Расчет тока однофазного короткого замыкания - Физика и энергетика курсовая работа

Главная

Физика и энергетика
Расчет тока однофазного короткого замыкания

Определение мощности потребителей. Составление схемы замещения прямой последовательности. Определение тока однофазного короткого замыкания. Выбор изоляторов, измерительных трансформаторов. Расчет сопротивлений и тока трехфазного короткого замыкания.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

В данном курсовом проекте произведен расчет и выбор электрической части КЭС-1280. Для решения поставленной задачи определены мощности данной станции.
В курсовом проекте выбрана и описана главная электрическая схема станции. Для выбора оборудования рассчитаны токи короткого замыкания, в заданных цепях выбраны аппараты, изоляторы и токоведущие части. Остальное оборудование выбрано по номинальным параметрам.
По заданию курсового проекта выбираются турбогенераторы.
Выбор произведен по литературе [2]. Данные турбогенераторов произведены в таблице 1.
В типе турбогенератора имеются следующие обозначения:
Первая цифра - активная номинальная мощность генератора
ВВ - непосредственное водородно-водяное охлаждение
Е - принадлежность к единой унифицированной серии
У - климатическое исполнение (для работы в районах с умеренным климатом)
З - для работы в закрытых помещениях с естественной вентиляцией
ТН - тиристорная система независимого возбуждения с возбудителем переменного тока
1.1 Определение мощности потребителей
Для определения нагрузки учитываются данные задания. С учетом этих данных КЭС-1280 работает на пылеугольном топливе и имеет процент расхода на собственные нужды Kрасх.=10%. Значение коэффициента мощности двигателей собственных нужд принимаем: cos=0,9, тогда tg=0,484.
Выбор трансформаторов производится на основании данных задания и расчетов мощностей. При выборе учитываются уровни напряжения установок и проходящие через оборудование мощности.
трансформатор ток трехфазный изолятор
1.1.1 Нагрузка потребителей собственных нужд
Qс.н.G1G2G3G4= Pс.н.G1*tg=32*0,484=15,49 МВар
1.1.2 Мощность потребителей, питающихся от РУВН 220 кВ
P220=P220*n220*Kодн.=75*2*0,97=145,5 МВт
Где P220 - мощность одной воздушной линии (по заданию)
n220 - количество воздушных линий (по заданию)
Кодн. - коэффициент одновременности (по заданию)
Q220= P220* tg=145,5*0,54=78,57 МВар
Где tg=0,54, т.к. cos=0,88 (по заданию)
1.1.3 Мощность потребителей подстанции ПС1
Где tg=0,484, т.к. cos=0,9 (по заданию)
1.2 Выбор структурной схемы станции КЭС-1280
Выбрана схема с четырьмя энергоблоками. Три энергоблока по 320 МВт работают на сборные шины РУВН1 500 кВ, а один 320 МВт на шины РУВН2 220 кВ. Установка генераторов по такой схеме сделает надежным энергоснабжение всех потребителей, питающихся от шин распределительных устройств станции.
Распределительные устройства связаны между собой двумя автотрансформаторами связи. Этот вариант сделает надежным электроснабжение всех потребителей, питающихся от станции.
Выбранная структурная схема и результаты расчета нагрузок показаны на рисунке 2.
2. Составление расчетной схемы. Расчет сопротивлений и тока трехфазного короткого замыкания
2.2 Схема замещения и определение сопротивлений
Расчет сопротивлений производится в именованных единицах (Омах), при базовом напряжении UБ=515 кВ с краткой индексацией элемента схемы и его замещающего сопротивления. При расчетах используются выражения из литературы [2].
Т1, Т2, Т3, Т4: Х1=Х3=Х5=Х13===86,2 Ом
G1, G2, G3, G4: X2=X4=X6=X14==0,173*=122,36 Ом
W4 (W4'): X18=X17==0,3*85*=127,85 Ом
Схема замещения представлена на рисунке 5
2.3 Преобразование схемы относительно точки К1 для расчета тока трехфазного короткого замыкания
Преобразование схемы производится на основании законов электротехники о последовательном, параллельном и смешанном соединении резисторов, с учетом нахождения точки короткого замыкания по отношению к источнику питания.
В данном случае можно не учитывать сопротивления:
X16, X17, X18, X11, X9, X15, т.к. ток короткого замыкания через них не проходит.
Исходная схема замещения представлена на рисунке 6.
Х29=X13+X14*=82,6+122,36+=305,86 Ом
Преобразованная схема показана на рисунке 7.
Преобразованная схема показана на рисунке 8.
Преобразованная схема показана на рисунке 10.
Определение тока трехфазного короткого замыкания в точке К1.
Расчет тока трехфазного короткого замыкания в точке К1 производится в форме таблицы 3 по двум ветвям с сопротивлениями X41 и X29.
