Вариант – 2
по дисциплине:
Математическое моделирование в системах электроснабжения
| Исполнитель: | |||||
| студент группы | З-5А4Д3 | Богданов Алексей Евгеньевич | |||
| Руководитель: | Шаненкова Юлия Леонидовна | ||||
| преподаватель | |||||
Томск – 2017
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТА
Вариант –2
Исходными данными для выполнения ЛБ являются схема распределительной сети, изображенная на рис.1, и основные технические параметры элементов схемы электроснабжения, приведенные в табл.1.
Рис.1. Исходная принципиальная схема распределительной сети
Таблица 1 – Исходные данные
| № вар | Система | ВЛ | Трансформатор ГПП | КЛ1 | КЛ2 | ||||
| Sкз, МВ А | S, мм2 | ℓ, км | S, МВА | uкз, % | S, мм2 | ℓ, км | S, мм2 | ℓ,км | |
| АС-185 | 10,2 | 10,5 | 0,6 | 1,2 |
Цели Лабораторной работы;
– провести анализ технического задания;
– составить схему замещения для расчета токов короткого замыкания;
– определить сопротивления элементов схемы электроснабжения;
– наметить и обозначить на расчетной схеме и схеме замещения точки для расчета токов короткого замыкания;
– определить токи короткого замыкания и составить «сводную ведомость токов КЗ».
РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ
1. Расчёт токов КЗпроведём в системе относительных единиц (о.е.) при приближенном учёте коэффициентов трансформации.
При приближенном приведении за базисное напряжение отдельной ступени трансформации принимается средненоминальное напряжение данной ступени, а именно Uбi= Uсрi= 1,05∙Uномi, кВ: 3,15; 6,3; 10,5 и т.д.
2. Составляется расчетная схема (рис. 2), которая представляет собой упрощенную однолинейную схему с указанием всех элементов электроустановки и их параметров, которые влияют на величину тока КЗ (мощности источников питания, средне номинальные значения ступеней напряжения, паспортные данные электрооборудования) и расчетные точки, в которых необходимо определить токи КЗ.
Рис.2. Расчетная схема сети
3. По расчетной схеме составляется электрическая схема замещения (рис.3).Схемой замещенияназывается схема, соответствующая по своим параметрам расчетной схеме, в которой все электромагнитные (трансформаторные)связи заменены электрическими.
Рис.3. Схема замещения сети
4. После составления схемы замещения необходимо определить ее параметры. Производим расчёт сопротивлений сети, принимая базисную мощность Sб= 100 МВА.
4.1 Сопротивление энергосистемы, о.е.:
, (2.1)
где SномС1 – номинальная мощность энергосистемы, МВА.
о.е.
4.2Сопротивление трансформатора ГПП, о.е.
(2.2)
где uкТ1 – напряжение короткого замыкания, %; SномТ – номинальная мощность трансформатора, МВА.
о.е..
Активным сопротивлением пренебрегаем, так как трансформатор большой мощности.
4.3 Сопротивления ВЛ 35 кВ:
, (2.3)
, (2.4)
где: ℓ= 10,2 км – длина воздушной линии; Uср.ном= 37кВ – базисное напряжение данной ступени трансформации; r0, x0‒ удельные активное и реактивное сопротивления проводов линии при среднем расчетном расстоянии между ними равном 3,5 м, для провода типа для АС–185:r0= 0,17Ом/км, x0 =0,386 Ом/км согласно [2] для линий 35кВ.
о.е,
о.е.,
4.4 Параметры кабельных линий КЛ1и КЛ2:
, (2.5)
, (2.6)
, (2.7)
, (2.8)
где: ℓКЛ1= 0,6 км – длина КЛ1, ℓКЛ2= 1,2 км – длина КЛ2; Uср.ном= 10,5 кВ – базисное напряжение данной ступени трансформации; r0кл1= 0,261 Ом/км – активное сопротивление кабеля ААШв 3х120-10 (табл.1.6, [2]); х0кл1= 0,0602 Ом/км – индуктивное сопротивление кабеля ААШв 3х120-10 (табл.1.5, [2]);r0кл2= 0,447 Ом/км – активное сопротивление кабеля ААШв 3х70-10 (табл.1.6, [2]); х0кл2 = 0,0612 Ом/км – индуктивное сопротивление кабеля ААШв 3х70-10 (табл.1.5, [2])
о.е., 
о.е.;
о.е., 
о.е.
5. В сетях среднего напряжения (6-35 кВ) в России применяют изолированную нейтраль. Ток однофазного замыкания на землю в таких сетях невелик, его величина определяется емкостью линии (зависит от напряжения, длины и типа линии), и этот режим не является аварийным. Соответственно, рассчитывать токи однофазного КЗ в сетях среднего напряжения нет необходимости.
Ток двухфазного КЗупрощенно можно определить по формуле[1]:
.
Периодическую составляющую тока трехфазного КЗпри расчете в системе относительных единиц можно определить по выражению:
(2.9)
где Iб – базовый ток, кА; 
– ЭДС источника, о.е., принимается E* '' = 1 о.е.; Z*рез – относительное результирующее полное сопротивление до точки КЗ.
Базовый ток ступени определяется по выражению:
,(2.10)
5.1 Точка К-1
Рассчитаем базовый ток на ступени точки К-1 по выражению (2.10):
кА.
Периодическая составляющая тока трехфазного КЗ в началевоздушной линиив точке К-1:
кА.
Z*резК-1 = x*С= 0,025о.е.
кА.
Для проверки аппаратов на динамическую стойкость определяют ударный ток короткого замыкания iуд, который имеет место через 0,01 секунды после начала короткого замыкания:
(2.11)
где 
– ударный коэффициент, зависящий от постоянной времени затухания апериодической составляющей тока короткого замыкания, соотношения индуктивного и активного сопротивлений цепи КЗ, который может быть принят1,8 ‒ при КЗ в установках и сетях напряжением свыше 1000 В[3, 4].
кА.
5.2 Точка К-2
кА.
о.е.
кА.
кА.
5.3 Точка К-3
кА.
=0,653о.е.
кА.
кА.
5.4 Точка К-4
кА.
о.е.
кА.
кА.
5.4 Точка К-5
кА.
о.е.
кА.
кА.
5.5 По результатам расчетов составляется «сводная ведомость токов КЗ» в виде таблицы 2.
Таблица 2 – Сводная ведомость токов КЗ
| Расчетные точки | К1 | К2 | К3 | К4 | К5 | |
| Токи КЗ, кА |  , кА
| 62,416 | 4,626 | 8,419 | 7,583 | 5,874 |
 , кА
| 54,054 | 4,007 | 7,291 | 6,567 | 5,087 | |
| iуд, кА | 158,886 | 11,777 | 21,431 | 19,303 | 14,952 |