Исследование работы простейшей системы передачи электрической энергии в режиме трехфазного короткого замыкания
Вычисление токов трехфазного короткого замыкания обмоток первого трансформатора, используя традиционные методы расчета электрических цепей. Методики определения токов короткого замыкания в электроэнергетических системах путем моделирования в среде MatLAB.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | лабораторная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 15.01.2016 |
| Размер файла | 1,7 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Пензенский государственный университет
Кафедра "Автоматизированные электроэнергетические системы".
Отчёт
о выполнении лабораторной работы
по дисциплине "Электромагнитные переходные процессы"
"Исследование работы простейшей системы передачи электрической энергии в режиме трехфазного короткого замыкания"
Выполнил: студент гр.12ЕЭ 1
Нестеров В.А.
Проверила: Гаврина О.В.
г. Пенза 2015 г.
Цель работы: освоение методики определения токов короткого замыкания в электроэнергетических системах путем моделирования в среде MatLAB.
Рабочее задание:
1) По заданным в таблице 1 номинальным значениям напряжений источника, линии, напряжения нагрузки и ее мощности выбрать типы трансформаторов и линии электропередач простейшей системы, схема которой представлена на рисунке 1.
2) Составить схему замещения простейшей цепи.
Рисунок 1
Рисунок 2
3) Используя традиционные методы расчета электрических цепей, вычислить токи короткого замыкания входной и выходной обмоток первого трансформатора при трехфазном коротком замыкании на шинах первичной и вторичной обмоток второго трансформатора.
4) На основании паспортных данных элементов системы и предыдущих вычислений рассчитать параметры элементов для использования при моделировании.
Рисунок 3
5) Последовательно открывая окна параметров элементов модели электрической системы, ввести цифровые данные, полученные в результате предварительного расчета.
6) Открыть файл модели простейшей системы передачи электрической энергии LR11.С помощью осциллографов проконтролировать законы изменения мгновенных значений токов и напряжений во времени.
7) Открыть файл модели простейшей системы передачи электрической энергии LR12. Осуществляя симуляцию модели на рисунке 3 снять зависимости тока вторичной обмотки трансформатора и тока нагрузки от длины линии и от сопротивления короткого замыкания трансформатора.
8) Построить и проанализировать графики данных зависимостей.
Ход работы:
|
Номер варианта |
Uг кВ |
Uл кВ |
Uн кВ |
Р МВт |
Cos ц |
L км |
|
|
12 |
15 |
330 |
6,6 |
200 |
0,77 |
100 |
Расчет параметров трансформатора:
Рисунки 4 и 5 - параметры повышающего и понижающего трансформатора
Время симуляции устанавливаем равным 5 с. Время замыкания ключа 0.5с.В результате симуляции схемы на рис.2 получили следующие результаты:
Рисунок 6 - Осциллограмма тока на обмотке низкого напряжения 1-ого трансформатора
Амплитудное значение установившегося тока Ia=200 кА
Рисунок 7 - Осциллограмма тока на обмотке высокого напряжения 1-ого трансформатора
Амплитудное значение установившегося тока Ia=9 кА
Рисунок 8 - Осциллограмма тока на обмотке низкого напряжения 2-ого трансформатора
Амплитудное значение установившегося тока Ia=13 А
Рисунок 9 - Осциллограмма напряжения генератора
Амплитудное значение установившегося напряжения Ua=21 кВ
Рисунок 10 - Осциллограмма напряжения на обмотке высокого напряжения 2-ого трансформатора
Амплитудное значение установившегося напряжения Ua=47 кВ
Рисунок 11 - Осциллограмма напряжения на обмотке низкого напряжения 2-ого трансформатора
Амплитудное значение установившегося напряжения Ua=21 кВ
В результате симуляции схемы на рис.3 получили следующие результаты:
1) Зависимость действующих значений токов на вторичной обмотке 1-ого трансформатора и токов на вторичной обмотке 2-ого трансформатора от длины линии.
а) Длина линии L=100 км, ток на вторичной обмотке низкого напряжения 1-ого трансформатора I1a=3700 A. Ток на вторичной обмотке 2-ого I2a=12A.
Рисунок 12 - Осциллограмма тока на обмотке низкого напряжения 1-ого трансформатора
Рисунок 13 - Осциллограмма тока на вторичной обмотке 2-ого трансформатора
Рисунок 14 - Осциллограмма напряжения генератора
Напряжение генератора остается постоянным(21000В) т.к. мы считаем наш источник идеальным, т.е. его сопротивление мало.
