Методические рекомендации по выполнению курсовой работы для студентов 3 курса специальности 311400 «Электрификация и автоматизация сельского хозяйства» (стр. 3 из 4)
Первый член этого уравнения представляет собой установившийся режим — синусоидальную кривую, а второй член уравнения — свободную составляющую, которую называют апериодической составляющей.
Наихудшие условия протекания тока к.з. при начальной фазе к.з.:
.При таких начальных условиях получаем график изменения тока к.з., представленный на рисунке 1.
Рис. 1. Изменение тока при к.з. без учета нагрузки
Как видно, через полпериода после начала к.з. наблюдается наибольшая амплитуда тока к.з., которая называется ударным током. Полпериода составляет t = 0,01 с, тогда wt = p, w = 2pf = 314. Ударный ток равен:
.
Обозначим
— ударный коэффициент. Величина ударного коэффициента зависит от соотношения активного и индуктивного сопротивления от точки к.з. до источника.2.6. Определение значения тока к.з. на линии 10 кВ
Приводятся синусоиды тока нагрузки и напряжения нагрузки и определение мгновенного значения тока в каждой фазе для определенного значения времени, при котором происходит к.з.
С учетом тока нагрузки, существующего до момента к.з., графики токов переходного процесса изменятся по сравнению с начальным режимом холостого хода сети. В этом случае следует рассматривать два участка сети: участок от точки к.з. до источника и участок закороченной нагрузки. В момент возникновения к.з. в каждой фазе ток имел определенные мгновенные значения, соответственно которым на каждом из 2-х участков были определенные величины магнитных потоков. Эти значения потоков сохраняются в момент нарушения режима, так как в цепях с индуктивностью мгновенно измениться не могут.
Общее решение дифференциального уравнения переходного процесса с учетом предварительного тока нагрузки выразится
Периодическая составляющая тока при переходе от режима нагрузки к режиму к.з. изменяется скачком, но это изменение компенсируется апериодической составляющей. Таким образом, ток переходного процесса при к.з. без скачков продолжает ток нагрузки, как это показано на рисунке 2.
Рис. 2. Переходный процесс при к.з. с учетом тока нагрузки
Следует иметь в виду, что в двух других фазах графики изменения токов будут иметь другой вид в связи со сдвигом токов на 120º и 240º во времени.
2.7. Оценка возможности схлестывания проводов
Сила, действующая на отталкивание проводников при двухфазном к.з., будет определяться по формуле:
,где
— ударный ток двухфазного короткого замыкания, А; Lпр — длина провода в пролете, м; а — расстояние между проводниками, м.Чтобы оценить возможность схлестывания проводов в пролете воздушной линии электропередачи при двухфазном к.з., необходимо сравнить силу взаимодействия проводов с силой притяжения провода к земле Fпр:
,где g — ускорение свободного падения, м/с2;
m1 — масса одного км провода (принимается из справочников), кг;
Возможно схлестывание проводом в пролете при условии FBмакс > Fпр.
2.8. Построение графиков изменения токов к.з.
при перемещении точки к.з. вдоль линии
Однофазное к.з. Определим ток однофазного к.з. [4] с учетом сопротивлений трансформатора и линии:
,где Uф — фазное напряжение, В;
— сопротивление трансформатора току однофазного к.з. (берется из справочников), Ом; Zп — сопротивление петли фаза-нуль, Ом.Для определения сопротивления петли фазный-нулевой провод необходимо знать их удельное активное сопротивление:
где R0ф, R0н.п — удельные активные сопротивления фазного и нулевого проводов, зависят от материала и от сечения проводов, Ом/км; Х0п — удельное индуктивное сопротивление петли фазный-нулевой провод, для воздушных линий 380 В Х0п = 0,6 Ом/км ; L — длина петли фазный-нулевой провод, км.
