РЕЖИМИ ЕЛЕКТРОПОСТАЧАЛЬНИХ СИСТЕМ.. Курсова робота з Інші. Робота № 203019

РЕЖИМИ ЕЛЕКТРОПОСТАЧАЛЬНИХ СИСТЕМ.

Інформація про навчальний заклад

ВУЗ:

Національний університет Львівська політехніка

Інститут:

Не вказано

Факультет:

Не вказано

Кафедра:

Не вказано

Інформація про роботу

Рік:

2005

Тип роботи:

Курсова робота

Предмет:

Інші

Завантажити

Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):

Змн. Арк. № документа Підпис Дата Арк. КР -7.090603 Розробив Перевірив Лисяк В.Г. Рецензент Н. Контр. Затвердив Режими вузлів навантажень електропостачальних систем Літ. Аркушів ЗМІСТ Зміст __ Вступ __ 1. Вихідна інформація __ 2. Розрахунок усталених режимів ЕПС __ 3. Розрахунок струмів короткого замикання __ 4. Пуск асинхронних електродвигунів __ 5. Загальна характеристика електромагнітних перехідних процесів при комутаціях БК. Умови роботи та фактори, що впливають на вибір вимикачів, захист від перенапруг __ Список посилань __ Міністерство освіти і науки України Національний університет ”Львівська політехніка” EMBED Word.Picture.8 Кафедра: ЕПМС КУРСОВА РОБОТА „РЕЖИМИ ЕЛЕКТРОПОСТАЧАЛЬНИХ СИСТЕМ” Виконав: студент гр Перевірив: Львів-2005 Змн. Арк. № докум. Підпис Дата Арк. Вступ Промисловість України зараз переживає великі зміни. Більшість підприємств в нашій державі мають застарілий технологічний процес і технологічне обладнання, яке вже є не надійним, не економічним і не зручним в експлуатації. Кілька років тому в промисловості України почалися інтенсивні зміни в виробництві. Заміняється старе обладнання основного виробництва, змінюється також потенціали допоміжного виробництва. Все більше на підприємствах підвищується попит на електричну енергію. Для вирішення питань технічного удосконалення виробництва передбачається підвищення рівня електрифікації виробництва та ефективного використання електроенергії. Більшість ручної праці заміняться автоматичними машини, чим більш автоматизований технологічний процес, тим більш він продуктивний. При більшому рівні електрифікації підприємства зростає потреба в додаткових потужностях і потрібна нова сучасна система електропостачання виробництва. Раціонально виконана сучасна система електропостачання промислового підприємства повинна відповідати таким вимогам: економічності і надійності, безпечності і зручності в експлуатації, забезпечення належної якості електроенергії, рівнів напруг, стабільної частоти. Повинні також передбачатися найкоротші терміни виконання будівельно-монтажних робіт і необхідна гнучкість системи, яка забезпечує можливість розширення при розвитку підприємства без суттєвого ускладнення і подорожчання початкового варіанту. Основними питаннями при проектуванні системи електропостачання промислового підприємства є розрахунок електричного навантаження, вибір схеми живлення і розподілу електричної енергії, вибір напруги і конфігурації розподільчих мереж, розрахунок струмів короткого замикання і вибір апаратури. Електричні мережі можна поділити умовно на чотири групи, залежно від способу заземлення нейтралей трансформаторів : ізольовані від землі. Працюють з ізольованими від землі нейтралями усіх елементів мережі. Це мережі 660, 1140 В, а також мережі 3-35 кВ при відносному малому ємнісному струмі замикання на землю; заземленні через індуктивні опори, що настроєні в резонанс з ємністю мережі (резонансно - заземленні мережі). Працюють у режимі резонансного заземлення частини елементів електричної мережі. Це звичайно мережі 3-35 кВ. У деяких зарубіжних країнах Західної Європи та Японії у такому режимі працюють також мережі 110 