Міністерство освіти і науки України
Національний технічний університет України
“Київський політехнічний інститут”
кафедра електричних станцій
Методичні вказівки
до виконання курсової роботи з дисципліни
ПЕРЕХІДНІ ПРОЦЕСИ В ЕЛЕКТРОЕНЕРГЕТИЦІ
Київ
НТУУ “КПІ” ФЕА
2009
Методичні вказівки до курсової роботи з дисципліни “ Перехідні процеси в енергетиці” для студентів напрямку 0.650 701-Електротехніка і електротехнології.
Укл.: М.В.Костерєв, Є.І.Бардик, В.П.Яновський, Ю.В.Безбереж’єв. – К.: ФЕА НТУУ “КПІ”, 2009 – 92 с.
Затверджено на кафедрі “Електричні станції” НТУУ “КПІ”
Протокол № 8 від 27.05.2009р.
Навчальне видання
Методичні вказівки
до виконання курсової роботи з дисципліни
Перехідні процеси в електроенергетиці
Для студентів напрямку 0.650 701-Електротехніка і електротехнології
Укладачі: Костерєв М.В. д-р. техн. наук, проф.
Бардик Є.І. канд. техн. наук, проф.
Яновський В.П. канд. техн. наук, доц.
Безбереж’єв Ю.В. ст. викладач
Відповідальний
редактор : Лукаш М.П. канд. техн. наук, доц.
Рецензент: Буслова Н.В. канд. техн. наук, доц.
Передмова
Методичні вказівки складаються з двох частин. Перша частина присвячена розрахункам струмів короткого замикання (КЗ). Короткі замикання – це випадкове або навмисне, непередбачене нормальним режимом роботи, електричне з'єднання різних фаз електроустановки між собою або з землею (у мережах із заземленою нейтраллю), що супроводжується різким зростанням струмів у гілках електроустановки, що прилягають до місця КЗ. Струми КЗ з урахуванням дії пристроїв релейного захисту існують незначний час (0,05с < t < 5с), але їх необхідно ретельно розраховувати, тому що через термічний і динамічний впливи можливі серйозні ушкодження електроустаткування і провідників, що призводять до відмови основного устаткування.
Струми КЗ розраховують для вибору електричних апаратів і струмоведучих частин електроустаткування та перевірки їх на динамічну і термічну стійкість, перевірки комутаційних апаратів на відключаючу здатність, а також для вибору уставок спрацьовування релейного захисту, пристроїв автоматики.
У другій частині досліджуються питання стійкості ЕЕС. Під стійкістю ЕЕС слід розуміти їх здатність відновлювати вихідний режим після великих і малих збурень. Ліквідація таких аварій і відновлення нормальних умов роботи електричних систем зв’язані з великими труднощами і вимагають багато часу й уваги чергового персоналу. Тяжкі наслідки аварій в електросистемах змушують приділяти значну увагу питанням стійкості, як при проектуванні електричних систем, так і експлуатації.
Аналіз стійкості електричних систем необхідний, насамперед, для обґрунтованого вибору структури і установок системної і станційної автоматики, а також вироблення заходів щодо поліпшення стійкості цілих регіонів.
1. Еквівалентні перетворення схем
1.1. Складання заступної схеми
Заступною схемою називають електричну схему, що відповідає за початковими даними розрахунковій, в якій усі магнітні зв'язки замінені електричними.
У заступну схему генератори,
синхронні компенсатори і електродвигуни
вводять надперехідною ЕРС
та надперехідним опором
.
Значення модуля
залежить від режиму роботи до КЗ:
,
(1.1)
де
,
,
– напруга, струм
і кут зсуву між ними до виникнення КЗ.
Двохобмоткові трансформатори входять у заступну схему опором:
,
(1.2)
де
– напруга короткого
замикання, %.
Трьохобмоткові трансформатори і автотрансформатори входять у заступну схему трьохпроменевою зіркою. Опір променів:
(1.3)
,
де
,
,
– міжобмоткові
напруги КЗ, приведені до номінальної
потужності
трансформатора, %.
Трансформатори з
розщепленою на двоє обмоткою нижчої
напруги мають також трьохпроменеву
заступну схему. У каталогах для них
вказують напругу
приведену до
і
приведену до
.
Опір заступної схеми:
.
(1.4)
Для групи з трьох однофазних трансформаторів:
;
(1.5)
Одинарні і здвоєні реактори
входять у заступну схему індуктивним
опором
.
Індуктивний опір повітряних і кабельних
ліній визначають за значеннями питомих
опорів, Ом:
,
(1.6)
де
– питомий опір лінії,
Ом/км (табл.1);
L – довжина лінії, км.
Таблиця1.1. Середнє значення питомих параметрів ЛЕП
Тип лінії електропередач |
XПИТ, Ом/км |
Одноланцюгова ЛЕП 35…220кВ без розчеплення |
0,4 |
Одноланцюгова ЛЕП 220…500 кВ при розчепленні фази на два проводи |
0,32 |
Одноланцюгова ЛЕП 500 кВ при розчепленні фази на три проводи |
0,3 |
Одноланцюгова ЛЕП 750 кВ з розчепленням фази на чотири проводи |
0,28 |
Трьохжильний кабель 6...10 кВ |
0,08 |
Трьохжильний кабель 35 кВ |
0,12 |