Преобразование схемы относительно точки К2 для расчета трехфазного короткого замыкания
При преобразовании схемы использованы данные, полученные при преобразовании схемы в точке К1.
Расчетная схема имеет вид, показанный на рисунке 11
Преобразованная схема показана на рисунке 12
Преобразованная схема показана на рисунке 13
Выбор трансформаторов производится с учетом данных схемы задания и результатов расчета перетоков мощности. При выборе конструкции оборудования учитывается место установки в схеме.
При выборе трансформаторов учитывается какую роль в схеме выполняет конкретный трансформатор, т.е. это может быть блочный трансформатор или трансформатор связи.
Выбор мощности трансформаторов производится по общему условию:
Где STном - номинальная мощность трансформатора по данным каталога
STрасч - мощность трансформатора по расчету
2.4.1 Выбор трансформаторов Т1,Т2,Т3
Данные трансформаторы являются блочными, а поэтому наличие устройства регулирования РПН у них необязательно.
Условия выбора трансформатора по напряжению и мощности:
С учетом вышеприведенных данных, выбран по литературе [1] трансформатор типа ТДЦ 40000/500, данные которого приведены в таблице 2.
Данный трансформатор является блочным, а поэтому наличия устройства регулирования напряжения РПН у него необязательно.
Условия выбора трансформатора по напряжению и мощности:
С учетом вышеприведенных данных, выбран по литературе [1] трансформатор типа ТДЦ 40000/220-73У1, данные которого приведены в таблице 2.
Данный трансформатор является автотрансформатором связи, т.к. он расположен между двумя распределительными устройствами и должен иметь устройство регулирования напряжения - РПН
С учетом вышеприведенных данных, выбран по литературе [1] трансформатор типа АОДЦТН 167000/500/220, данные которого приведены в таблице 2.
2.4.4 Выбор трансформаторов на подстанции ПС1
Трансформаторы, установленные на подстанции являются трансформаторами связи, а следовательно должны иметь устройство регулирования напряжения РПН.
Мощности трансформаторов и уровни напряжений указаны в задании. Для установки на подстанции выбраны трансформаторы с параметрами, приведенными в таблице 2.
2.4.5 Выбор трансформаторов собственных нужд ТСН
Условия выбора по напряжению и мощности
С учетом вышеприведенных данных, выбран по литературе [1] трансформатор типа ТРНДНС 40000/20, данные которого приведены в таблице 2.
В типе трансформаторов имеют место обозначения:
А - автотрансформатор (без обозначения - трансформатор)
Д (ДЦ) - система охлаждения - принудительная циркуляция воздуха и масла с ненаправленным потоком масла
Р - наличие расщепленной обмотки низшего напряжения
Определение тока трехфазного короткого замыкания в точке К2
Расчет тока трехфазного короткого замыкания в точке К2 производится в форме таблицы 4 по двум ветвям с сопротивлениями X45 и X44
3. Расчет тока однофазного короткого замыкания
Расчет тока однофазного короткого замыкания производится в точке К1. Для определения тока однофазного короткого замыкания составляются схемы прямой, обратной и нулевой последовательностей чередования фаз.
3.1 Схема замещения прямой последовательности
Для составления схемы замещения прямой последовательности принимается схема, показанная на рисунке 14, которая в дальнейшем преобразуется до одного сопротивления.
Схема замещения прямой последовательности приведена на рисунке 15
3.2 Схема замещения обратной последовательности
Схема замещения обратной последовательности аналогична схеме замещения прямой последовательности, т.к. по пути прохождения токов прямой и обратной последовательностей, практически совпадают, следовательно, можно записать:
Схема замещения обратной последовательности приведена на рисунке 16
3.3 Схема замещения нулевой последовательности и определение сопротивлений
Схема замещения нулевой последовательности составляется, двигаясь от точки короткого замыкания в направлении источников питания с учетом заземления нейтралей элементов.
Расчет сопротивлений нулевой последовательности производится с учетом сопротивлений, полученных в результате расчет трехфазного короткого замыкания.
W1(W1'): X51(X52)=KЛЭП*X26(X25)=2*120=240 Ом
W4(W4'): X55(X56')=KЛЭП*X17(18)=2*90=180 Ом
KЛЭП=2, т.к. линии приняты одноцепными с грозозащитным тросом, литература [3].
Схема замещения нулевой последовательности приведена на рисунке 17
3.3.1 Преобразование схемы нулевой последовательности приведены на рисунках 18-22.