та 220 кВ; ефективно заземлені (ефективно заземлені мережі). Працюють з заземленням нейтралей частини елементів мереж безпосередньо (глухо) або через активні та реактивні або комплексні опори. Це мережі 110 - 220 кВ; заземлені безпосередньо. Працюють з безпосередньо заземленими нейтралями усіх елементів електричної мережі. Це мережі 220, 380 В та 330 - 1150 кВ. Вибір схеми заземлення нейтралі в електричних мережах напругою до 1000 В визначається головним чином безпекою обслуговування мереж, а в мережах високої напруги, крім того, безперебійністю електропостачання, надійністю роботи та економічністю електроустановок. EMBED Visio.Drawing.6 Змн. Арк. № докум. Підпис Дата Арк. EMBED Visio.Drawing.6 Змн. Арк. № докум. Підпис Дата Арк. Рис. 2 Спрощена заступна схема електричних з’єднань Змн. Арк. № докум. Підпис Дата Арк. 1. Вихідна інформація Усі розрахункові дані електропостачальної системи (рис. 1) зведені в таблицях 1.1-1.4 Дані повітряної лінії Таблиця 1.2 Дані двигунів, напругою 6,3 кВ, і розрахунок їхніх параметрів Таблиця 1.3 Змн. Арк. № докум. Підпис Дата Арк. 2. Розрахунок усталених режимів ЕПС Якість електроенергії: це сукупність її властивостей, що обумовлюють придатність електроенергії для нормальної роботи приймачів електроенергії у відповідності з їх призначенням. Для живлення електричних мереж трифазного струму встановлені такі показники якості електроенергії, які можна розділити по напрузі і частоті: відхилення частоти, відхилення напруги, коливання частоти, коливання напруги, коефіцієнт спотворення синусоїди напруги кривої напруги, коефіцієнт оберненої послідовності напруги, ... Відхилення напруги це різниця між фактичним і номінальним значеннями напруги. Основними причинами відхилення напруги в системах ЕПС підприємств є зміна режимів роботи приймачів електроенергії, зміна режимів живлячої енергосистеми та значний індуктивний опір ліній, схеми внутрішнього електропостачання. В розподільчих та живлячих мережах рівень напруги в різних точках впливають на втрати активної потужності та енергії, викликані перетоками реактивної потужності. Для нормальної роботи приймачів електроенергії, відхилення напруги від номінального значення допускаються в таких межах: -5  +10 % - на затискачах електродвигунів та апаратів для їх пуску та керування: -2,5  +5 % - на затискачах приладів робочого освітлення. Основними засобами регулювання напруги в мережах промислових підприємств є встановлення трансформаторів з пристроями регулювання напруги під навантаженням (РПН) і перемиканням без збудження (ПБЗ). Також, в якості регулювальних пристроїв режимів, можна використати установки компенсування реактивної потужності, в якості останніх можна використати конденсаторні батареї, які можуть забезпечити поперечну і повздовжню компенсацію реактивної потужності, або синхронні компенсатори реактивної потужності, але останнім часом вони мало поширені у використані. Розрахунок проводимо для трьох режимів; максимальний, мінімальний, післяаварійний. Далі наведені методика і розрахунки режимів, бажаних коефіцієнтів трансформації трансформаторів для різних режимів. Всі дані розрахунків приводять до одного класу напруги, в нашому випадку, це напруга системи внутрішнього електропостачання даного підприємства, яка становить 6,3 кВ, з наближеним зведенням до базового ступеня напруги, розрахунок проводимо в іменованих одиницях. Беручи до уваги що схема внутрішнього електропостачання виконана по секційному методі, то розрахунки будемо проводити для одної секції шин. ТакожЗмн. Арк. № докум. Підпис Дата Арк. в зв’язку з