведён необходимый справочный материал. Излагаемый материал соответствует тематике вопросов по курсовому проектированию.

Пособие подготовлено на кафедре «Электроэнергетические системы и высоковольтная техника» и предназначено для студентов специальностей 140205 «Электроэнергетические системы и сети», 140203 «Релейная защита и автоматизация электроэнергетических систем», 140211 «Электроснабжение» ИДО.

УДК 621. 311

Рекомендовано к печати Редакционно-издательским советом Томского политехнического университета

Рецензенты

Доктор технических наук, профессор, зав. кафедрой «Электроэнергетические системы и электротехника» Новосибирской академии водного транспорта

В. П. Горелов

Кандидат технических наук, доцент, начальник отдела ПР и ПП администрации ЗАТО г. Северска

А. Ю. Агеев

© Томский политехнический университет, 2008

1. Расчет режима трехфазного короткого замыкания в сложной электрической сети

При расчетах тока КЗ в сложных электрических сетях напряжением выше 1 кВ и в соответствии с ГОСТ 27514–87 "Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением свыше 1 кВ" принимается ряд упрощений.

1. Рассматриваемая энергосистема строго симметрична при трехфазном коротком замыкании.

2. Не учитывается намагничивающий ток трансформаторов и автотрансформаторов. Не учитывается насыщение магнитной системы этих элементов, что позволяет считать их сопротивления постоянными.

3. Не учитываются активные сопротивления элементов ЭС.

4. Для воздушных линий напряжением до 220 кВ включительно не учитывается емкостная проводимость; для кабельных линий емкостная проводимость учитывается, начиная с напряжения 35 кВ и выше.

ПРИМЕР 1

Для электрической схемы, представленной на рис. 1.1, произвести расчет режима трехфазного КЗ в точке .

При расчете определить:

• , – действующие значения периодической слагающей тока короткого замыкания в точке и протекающего через выключатель с тем же номером, что и номер точки КЗ, соответственно для c;

• – ударные токи КЗ, соответствующие ;

• – апериодическую слагающую, действующее значение полного тока КЗ и мощность КЗ, протекающих через выключатель для с;

• распределение периодических слагаемых токов по ветвям схемы (кА) и остаточные линейные напряжения (кВ) в ее узлах для начального момента времени.

Примечание: поскольку точка КЗ имеет двухстороннюю подпитку, ориентируемся на большую величину периодической слагаемой тока через выключатель.

Исходные параметры оборудования

Турбогенераторы ТГ1–ТГ3 Автотрансформаторы АТ1–АТ3

ТВФ-120-2У3; АТДЦТН-200000/220/110/10;

= 125 МВА; = 200 МВА;

= 10.5 кВ; = 230 кВ; = 121 кВ;

= 6.875 кА; = 10.5 кВ;

= 0.192 о. е.; = 11 %; = 32 %;

cos = 0.8. = 20 %.

Гидрогенераторы ГГ-1 – ГГ4 Трансформаторы Т1-Т2

СВ–800/105-60; ТРДН–63000/220;

= 30 МВА; = 63 МВА;

= 10.5 кВ; = 230 кВ;

= 1.655 кА; = 11 кВ;

= 0.2 о. е.; = 11.5 %.

cos = 0.85.

Синхронный двигатель СД Система

СДН-18-71-12; = 2500 МВА;

= 5.77 МВА; = 230 кВ.

= 10 кВ; ЛЭП

= 0.333 кА; Л1 – 120 км; Л2, Л3 – 75 км;

= 5.9 о. е.; Л4 – 30 км;

cos = 0.87. = 0.4 Ом/км.

РАСЧЕТ проведем в системе относительных единиц (о. е.) при приближенном учете коэффициентов трансформации.

Принимаем базисные единицы:

= 1000 МВА; = 10.5 кВ на ступенях схемы с = 10 кВ;

= 230 кВ на ступенях схемы с = 220 кВ;

= = 54.985 кА;

= = 2.51 кА.

Рис. 1.1. Принципиальная схема ЭС

Примечание. При точном приведении элементов схемы замещения для расчета базисных напряжений (токов) отдельных ступеней трансформации используют действительные коэффициенты трансформации. При приближенном приведении базисные напряжения отдельных ступеней трансформации не рассчитываются, принимаются на уровне средненоминальных напряжений, а именно = 1.05 , кВ: 3.15; 6.3; 10.5; 13.8; 15.75; 18; 20; 24; 37; 115; 154; 230; 340; 515.