Трехфазное к.з. Установившийся ток к.з. в простейшей цепи, питающейся от источника неограниченной мощности, находится по закону Ома:
,где Rсум — суммарное активное сопротивление цепи, Ом;
Хсум — суммарное реактивное сопротивление цепи, Ом;
Двухфазное к.з. При питании от системы неограниченной мощности ток двухфазного к.з. протекает под действием линейного напряжения по двум последовательно включенным фазам:
,где Uл— линейное напряжение, В;
Поделив левые и правые части уравнений друг на друга, получим соотношение токов двухфазного и трехфазного к.з.:
.Для того чтобы получить график изменения тока к.з. вдоль линии, необходимо задавать сопротивление линии как изменяющуюся функцию, зависимую от длины линии.
В заключении приводятся основные выводы, полученные в результате расчетов. Результаты расчетов представлять в виде таблицы 1.
Таблица 1. Результаты расчетов токов к.з.
| Точка к.з. фаза | Поток | Iнагр , | Нач. фаза, | iнагр|t=0 | iк.пер|t=0 | iк.апер|t=0 | Iк(3), iуд |
1. Представить расчетную схему и схему замещения сетей 110/35/10/0,38 кВ с нанесением точек короткого замыкания (далее к.з.).
2. Найти относительные расчетные сопротивления от генератора до точек к.з.
3. Вычислить установившееся значение тока трехфазного к.з. в выбранных точках.
4. Построить графики переходного процесса в течение 3...4 периодов в каждой фазе при трехфазном к.з. на 110 кВ при самой неблагоприятной начальной фазе в одной из фаз без учета предварительного тока нагрузки. Вычислить ударный ток.
5. В точке к.з. на линии 10 кВ определить ток трехфазного к.з. и значение ударного тока с учетом предварительного тока нагрузки.
6. При двухфазном к.з. в ближайшей к трансформатору точке на линии 0,38 кВ оценить возможность схлестывания проводов при расстоянии между проводами 400 мм.
7. Представить графики изменения токов трехфазного, двухфазного и однофазного к.з. в линии 380 В при перемещении точки к.з. вдоль линии.
До начала к.з. отходящая линия загружена:
– для вариантов с 1-го по 11 на 25% от номинальной мощности питающего трансформатора с коэффициентами мощности ВЛ-35, cosj = 0,83;
ВЛ-10, cosj = 0,81; ВЛ-0,38, cosj = 0,8;
– для вариантов с 12-го по 22-й на 35% от номинальной мощности питающего трансформатора с коэффициентами мощности ВЛ-35 cosj = 0,86; ВЛ-10, cosj = 0,87; ВЛ-0,38, cosj = 0,75.
Таблица вариантов и общая схема сети 110/35/10/0,38 кВ представлены в приложении 2 и 3.
Справочные данные для выбора генераторов, трансформаторов и линий можно взять из [5].
Пояснительная записка оформляется в соответствии с ГОСТ 7-32-2001 на оформление отчетов научно-исследовательских работ.
4. Список рекомендуемых источников
1. Фалилеев Н.А. Применение условных графических обозначений в электрических схемах и на планах проектной документации. — Кострома: изд. КГСХА, 2003. — 16 с.
2. Ульянов С.А. Электромагнитные переходные процессы. — М.; Энергия, 1970. — 520 с.
3. Баптиданов Л.Н., Тарасов В.И. Электрооборудование электрических станций и подстанций: в 2 т. — М.: Госэнергоиздат, 1960. — Т. 1. — 408 с.
4. Электроснабжение сельского хозяйства: учебник для вузов / И.А. Будзко, Т.Б. Лещинская, В.И. Сукманов. — М.: Колос, 2000. — 536 с.
5. Электрооборудование: справочник по электроснабжению и электрооборудованию: в 2 т / под ред. А.А. Федорова. — М.: Энергоатомиздат, 1987. — Т. 2. — 592 с.
Образец оформления титульного листа курсовой работы
федеральное агентство по сельскому хозяйству