ти що в нас нема графіка споживання електроенергії приймаємо; в режимі максимального навантаження вища напруга на шинах ПГВ становить 1,1 від номінальної (середньо експлуатаційна (номінальна) вища напруга становить 115 кВ), а навантаження рівне номінальному, в режимі мінімального навантаження напруга рівна номінальній, а навантаження становить 0,5 від номінального, післяаварійний режим створюється після максимального, напруга становить 1,08 від номінальної, навантаження зростає в два рази. Вхідні дані: Трансформатор на ПГВ: тип ТДН - 10000/115/6,6 Номінальна потужність трансформатора – St1 = 10 МВА. Вища напруга трансформатора: U1v =115 кВ. Нижча напруга трансформатора: U1n =6,6 кВ. Втрати потужності досліду неробочого режиму: ∆P1 = 0,014 МВА. Напруга досліду короткого замикані: uk1 = 10,5 %. Коефіцієнт трансформації – KP1 = 115+/-9·1,78% / 6,6 кВ. Кількість трансформаторів – nt1 = 2 шт. Повітряна лінія електропередач: тип АС - 120/19 Довжина – L1 = 16 км. Погонний активний опір: R0L1 = 0,249 Ом/км. Погонний реактивний опір: X0L1 = 0,414 Ом/км. Кількість ліній – nL = 2 шт. Середньо експлуатаційна напруга системи: UC =115 кВ. Розрахунок параметрів елементів схеми за формулами: Трансформатор № 1: EMBED Equation.3 =1,852 (Ом) EMBED Equation.3 = 138,85 (Ом) Повітряна лінія: RL1 = L1 ·R0L1 = 16·0,249 = 3,984 (Ом); XL1 = L1 ·X0L1 = 16·0,414 = 6,624 (Ом). Нехтуємо: поперечними втратами в трансформаторі і лінії, і не враховую кут між напругою і струмом, а також кут зсуву напруги при трансформації... Для трансформатора ПГВ: Режим максимального навантаження: Розрахунок напруги на системі і споживаємої потужно при режимі максимального навантаження. Напруга на шинах районної підстанції: U1max =1,1· UC = 1,1·115 = 126,5 (кВ). Потужності підприємства . Pmax1 = 5,016 МВт Qmax1 = 1,22 Мвар Змн. Арк. № докум. Підпис Дата Арк. Розрахунок втрати напруги в повітряній лінії і трансформаторі Т1 , і визначення вторинної напруги яка приведена до первинної з врахуванням спаду напруги на цих елементах схеми, розраховується по формулах. EMBED Equation.3 = 0,244 (кВ); EMBED Equation.3 = 1,554 (кВ). UXmax1 = U1max - ∆ULmax1 - ∆Utmax1 = 126,5 – 0,244 – 1,554 =124,7 (кВ). Розрахунок і вибір відгалуження на трансформаторі Т1 і відповідно коефіцієнтів трансформації, за умов забезпечення на вторинній стороні номінальної напруги, які вираховуються за формулами На одне відгалуження припадає 1,78% напруги N1max = EMBED Equation.3 = - 4,74 беремо ціле число: N1max = - 4 K1max1 = EMBED Equation.3 = 18,665 U2max.n1 = UXmax1 / K1max1 = 124,7 / 18,665 = 6,681 (кВ). N1max = - 5 K1max2 = EMBED Equation.3 = 18,975 U2max.n2 =UXmax1 / K1max2 = 124,7 / 18,975 = 6,572 (кВ). Режим мінімального навантаження Розрахунок напруги на системі і споживаємої потужності при режимі мінімального навантаження. U1min = UC = 115 кВ. Pmin1 = 0,5·5,016 = 2,508 МВт Qmin1 = 0,5·1,22 = 0,61 Мвар Розрахунок втрати напруги в повітряній лінії і трансформаторі Т1, і визначення вторинної напруги яка приведена до первинної з врахуванням спаду напруги на цих елементах схеми, розраховується по формулах. EMBED Equation.3 = 0,122 (кВ); EMBED Equation.3 = 0,777 (кВ). UXmin1 = U1min - ∆ULmin1 - ∆Utmin1 = 115 – 0,122 – 0,777 = 114,1 (кВ). Розрахунок і вибір відгалуження на трансформаторі Т1 і відповідно коефіцієнтів трансформації, за умов забезпечення на вторинній стороні номінальної напруги На одне відгалуження припадає 1,78% напруги Змн. Арк. № докум. Підпис Дата Арк. N1min = EMBED Equation.3 = 0,439 беремо ціле число: N1min = 0 K1min1 = EMBED Equation.3 = 17,424 