Исследование симметричных коротких замыканий

 

1. Цель работы

Ознакомление студентов с основами моделирования электрических систем с использованием пакета прикладной программы Multisim и методами расчета коротких замыканий

2. Общие теоретические сведения

На модели постоянного тока воспроизводится режим одной фазы рассчитываемой сети в некотором масштабе. При расчетах коротких замыканий генераторы моделируются источниками неизменных ЭДС, приложенных за сопротивлением генератора. Величины ЭДС и сопротивлений определяются схемой замещения генератора, которая, в свою очередь, определяется исследуемым режимом электрической системы (установившееся КЗ, начальный момент КЗ).

При расчетах токов КЗ пренебрегают активными сопротивлениями элементов схемы, что позволяет сделать модель на постоянном токе, где индуктивное сопротивление элементов исследуемой схемы может быть воспроизведено омическим сопротивлением. Обычно сдвиги между ЭДС не учитывают. Однако при необходимости более точного расчета это можно сделать методом наложения.

В данной лабораторной работе определяются сверхпереходные токи и остаточное напряжение в точке С при трехфазном коротком замыкании в заданной точке К. Исследуемая схема, точка КЗ и точка определения остаточного напряжения задаются преподавателем.

На основании принципиальной схемы электрической системы составляется схема замещения. Параметры схемы замещения определяются в соответствии с техническими данными ее элементов и должны быть приведены к одной ступени напряжения, выбранной за основную, либо выражены в относительных единицах.

Генератор и нагрузка вводятся в схему замещения сверхпереходными ЭДС Е'', приложенными за сверхпереходными сопротивлениями. ЭДС генераторов определяются исходя из заданного режима работы системы.

Ниже приводится пример составления схемы замещения и модели на наборном поле.

Рис.2.1. Расчетная схема электрической системы

Параметры элементов:

 

Т1 – Sном = 250 МВА, uk = 11%; 230/15,75 кВ;

Т2 и Т3 - Sном =250 МВА, uk = 10.5%; 110/15,75 кВ;

G1, G2 и G3 – Рном = 200 МВт, cosf = 0.85, x_d” = 0.26; Uном = 15,75 кВ;

АТ1 и АТ2 – Sном = 125 МВА, u_kвс = 11%; u_kвн = 31%; u_kсн = 19%;

230/110/10,5 кВ;

W1 – L =120 км, х_о = 0,32 Ом/км, W2 – L =70 км, х_о = 0,4 Ом/км;

Н (нагрузка) 130 МВт, cosf = 0.8.

 

 

 

Рис.2.1. Схема замещения электрической системы

 

 

Рис. 2.3. Схема расчетной модели

 

3. Порядок выполнения работы

3.1 Рассчитать параметры схемы замещения системы и параметры режима (Е).

3.2 Составить схему модели в Multisim, выбрать масштабы моделирования, рассчитать модельные параметры и выставить их на модели.

3.3 Измерить токи в ветвях источников и в точке КЗ при трехфазном коротком замыкании, а также остаточное напряжение в заданной точке С. Результаты измерений занести в таблицу 3.1. Значение тока в точке КЗ должно быть равным суммарному току от всех источников.

3.4 Рассчитать теоретический ток короткого замыкания и занести в таблицу 3.1.

3.5 Рассчитать ударный ток в точке К, приняв Т_а = 0,05 с.

Таблица 3.1

Результаты расчета тока короткого замыкания

	Система	Нагрузка	G1	G2	...	КЗ
Iизмер
I, кА
Iрасч,кА

 

4. Требования к отчету

Отчет должен содержать:

4.1. Расчетную схему исследуемой системы.

4.2. Схему замещения системы и расчет ее параметров в относительных единицах.

4.3. Схему модели системы на наборном поле.

4.4. Расчет периодической составляющей тока КЗ в точке К.

4.5. Таблицу с результатами измерений и расчета.

4.6. Расчет ударного тока.

 

 

5. Контрольные вопросы

 

5.1. Определение коэффициента трансформации.

5.2. Как осуществляется приведение схемы замещения к основной ступени трансформации?

5.3. Какими параметрами представляются синхронные машины при определении сверхпереходных токов?

5.4. Как учитывается нагрузка в расчетах сверхпереходных токов?

5.5. Почему модель постоянного тока может быть использована для расчетов в сети переменного тока?

5.6. Расчетные условия для определения ударного тока.

5.7. Как влияет нагрузка на ток в месте КЗ?