Рисунок 15 - Осциллограмма напряжения на обмотке высокого напряжения 2-ого трансформатора
Амплитудное значение установившегося напряжения U=180000 В
Рисунок 16 - Осциллограмма напряжения на обмотке низкого напряжения 2-ого трансформатора
Амплитудное значение установившегося напряжения U=20000 В
б) Длина линии L=50 км, ток на вторичной обмотке низкого напряжения 1-ого трансформатора I1a=4000 A. Ток на вторичной обмотке 2-ого трансформатора I2a=10A.
Рисунок 17 - Осциллограмма тока на обмотке низкого напряжения 1-ого трансформатора
Рисунок 18 - Осциллограмма тока на вторичной обмотке 2-ого трансформатора
в) Длина линии L=200 км, ток на вторичной обмотке низкого напряжения 1-ого трансформатора I1a=2400 A. Ток на вторичной обмотке 2-ого трансформатора I2a=12,5A.
Рисунок 19 - Осциллограмма тока на обмотке низкого напряжения 1-ого трансформатора
Рисунок 20 - Осциллограмма тока на вторичной обмотке 2-ого трансформатора
г) Длина линии L=300 км, ток на вторичной обмотке низкого напряжения 1-ого трансформатора I1a=1900 A. Ток на вторичной обмотке 2-ого I2a=13A.
Рисунок 21 - Осциллограмма тока на обмотке низкого напряжения 1-ого трансформатора
Рисунок 22 - Осциллограмма тока на вторичной обмотке 2-ого трансформатора
д) Длина линии L=400 км, ток на вторичной обмотке низкого напряжения 1-ого трансформатора I1a=1400 A. Ток на вторичной обмотке 2-ого I2a=14A. трансформатор трехфазный замыкание обмотка
Рисунок 23 - Осциллограмма тока на обмотке низкого напряжения 1-ого трансформатора
Рисунок 24 - Осциллограмма тока на вторичной обмотке 2-ого трансформатора
е) Длина линии L=500 км, ток на вторичной обмотке низкого напряжения 1-ого трансформатора I1a=1200 A. Ток на вторичной обмотке 2-ого трансформатора I2a=15A.
Рисунок 25 - Осциллограмма тока на обмотке низкого напряжения 1-ого трансформатора
Рисунок 26 - Осциллограмма тока на вторичной обмотке 2-ого трансформатора
Результаты занесем в таблицу:
|
Длина линии, км |
100 |
50 |
200 |
300 |
400 |
500 |
|
|
I1a, А |
3700 |
4000 |
2400 |
1900 |
1400 |
1200 |
|
|
I2a, А |
12 |
10 |
12,5 |
13 |
14 |
15 |
2) Зависимость токов к.з. от активного сопротивления и индуктивности обмоток трансформатора.
а) Исходные данные 2-ого трансформатора:
Ток на вторичной обмотке низкого напряжения 1-ого трансформатора I1a=3700 A. Ток на вторичной обмотке 2-ого трансформатора I2a=12A.
Рисунок 27 - Осциллограмма тока на обмотке низкого напряжения 1-ого трансформатора
Рисунок 28 - Осциллограмма тока на вторичной обмотке 2-ого трансформатора
б) При увеличении активного сопротивления и индуктивности первичной и вторичной обмоток трансформатора в 20 раз:
Ток на вторичной обмотке низкого напряжения 1-ого трансформатора I1a=2350 A. Ток на вторичной обмотке 2-ого трансформатора I2a=12,5A.
Рисунок 29 - Осциллограмма тока на обмотке низкого напряжения 1-ого трансформатора
Рисунок 30 - Осциллограмма тока на вторичной обмотке 2-ого трансформатора
в) При увеличении активного сопротивления и индуктивности первичной и вторичной обмоток трансформатора в 30 раз:
Ток на вторичной обмотке низкого напряжения 1-ого трансформатора I1a=1900 A. Ток на вторичной обмотке 2-ого трансформатора I2a=12,5A.
Рисунок 31 - Осциллограмма тока на обмотке низкого напряжения 1-ого трансформатора
Рисунок 32 - Осциллограмма тока на вторичной обмотке 2-ого трансформатора
г) При увеличении активного сопротивления и индуктивности первичной и вторичной обмоток трансформатора в 40 раз:
Ток на вторичной обмотке низкого напряжения 1-ого трансформатора I1a=1550 A. Ток на вторичной обмотке 2-ого трансформатора I2a=12,5A.
Рисунок 33 - Осциллограмма тока на обмотке низкого напряжения 1-ого трансформатора
Рисунок 34 - Осциллограмма тока на вторичной обмотке 2-ого трансформатора
д) При увеличении активного сопротивления и индуктивности первичной и вторичной обмоток трансформатора в 50 раз:
Ток на вторичной обмотке низкого напряжения 1-ого трансформатора I1a=1300 A. Ток на вторичной обмотке 2-ого трансформатора I2a=12,5A.