U2min.n1 = UXmin1 / K1min1 = 114,1 / 17,424 = 6,548 (кВ). N1min = 1 K1min2 = EMBED Equation.3 = 17,114 U2min.n2 =UXmin1 / K1min2 = 114,1 / 17,114 = 6,667 (кВ). Післяаварійний режим Розрахунок напруги на системі і споживаємої потужності в післяаварійному режимі, який стався після максимального режиму, з відключенням одної секції на ПГВ, і потужність на робочій секції підприємстві збільшилась в двічі. U1a =1,08· UC = 1,08·115 = 124,2 (кВ). Pa1 = 2·5,016 = 10,032 МВт Qa1 = 2·1,22 = 2,44 Мвар Розрахунок втрати напруги в повітряній лінії і трансформаторі Т1 , і визначення вторинної напруги яка приведена до первинної з врахуванням спаду напруги на цих елементах схеми, розраховується по формулах. EMBED Equation.3 = 0,488 (кВ); EMBED Equation.3 = 3,109 (кВ). UXmax1 = U1max - ∆ULmax1 - ∆Utmax1 = 124,2 – 0,488 – 3,109 = 120,603 (кВ). Розрахунок і вибір відгалуження на трансформаторі Т1 і відповідно коефіцієнтів трансформації, за умов забезпечення на вторинній стороні номінальної напруги На одне відгалуження припадає 1,78% напруги N1а = EMBED Equation.3 = - 2,73 беремо ціле число: N1а = - 2 K1а1 = EMBED Equation.3 = 18,045 U2а.n1 = UXа1 / K1а1 = 120,603 / 18,045 = 6,684 (кВ). N1а = - 3 K1а2 = EMBED Equation.3 = 18,355 U2а.n2 =UXа1 / K1а2 = 120,603 / 18,355 = 6,571 (кВ). Подальший розрахунок відгалужень на решті ТП, є аналогічний, але для трансформаторів з ПБЗ вибирається одне положення, яке забезпечує мінімальні відхилення для всіх режимів. Після чого робиться висновок щодо забезпечення вимог відносно показника якості – відхилення напруги. Для кращого сприйняття результатів, всі розрахункові величини заносимо в таблиці. Навантаження на елементи схеми внутрішнього електропостачання є симетричне, кабельні лінії і трансформатори мають навантаження те на яке і були. Змн. Арк. № докум. Підпис Дата Арк. Як бачимо, з розрахунків – для всіх ТП-1,ТП-2 бажаний коефіцієнт трансформації найближчий для -2 положення ПБЗ, а для ТП-3 – для -1, тому далі для ТП приймаємо ці положення. Змн. Арк. № докум. Підпис Дата Арк. Змн. Арк. № докум. Підпис Дата Арк. Як бачимо з розрахунків РПН та ПБЗ задовольняють значення напруги на шинах низької сторони трансформаторі ТП, і ці значення не перевищують 2,5 %, а відхилення напруги в усіх режимах знаходяться в межах норми. 3. Розрахунок струмів короткого замикання Основною причиною порушення нормального режиму роботи системи електропостачання є виникнення короткого замикання (КЗ) в мережі чи в елементах електрообладнання внаслідок пошкодження ізоляції або неправильних дій обслуговуючого персоналу. Для зменшення збитків, обумовлених виходом із ладу електрообладнання при протіканні струмів КЗ, а також для швидкого відновлення нормального режиму роботи системи електропостачання необхідно правильно визначити струми КЗ і за ними вибирати електрообладнання, захисну апаратуру і засоби обмеження струмів КЗ. В трифазній мережі розрізняють наступні види КЗ: трифазні, двофазні, однофазні та подвійні замикання на землю. Трифазні КЗ є симетричними, а всі інші несиметричними. Розрахунковим видом КЗ для вибору чи перевірки параметрів електрообладнання, як правило, вважають трифазне КЗ. В залежності від визначення розрахунку струмів КЗ вибирають розрахункову схему мережі, визначають вид КЗ, місце розташування точок КЗ на схемі і опори елементів заступної схеми, яка наведені нижче. В залежності від потужності джерела живлення підприємства при розрахунках струмів КЗ виділяють два характерні випадки: - КЗ в колах, що живляться від системи безмежної потужності; - КЗ поблизу генератора обмеженої