Математическое моделирование в системах электроснабжения




Вариант – 2

 

 

по дисциплине:

Математическое моделирование в системах электроснабжения

 

 

Исполнитель:    
студент группы З-5А4Д3   Богданов Алексей Евгеньевич    
           
Руководитель:   Шаненкова Юлия Леонидовна
преподаватель          
           

 

 

Томск – 2017

 

 


 

Цель работы: овладение методикой математического моделирова-ния и расчета токов КЗ в сетях до 1000 В.

 

Для схемы цеховой сети до 1000 В (рис. 1) определить токи КЗ и составить «сводную ведомость токов КЗ». Питание распределительного шкафа ШР от распределительного устройства РУ цеховой подстанции выполнено шинопроводом ШНП. Для питания отдельных электроприемников используются четыре одножильных провода марки АПРТО одинакового сечения с прокладкой в трубах.

 

 

Рис. 1. Схема электроснабжения цеховой сети

 

№ вар T1 QF-1 ШНП QF-2 КЛ1
Sном кВА Iном А I ном А L м I ном А S мм2 L м
               

 

Расчет ведем в абсолютных единицах. Сопротивления элементов схемы электроснабжения приводим к номинальному напряжению вторичной обмотки 0.4 кВ.

Определяем сопротивления для расчета трехфазного КЗ

 

1. Сопротивления трансформатора (табл. 1.2):

Rтр= 2.0 мОм Xтр= 8,5 мОм

 

Сопротивления трансформатора тока ТА1 можно не учитывать ввиду их малости.

 

2. Сопротивления автоматического выключателя QF 1 (табл. 1.10):

RQF1=0.08мОм XQF1=0.08мОм RkQF1=0.10мОм

 

3. Сопротивление ШНП

Rшнп= ro*l =0.030*25=0.75мОм Xшнп=ro*l =0.014*25=0,35мОм

 

4. Сопротивления автоматического выключателя QF 1 (табл. 1.10):

RQF1=0.40мОм XQF1=0,50мОм RkQF1=0.60мОм

 

5.Сопротивления кабельной линии КЛ1 (удельные сопротивления из табл. 1.5):

мОм (с учетом 4 параллельно проложенных кабелей)

Xкл1=ro*l =0,081*15=1,215мОм

 

6. Переходные сопротивления ступеней распределения (табл. 1.4):

Rру=15мОм Rшр=25мОм

 

Активные переходные сопротивления неподвижных контактных соединений (табл. 1.8):

кл1=0,027мОм RкШНП=0,0034 мОм

 

Рис. 2. Схема замещения цеховой сети

 

Упростим схему замещения, определив эквивалентные сопротив-ления на участках схемы между точками КЗ:

 

R1=Rтр+RQF1+ Rру= 17.08 мОм

 

X1=Xтр+XQF1=8.58 мОм

 

R2=RШНП+RШР+RкШНП= 25,75 мОм

 

X2=XШНП=0,35мОм

 

R3=RQF2+RкКЛ1+RКЛ1=1,66 мОм

 

X3=XQF2+XКЛ1=1,715 мОм

 

Рис. 3 Упрощенная схема замещения цеховой сети

 

Расчет трехфазных и двухфазных токов КЗ

Ток трехфазного КЗ определяется по формуле:

 

 

где Zрез – полное сопротивление до точки КЗ, Ом

Точка К 1:

 

 

Периодическая составляющая тока трехфазного КЗ

 

По рис. 1.1 определим kуд Для этого требуется определить X1/R1=0.48, откуда kуд=1,0

 

Ударный ток КЗ

 

 

Ток двухфазного КЗ

 

 

Точка К 2:

 

 

Периодическая составляющая тока трехфазного КЗ

 

 

 

Ударный ток КЗ

 

 

Ток двухфазного КЗ

 

 

Точка К 3:

 

 

Периодическая составляющая тока трехфазного КЗ

 

Ударный ток КЗ

 

Ток двухфазного КЗ

 

Расчет однофазных КЗ

Определим сопротивления и составим схему замещения для расчета токов однофазного КЗ.