Рисунок 35 - Осциллограмма тока на обмотке низкого напряжения 1-ого трансформатора
Рисунок 36 - Осциллограмма тока на вторичной обмотке 2-ого трансформатора
е) При увеличении активного сопротивления и индуктивности первичной и вторичной обмоток трансформатора в 60 раз:
Ток на вторичной обмотке низкого напряжения 1-ого трансформатора I1a=1100 A. Ток на вторичной обмотке 2-ого трансформатора I2a=12,5A.
Рисунок 37 - Осциллограмма тока на обмотке низкого напряжения 1-ого трансформатора
Рисунок 38 - Осциллограмма тока на вторичной обмотке 2-ого трансформатора
Полученные данные занесем в таблицу:
|
Параметры трансформатора, о.е. |
R(pu)=0.001 L(pu)=0.05 |
R(pu)=0.02 L(pu)=0.1 |
R(pu)=0.03 L(pu)=0.15 |
R(pu)=0.04 L(pu)=0.2 |
R(pu)=0.05 L(pu)=0.25 |
R(pu)=0.06 L(pu)=0.3 |
|
|
I1a, А |
3700 |
2350 |
1900 |
1550 |
1300 |
1100 |
|
|
I2a, А |
12 |
12.5 |
12.5 |
12.5 |
12.5 |
12.5 |
Вывод
Выполнив лабораторную работу, освоили методику определения токов короткого замыкания в электроэнергетических системах путем моделирования в среде Mathlab и путем использования традиционных методов расчета электрических цепей. Построили графики зависимости токов в линии и нагрузке от длины линии и параметров трансформаторов.
При коротком замыкании на шинах нагрузки токи короткого замыкания получаются больше, чем при к.з. на первичной обмотке второго трансформатора.
Токи короткого замыкания уменьшаются с увеличением длины линии и с увеличением активного сопротивления и индуктивности трансформаторов.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Расчет токов трехфазного короткого замыкания. Составление схем прямой, обратной и нулевой последовательностей. Определение замыкания в установках напряжением до 1000 В. Построение векторных диаграмм токов и напряжений для точки короткого замыкания.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 08.01.2014Расчет аналитическим способом сверхпереходного и ударного токов трехфазного короткого замыкания, используя точное и приближенное приведение элементов схемы замещения в именованных единицах. Определение периодической составляющей короткого замыкания.
курсовая работа [2,8 M], добавлен 21.08.2012Токи симметричного трехфазного короткого замыкания в простейшей электрической цепи. Взаимная индуктивность фаз. Вынужденный периодический ток с амплитудой. Закон Кирхгофа. Полное сопротивление короткого замыкания участка цепи. Осциллограммы токов.
презентация [154,7 K], добавлен 11.12.2013Приведение параметров сети к базисным условиям. Расчет тока трехфазного короткого замыкания методом аналитическим и расчетных кривых. Определение несимметричных и симметричных составляющих токов и напряжений в месте двухфазного короткого замыкания.
курсовая работа [933,8 K], добавлен 21.10.2011Нахождение главных и конструктивных размеров магнитопровода и обмоток. Проведение электромагнитного и теплового расчета трансформатора. Вычисление параметров трансформатора для определения токов однофазного, двухфазного и трехфазного короткого замыкания.
курсовая работа [566,5 K], добавлен 22.09.2021Расчет основных параметров трехфазного короткого замыкания, составление схемы замещения. Расчет несимметричного короткого замыкания на стороне 110 кВ, а также простого короткого замыкания на стороне 35 кВ и 10кВ. Определение главных критериев обрыва.
курсовая работа [954,6 K], добавлен 26.01.2014Определение сверхпереходного и ударного токов трехфазного короткого замыкания. Расчет значения периодической составляющей тока двухфазного короткого замыкания на землю для данного момента времени. Построение диаграмм напряжений на зажимах генератора.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 28.05.2010Расчет токов трехфазного и двухфазного короткого замыкания. Выбор схемы включения трансформаторов, проверка на погрешность. Надёжность работы контактов реле; амплитудное значение напряжения на выводах вторичных обмоток; электродинамическая устойчивость.
реферат [285,1 K], добавлен 22.03.2014Расчет режимов трехфазного, двухфазного, однофазного и несимметричного короткого замыкания. Составление схем замещения нулевой последовательности и определение параметров, преобразование: проверка правильности расчета при помощи программы "energo".
курсовая работа [3,0 M], добавлен 16.10.2011Электромагнитные переходные процессы в распределительных сетях. Порядок расчета токов трехфазного и двухфазного короткого замыкания в электроустановках напряжением до 1кВ. Определение апериодической составляющей и ударного тока короткого замыкания.
презентация [41,2 K], добавлен 30.10.2013