потужності; Системою безмежної потужності умовно вважають джерело, напруга на шинах якого залишається практично незмінною при будь-яких змінах струму в підключених до нього мережах. Для розрахунку струмів КЗ складається розрахункова схема системи електропостачання, а на її основі заступна схема. Розрахункова схема є спрощеною однолінійною схемою, на якій вказані всі елементи системи електропостачання і їх параметри (технічні дані для визначення розрахункових параметрів), що впливають на струм КЗ, та точки КЗ. Заступна схема – це електрична схема, яка відповідає розрахунковій і в ній всі магнітні зв’язки замінені електричними, а всі елементи системи електропостачання показані у вигляді опорів заступних схем елементів. Розрахунок струмів КЗ ведемо в іменованих одиницях з точним приведенням до ступеня напруги в якій є точка КЗ. Сам розрахунок здійснюємо по спрощеній методиці розрахунку струмів КЗ, (для напруги 0,4 кВ розрахунок буде дещо інакший, там треба враховувати перехідні опора з’єднань, опора вимикачів, шин, …, якими ми нехтуємо при розрахунку). Електроустановки до 1 кВ характеризуються великою електричною віддаленістю відносно джерел живлення, як правило, значної потужності. EMBED Visio.Drawing.6 Змн. Арк. № докум. Підпис Дата Арк. Потужність ПГВ, як правило, в 10-15 разів перевищує потужність трансформаторів 6,3/0,4 кВ. Тому амплітуду періодичної складової струму КЗ на обвитці НН трансформатора, через який від енергосистеми живляться електроустановки напругою до 1 кВ, можна вважати незмінною. Рис. 3.1. Розрахункова - а, та заступна - б, схеми для визначення струмів КЗ на обвитці НН трансформатора. За цією умовою, опір зв’язку трансформатора 6,3/0,4 кВ з системою можна визначити за формулою; EMBED Equation.3 , (Ом) (3.1) Струм короткого замикання; EMBED Equation.3 , (кА) (3.2) де EMBED Equation.3 - середньо експлуатаційна нижча напруга трансформатора; EMBED Equation.3 -середньо експлуатаційна вища напруга трансформатора; EMBED Equation.3 - струм трифазного КЗ на шинах вищої напруги; EMBED Equation.3 - еквівалентний опір схеми (Ом). Для визначення струму несиметричного КЗ (двофазного) використовують формулу EMBED Equation.3 , (кА) (3.3) Розрахунок здійснюють в такій послідовності; побудова заступної еквівалентної схеми електропостачання, і завданням припущень і додаткових величин; розрахунок параметрів елементів еквівалентної заступної схеми електропостачання; розрахунок еквівалентних опорів схеми, відносно розрахункової точки, методом згортання; розрахунок діючого значення періодичної складової надперехідного струму КЗ за формулою (струм трифазного КЗ); EMBED Equation.3 , (кА) (3.4) де EMBED Equation.3 - еквівалентна фазна е.р.с. (кВ); EMBED Equation.3 - еквівалентний опір схеми (Ом); 5. розрахунок ударного струму за формулою; EMBED Equation.3 , (кА) (3.5) де EMBED Equation.3 - ударний коефіцієнт який вираховується за формулою; EMBED Equation.3 , (3.6) де EMBED Equation.3 - постійна часу аперіодичної складової струму КЗ; Змн. Арк. № докум. Підпис Дата Арк. EMBED Equation.3 , (с) (3.7) де EMBED Equation.3 - еквівалентний реактанс схеми (Ом); EMBED Equation.3 - еквівалентний імпеданс схеми (Ом). Точка КЗ в системі електропостачання може живитись не тільки від системи, але й від електродвигунів, які при раптовому КЗ продовжують по інерції обертатись, переходять в генераторний режим. У випадку синхронного двигуна початкове діюче значення періодичної складової струму КЗ з врахуванням зовнішнього опру знаходять з виразу. І″д = 1,2І*п * Іном / (1 + zз / х″d), кА (3.8) де х″d ≈ (1 / І*п) * EMBED Equation.3 (1 – (М*п / І*п)2) * Uном2 / Sном – реактивний опір, Ом; Rз, хз – відповідно, активний та реактивний зовнішні опори, Ом; І*п – відносний пусковий струм; Іном = Sном / EMBED Equation.3 3 Uном – номінальний струм двигуна, кА. У випадку, якщо виконується умова zз ≤ (0,1 – 0,2)х″d Надперехідний струм для синхронного двигуна можна визначати з виразу (5.13) І″д = 1,2І*п * Іном, кА (3.9) Періодичну складову струму КЗ в довільний момент часу знаходять з виразу Ік д = І*д * І″д, кА (3.10) де І*д – відносне значення струму періодичної складової, знаходиться по розрахунковим кривим. Ударний струм, що створюється синхронним двигуном, визначають з виразу іу д = EMBED Equation.3 2 * ky д * І″д, кА (3.11) де ky д – визначається по кривим [10], (ky д ≈ 1,82). Повне значення струму в точці КЗ знаходиться, як сума складових струму від системи і струму двигунів 6 кВ. Оцінка мінімального струму КЗ (режим двофазного короткого замикання), за умови, що опори оберненої послідовності ліній електропередач, силових трансформаторів, високовольтних двигунів для практичних розрахунків можуть бути прийняті рівними опорам прямої послідовності [10], виконується по формулі Ік min = EMBED Equation.3 3 / 2 * Ік , кА (3.12) де Ік – струм трифазного КЗ, кА. Для наочності проведемо методику розрахунку струму КЗ в точці К1 ( на стороні вищої напруги трансформатора ПГВ, перед трансформатором, на ВРП ). Вхідні дані: Повітряна лінія: провід типу АС - 120/19. Довжина – L =16 км. Погонний активний опір (погонний реактанс) – R0 = 0,249 Ом/км. Погонний реактивний опір (погонний індуктанс) – Х0 = 0,427 Ом/км. Система: Індуктанс системи – ХС = 0,066 Ом. Середньо експлуатаційна напруга системи – 115 кВ. Розрахунок параметрів елементів еквівалентної заступної схеми заміщення за формулами: Повітряна лінія: R = L· R0 =16·0,249=3,984 (Ом). X = L· X0 =16·0,427=6,624 (Ом). Система – EС =UC/√3=115/√3=66,4 (кВ). Нехтуємо: впливом навантаження, АД і СД на струм КЗ (лише якщо КЗ є на шинах двигунів, тоді враховую е.р.с двигунів на струм КЗ), поперечними втратами в трансформаторі і лінії, і не враховую кут між напругою і струмом, а також кут зсуву напруги при трансформації... Точка – К1 на ВН ГПП: 1. Розрахунок еквівалентних опорів схеми, відносно розрахункової точки КЗ: RекК1 = R =3,984 (Ом). ХекК1 = Х + ХС = 6,624 + 0,066 = 6,69 (Ом). ZекК1 = EMBED Equation.3 =7,787 (Ом). 2. Розрахунок діючого значення періодичної складової надперехідного струму КЗ, і двофазного струму КЗ: IкzК1 = EMBED Equation.3 = 8,53 (кА). Iкz2К1 = IкzК1 EMBED Equation.3 = 7,38 (кА). 3. Розрахунок ударного струму КЗ: ТаК1 = EMBED Equation.3 =0,0053 (с). КуК1 = EMBED Equation.3 =1,15. іуК1=√2·КуК1 · IкzК1 =√2·1,15·8,53 = 13,92 (кА). Змн. Арк. № докум. Підпис Дата Арк. Так як внутрішня схема електропостачання побудована по секціонованому принципі, розподіл навантаження симетричний. То для кращого сприйняття решта даних розрахунків, заносимо в таблицю.

Курсова робота Інші

01.01.1970 03:01-

Коментарі

Ви не можете залишити коментар. Для цього, будь ласка, або зареєструйтесь.

Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!

Маєш корисні навчальні матеріали, які припадають пилом на твоєму комп'ютері? Розрахункові, лабораторні, практичні чи контрольні роботи — завантажуй їх прямо зараз і одразу отримуй бали на свій рахунок! Заархівуй всі файли в один .zip (до 100 МБ) або завантажуй кожен файл окремо. Внесок у спільноту – це легкий спосіб допомогти іншим та отримати додаткові можливості на сайті. Твої старі роботи можуть приносити тобі нові нагороди!

поділитись