 

Сопротивления трансформатора по табл. 1.2 Z(1)тр=81 мОм

К схеме замещения, изображенной на рис. 2 нужно добавить сопротивления нулевых проводников.

Сопротивления нулевой жилы кабельных линий КЛ1 (удельные сопротивления из табл. 1.5):

 

мОм

шнп= ro*l =0.060*25=1,5мОм

 

Кроме этого изменятся индуктивные сопротивления кабельных линий

 

Xкл1=ro*l =0,081*15=1,215мОм

Xшнп=ro*l =0.060*25=1,5мОм

 

Упростим схему замещения, определив эквивалентные сопротивления на участках схемы между точками КЗ:

R1=RQF1+ Rру= 15,8мОм

 

X1=XQF1=0,08мОм

 

R2=RШНП+RШР+RкШНП+Rошнп = 27,25 мОм

 

X2=XШНП=1,5мОм

 

R3=RQF2+RкКЛ1+RКЛ1+ =2,89 мОм

 

X3=XQF2+XКЛ1=1,715 мОм

 

 

Упрощенная схема замещения цеховой сети для расчета токов однофазных КЗ не изменитсярис. 3, однако значения сопротивлений будут другими.

Ток однофазного КЗ определяется по формуле

 

 

Точка К 1:

 

 

Точка К 2:

 

 

 

Точка К 3:

 

 

 

Сводная ведомость токов К З

 

Расчетные точки К1 К2 К3
Токи КЗ, кА   5,3 3,2 3,1
10,17 4,4 4,2
11,69 5,1 4,9
16,53 7,2 6,9

 

Определим сопротивление нагрузки для одной фазы цехового трансформатора, приняв за коэффициент загрузки силового трансформатора по активной мощности наиболее типичный случай – Кз 0.7

 

Математическая модель схемы для расчета токов трехфазных и двухфазных КЗ представлена на рис.4

 

 

 

Рис.4 Схема цеховой сети в режиме номинальной нагрузки

 

 

 

Рис.5 Схема цеховой сети в режиме трехфазного КЗ в точке К1

 

 

 

Рис.6 Схема цеховой сети в режиме трехфазного КЗ в точке К2

 

 

Рис.7 Схема цеховой сети в режиме трехфазного КЗ в точке К3

 

Рис.8 Схема цеховой сети в режиме двухфазного КЗ в точке К1

 

 

Рис.9 Схема цеховой сети в режиме двухфазного КЗ в точке К2

 

 

Рис.9 Схема цеховой сети в режиме двухфазного КЗ в точке К3

 

 

Рис.10 Осцилограмма напряжения при КЗ в точке К1

 

Рис.11Осцилограмма напряжения при КЗ в точке К2

 

Рис.12Осцилограмма напряжения при КЗ в точке К3

 

 

Рис.13 Схема цеховой сети в режиме однофазного КЗ в точке К1

 

 

 

Рис.14 Схема цеховой сети в режиме однофазного КЗ в точке К2

 

Рис.14 Схема цеховой сети в режиме однофазного КЗ в точке К3

 

Сводная ведомость токов К З

 

Расчетные точки К1 К2 К3
Токи КЗ, кА   5,3 3,2 3,1
10,17 4,4 4,2
11,69 5,1 4,9
16,53 7,2 6,9
Расчет в ElectronicWorcbench 5,63 3,86 3,72
10,14 4,5 4,3
11,49 5,14 4,9
15,4   6,7

 

Вывод

В ходе лабораторной работы была составлена расчетная схема распределительной сети, схема замещения для расчета токов КЗ в среде ElectronicWorcbench определены сопротивления элементов схемы замещения рассчитаны токи КЗ и составлена сводная ведомость токов КЗ. Еаким образом была освоена методика математического моделирования и расчета токов КЗ в сетях до 1000В в системе схемотехнического моделирования ElectronicWorcbench



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-12-12 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: