Расчет токов короткого замыкания в электрических системах

Министерство науки и высшего образования
Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное
образовательное учреждение высшего образования

«ПЕТРОЗАВОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

(ПетрГУ)

ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

Кафедра энергообеспечения предприятия и энергосбережения

Курсовая работа по дисциплине «Токи короткого замыкания»

Тема: «Расчет токов короткого замыкания в электрических системах»

Выполнила
студентка 3 курса

Специальность «Электроэнергетика

и электротехника»

Симанова Анастасия Александровна

Научный руководитель:

Кандидат физико-математических наук, доцент

Кулдин Николай Александрович

Петрозаводск

2020

Содержание

ВВЕДЕНИЕ        3

1.        ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ        4

1.1.        ЗАДАЧА КУРСОВОГО ПРОЕКТА И ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ        4

2.        РАСЧЁТНАЯ ЧАСТЬ        5

2.1.        ТОЧНОЕ ПРИВЕДЕНИЕ В ИМЕНОВАННЫХ ЕДИНИЦАХ.        5

2.2.   ПРИБЛИЖЕННОЕ ПРИВЕДЕНИЕ В ИМЕНОВАННЫХ          ЕДИНИЦАХ.        9

2.3.        ТОЧНОЕ ПРИВЕДЕНИЕ В ОТНОСИТЕЛЬНЫХ ЕДИНИЦАХ.        13

2.4.   ПРИБЛИЖЕННОЕ ПРИВЕДЕНИЕ В ОТНОСИТЕЛЬНЫХ ЕДИНИЦАХ        17

3.        ЗАКЛЮЧЕНИЕ        20

4.        ЛИТЕРАТУРА        21

ВВЕДЕНИЕ

Короткое замыкание – не предусмотренное нормальным режимом работы замыкание между фазами, а в сетях с заземленными нейтралями – замыкание одной или нескольких фаз на землю. В системах с изолированной нейтралью замыкание одной фазы на землю называется простым. 

В энергетической системе постоянно возникают переходные процессы, нормальные - за счет эксплуатационных переключений и аварийные - при коротких замыканиях, обрывах фаз и т.д.

В системах электроснабжения электромагнитные переходные процессы оказывают существенное влияние на выбор структуры электроэнергетической системы, пропускной способности линий электропередачи, средств управления, регулирования, релейной защиты и противоаварийной автоматики. Поэтому изучение протекания переходных процессов является неотъемлемой частью фундаментальной подготовки инженеров-электриков.

В местах замыкания часто образуется электрическая дуга, сопротивление которой имеет нелинейный характер. Вместе с сопротивлениями шин, контактов и других элементов, по которым протекает ток КЗ к месту КЗ от одной фазы к другой или на землю, сопротивление электрической дуги образует переходное сопротивление. Учет влияния переходного сопротивления на ток КЗ представляет собой сложную задачу. В случае, когда переходное сопротивление мало, им пренебрегают. Такое замыкание называется металлическим. Расчет максимально возможных токов проводится для металлических КЗ, что имеет место быть, так как учет переходного сопротивления будет увеличивать полное сопротивление цепи, а значит, уменьшать ток КЗ.

1. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

1. ЗАДАЧА КУРСОВОГО ПРОЕКТА И ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Цель курсовой работы: при трехфазном КЗ определить ток короткого замыкания в точке короткого замыкания. Составить схемы замещения двумя способами: точным и упрощенным.

В задании на курсовую работу по расчету токов КЗ указаны следующие данные:

1. Генератор G1: P=62,5 МВт; cosϕ=0,8; =0,2; =0, =15 кВ.[pic 1][pic 2][pic 3]
2. Генератор G2: P=50 МВт; cosϕ=0,8; =0,2; =0; =10,5 кВ.[pic 4][pic 5][pic 6]
3. Трансформатор T1: S=60 МВА; =15/115 кВ; =0,1; =0.[pic 7][pic 8][pic 9]
4. Трансформатор T2: S=30 МВА; =110/10 кВ; =0,08; =0.[pic 10][pic 11][pic 12]
5. Трансформатор T3: S=60 МВА; =10,5/120 кВ; =0,1; =0.[pic 13][pic 14][pic 15]
6. Реактор L: =10 кВ; =1000 A; =10 %.[pic 16][pic 17][pic 18][pic 19]
7. Линия W1: l=90 км; =0,55 Ом/км; =0,4 Ом/км.[pic 20][pic 21]
8. Линия W2: l=120 км; =0 Ом/км; =0,4 Ом/км.[pic 22][pic 23]
9. Линия W3: l=5 км; =0,01 Ом/км; =0,08 Ом/км. [pic 24][pic 25]

Базисная ступень: G1[pic 26]

Расчетная схема:

1. РАСЧЁТНАЯ ЧАСТЬ

1. ТОЧНОЕ ПРИВЕДЕНИЕ В ИМЕНОВАННЫХ ЕДИНИЦАХ.

1. По заданным данным, выбираем базисную ступень генератор G1. Тогда коэффициенты трансформации будут выглядеть следующим образом:

[pic 27]

[pic 28]

1. ЭДС генераторов G1 и G2 для номинального режима будут находиться:

[pic 29]

[pic 30]

[pic 31]

[pic 32]

[pic 33]

[pic 34]

[pic 35]

[pic 36]

1. Реактивное сопротивление генераторов G1 и G2:

[pic 37]

[pic 38]

          [pic 39]

[pic 40]

1. Реактивное сопротивление трансформаторов Т1, Т2 и Т3:

[pic 41]

      [pic 42]

 [pic 43][pic 44]

    [pic 45][pic 46]

1. Сопротивление линий W1, W2, W3:

  [pic 47][pic 48]

     [pic 49][pic 50]