Так как автотрансформатор АТ1 аналогичен АТ2, следовательно, их сопротивления равны, преобразуем их к следующему виду:
Результат преобразований показан на рисунке 18
Результат преобразований показан на рисунке 20
Результат преобразований показан на рисунке 21
Результирующее сопротивление нулевой последовательности:
Результирующая схема замещения нулевой последовательности приведена на рисунке 22
3.4 Определение тока однофазного короткого замыкания
Для определения тока однофазного короткого замыкания составляется комплексная схема замещения, которая включает в себя результирующие сопротивления прямой, обратной и нулевой последовательностей чередования фаз. В дальнейшем комплексная схема преобразуется в эквивалентную схему, содержащую. Эквивалентное сопротивление, определяющееся по формуле:
Xэкв=Xрез1+ Xрез2+ Xрез3=36,15+36,15+18,13=90,43 Ом
Комплексная и эквивалентная схемы замещения представлены на рисунке 23.
Ток однофазного короткого замыкания определяется по формуле:
Где m(n)=3 - индекс однофазного короткого замыкания, в соответствии с литературой [2].
4. Расчет токов короткого замыкания с помощью ЭВМ
Для расчета токов короткого замыкания с помощью ЭВМ составляется расчетная схема с нумерацией узлов, а также таблица информации о топологии схемы и параметрах схемы.
Таблица топологии схемы и данных для ввода в ЭВМ
Расчетная схема изображена на рисунке 24
Примечание: все линии принимаются одноцепными
Принципиальная схема независимого тиристорного возбуждения генераторов представлена на рисунке 24.
Рисунок 24. Схема независимого тиристорного возбуждения генераторов
На одном валу с генератором G располагается синхронный вспомогательный генератор GE, который имеет на статоре трехфазную обмотку с отпайками. В схеме имеются две группы тиристоров: рабочая VS1 и форсировочная VS2. На стороне переменного тока они включены на разное напряжение, на стороне постоянного- параллельно.
Возбуждение генератора в нормальном режиме обеспечивает рабочая группа тиристоров VS1, которые открываются подачей на управляющий электрод соответствующего потенциала. Форсировочная группа при этом почти закрыта. В режиме форсировки возбуждения тиристоры VS2, питающиеся от полного напряжения вспомогательного генератора, открываются полностью и дают весь ток форсировки. Рабочая группа при этом запирается более высоким напряжением форсировочной группы.
Рассмотренная система имеет наибольшее быстродействие по сравнению с другими системами и позволяет получить Кф>2. Системы независимого тиристорного возбуждения нашли широкое применение.
5. Выбор токоведущих частей, изоляторов и измерительных трансформаторов
5.1 Выбор токоведущих частей, изоляторов и измерительных трансформаторов в цепи блока G1-T1 на напряжении 500 кВ
5.1.1 Выбор токоведущей части в цепи трансформатора блока G1-T1 на напряжении 500 кВ
В цепи блока на напряжении 500 кВ, согласно рекомендаций литературы [7], применяется провод марки АС.
Сечение провода выбирается по максимальному току:
По литературе [1] выбирается провод 2*АС 700/86 с допустимым током Iдоп=2*1180 А и диаметром d=36,2 мм.
Выбранный провод при данном напряжении, согласно литературе [7], проверяется по условию коронирования, т.е. 1,07*Е0,9*Е0
Значение начальной критической напряженности для выбранного провода:
E0=30,3*Т*(1+=30,3*0,9*(1+=33,3 кВ/см
Где r0=1,81 см - радиус провода, т.к. d=36,2 мм
Напряженность вокруг провода при рабочем напряжении Uраб=1,1*Uном=550 кВ
Где Дср=1,26*Дмф=1,26*1100=1386 см, при горизонтальном расположении фаз.
Размер Дмф=1100 см по таблице 8.4 и рисунку 8.1 литературы [3].
Условие проверки 1,07*Е0,9*Е0 выполнено, где
Количество изоляторов в одноцепной поддерживающей гирлянде воздушной линии на напряжении 500 кВ на ж/б опоре в условиях чистой атмосферы принимается равным 32. Принимаются изоляторы типа ПС70-Д.
5.1.3 Выбор трансформаторов тока в цепи блока G1-T1 на напряжении 500 кВ
Приборы, подключаемые к трансформатору тока и их нагрузка, приведены в таблице 8
Схема подключения приборов показана на рисунке 25
С учетом данных таблицы 8 и рисунка 25, окончательный выбор трансформатора тока приведен в таблице 9.
Сопротивление r2расч., рассчитывалось следующим образом:
1. rпр. доп. =z2ном-rприб.-rконт.=30-0,5-0,05=29,45 Ом
Где rконт.=0,05 Ом, т.к. число приборов меньше трех.
2. Минимально допустимое сечение проводов контрольного кабеля
Где =0,0175 - удельное сопротивление медного провода
3. Стандартное сечение проводов контрольного кабеля
С учетом требований литературы [7], к механической прочности медных проводов принимается к установке контрольный кабель с сечением проводов qст.=2,5 мм2
4. Действительное сопротивление проводов
5. Расчетная нагрузка на трансформатор тока
r2расч.=rприб.+rпров.действ.+rk=0,5+0,05+2,1=2,65 Ом
С учетом данных таблицы и расчетов можно записать, что r2расч.=2,65 Ом < r2ном.=30 Ом, т.е. трансформатор работает в классе точности.
5.2.1 Выбор выключателя и разъединителя в цепи блока G1-T1 на напряжении 500 кВ
ВВМ-500Б-31,5/2000ХЛ1-выключатель воздушный, для работы в районах с умеренным и холодным климатом.
РНВ-500/2000 Т1-разъединитель наружной установки вертикально-поворотного типа для работы в районе с умеренным климатом.
Выбор аппаратов, изоляторов и токоведущих частей в цепи воздушной линии на напряжение 220 кВ
В цепи блока на напряжении 220 кВ, согласно рекомендаций литературы [7], применяется провод марки АС.
Сечение провода выбирается по максимальному току:
По литературе [1] выбирается провод АС 240/32 с допустимым током Iдоп=605 А и диаметром d=21,6 мм.
Выбранный провод при данном напряжении, согласно литературе [7], проверяется по условию коронирования, т.е. 1,07*Е0,9*Е0
Значение начальной критической напряженности для выбранного провода:
E0=30,3*Т*(1+=30,3*0,82*(1+=31,996 кВ/см
Напряженность вокруг провода при рабочем напряжении Uраб=1,1*Uном=242 кВ
Где Дср=1,26*Дмф=1,26*400=504 см, при горизонтальном расположении фаз.
Размер Дмф=400 см по таблице 8.4 и рисунку 8.1 литературы [3].
Условие проверки 1,07*Е0,9*Е0 выполнено, где
Провод АС 240/32 по условиям коронирования не проходит, тогда выбираем провод АС 120/27
Количество изоляторов в одноцепной поддерживающей гирлянде воздушной линии на напряжении 220 кВ на ж/б опоре в условиях чистой атмосферы принимается равным 15. Принимаются изоляторы типа ПС70-Д.
Выбор трансформаторов тока в линии 220 кВ.
Приборы, подключаемые к трансформатору тока и их нагрузка, приведены в таблице 11
С учетом требований литературы [7] к механической прочности алюминиевых проводов принимается к установке контрольный кабель с сечением проводов qст=4 мм2. Тип контрольного кабеля АКРВГ
6. Действительное сопротивление проводов
rпров.действ.==0,0283*100*=0,7075 Ом
7. Расчетная нагрузка на трансформатор тока
r2расч.=rприб.+rпров.действ.+rk=0,044+0,1+0,7075=0,851 Ом
С учетом данных таблицы и расчетов можно записать, что r2расч.=0,852 Ом < r2ном.=2 Ом, т.е. трансформатор работает в классе точности.
Выбор выключателей производится по следующим важнейшим параметрам:
По длительному току IнормРасчет тока однофазного короткого замыкания курсовая работа. Физика и энергетика.
Реферат На Тему Методы Исследования В Педагогике
Реферат: Проблема восток-запад в системе мировой культуры
Реферат по теме Пограничная ситуация в развитии человечества
Лабораторная работа: Зеленосланцевые фации метаморфизма
Эссе Про Совесть 5 Класс
Количество Слов В Итоговом Сочинении
Реферат На Тему Выбор Проблемы Для Исследования На Уроках Географии
Контрольная работа по теме Устройство газорегуляторных пунктов и газорегуляторных установок
Реферат: Місце і роль права в системі соціальних норм
Реферат: Понятие художественного сознания и эстетическое воспитание. Скачать бесплатно и без регистрации
Эссе 150 Слов На Казахском
Реферат: Описание населённого пункта по плану Минск. Скачать бесплатно и без регистрации
Курсовая работа: Личные подсобные хозяйства
Курсовая работа по теме Предприятие как основной субьект рынка
Дипломная работа по теме Применение дистанционного обучения при изучении курса сферической геометрии
Реферат по теме Автоматизированная система бюджетирования Hyperion Pillar
Доклад: Эпидуральная анестезия у собак и кошек
Философия И Религия Реферат По Философии
Восприятие Окружающих В Процессе Общения Эссе
Реферат: Hamlet 13 Essay Research Paper In Shakespeare
Межхозяйственное землеустройство СХП "Родина" Труновского района Ставропольского края - Сельское, лесное хозяйство и землепользование курсовая работа
Модернизация магнитоэлектрического милливольтметра - Физика и энергетика реферат
Анализ существующей законодательной базы, регулирующей арендные отношения - Государство и право дипломная работа