prprocese tranzitorii proiect de an

8/13/2019 prprocese tranzitorii proiect de an

1/32

1

CUPRINS

PAG.

INTRODUCERE ............................................................................................. 2

SARCINA TEZEI DE AN ................................................................................ 4

1 CALCULUL SCURTCIRCUITULUI TRIFAZAT ................................................ 61.1 ntocmirea schemei de calcul ............................................................................. 6

1.2 ntocmirea schemei echivalente .......................................................................... 6

1.3 Calculul reactanelor n uniti relative ................................................................ 7

1.4 Transfigurarea schemei echivalente ..................................................................... 8

1.5 Determinarea curentului supratranzitoriu i a curentului de oc ................................ 13

2CALCULUL SCURTCIRCUITULUI BIFAZAT CU PUNERE LA PMNT......... 16

2.1 ntocmirea i transfigurarea schemelor echivalente pentru diferite succesiuni ............. 16

2.1.1 ntocmirea i transfigurarea schemei echivalente de succesiune direct..................... 17

2.1.2 ntocmirea i transfigurarea schemei echivalente de succesiune invers ................... 19

2.1.3 ntocmirea i transfigurarea schemei echivalente de succesiune homopolar ............ 22

2.2 Determinarea reactanelor de calcul .................................................................... 25

2.3 Determinarea componentei periodice a curentului n locul de scurtcircuit ................. 25

2.4 Construirea diagramelor fazoriale ale curenilor i tensiunilor n locul de

scurtcircuit ...................................................................................................... 26

2.5 Construirea diagramelor fazoriale ale curenilor i tensiunilor la bornele

generatorului G1 .............................................................................................. 31

CONCLUZIE ................................................................................................. 36

BIBLIOGRAFIE ............................................................................................. 37


2/32

2

INTRODUCERE

La funcionarea sistemelor electroenergetice i a sistemelor de alimentare cu energie electric a

ntreprinderilor au loc diferite perturbaii ale regimului(varierea sarcinii,conectarea i deconectarea

surselor i a sarcinilor,scurtcircuite, ruperea conductoarelor liniilor electrice, efectuarea testrilor .a),

care aduc la apariiaunor procese tranzitorii.

Acestea din urm snt condiionate de modificarea strii electromagnetice a elementelor

sistemului i de modificarea vitezelor de rotaie a generatoarelor ca rezultat al apariiei unui

dezichilibru ntre cuplurile mecanice i electromagnetice ale acestora.

Sub calculul proceselor tranzitorii electromagnetice(n particular la un s.c.), de regul, se

subnelege calculul curenilor i a tensiunilor n schema examinat pentru condiiile date.

Scurtcircuitul (s.c.) prezint un contact accidental sau intenionat al conductoarelor diferitelor

faze ntre ele sau la pmnt,care provoac o micorare brusc a impedanei circuitului electric i o

sporire a intensitii curentului n el.

Calculul curenilor de s.c. se efectueazpentru rezolvare practic aurmtoatoarelor probleme:

proiectarea i ajustarea sistemelor de protecie prin relee i automat; dimensionarea, verificarea

aparatelor de comutaie i conductoarelor la solicitrile termice i electrodinamice a curenilor de s.c.;

alegere metodelor i mijloacelor de reducere a curenilor de s.c.; analiza stabilitii sistemelor

electroenergetice; dimensionarea i verificarea instalaiilor de protecie prin legare la pmnt. a..

Calculele se efectueaz:la proiectarea S.E.E. i S.A.E.E.;la schimbri n schema de alimentare;la nlocuirea aparatajului electri la centrale i staii de transformare.

Pentru dimensionarea i verificarea echipamentelor electrice este necesar calculul curenilor de

scurtcircuit n regim de funcionare care duce la solicitri maxime-scurtcircuit trifazat metalic(prin

impedan nul).Acest se efectueaz ntodeauna n proiectare i exploatare.

La calculul curenilor de scurtcircuitpoate fi aplicat una din cele dou metode :metoda unitilor

relati-ve sau metoda unitilor absolute.Deoarece schema iniial cuprinde mai multe niveluri de

tensiune, ceea ce implicdificulti pentru determinarea curenilor de scurtcircuit,metoda unitilorrelative nltur problema diverselor trepte de tensiune ale unei scheme,prin ntroducerea schemei

echivalente de calcul.

Odat cu dezvoltarea sistemului electroenergetic crete i nivelul curenilor des.c.,de aceea snt

necesare luare unor msuri care s duc la limitarea puterilor de s.c. pn la valorile,care s permit

realizarea de scheme electrice ct mai economice.

Problema n cauz are o importan deosebit n cazul reelelor de distribuie de medie tensiune

att ale sistemului electroenergetic,ct i a celor din incinta ntreprinderilor industriale.

n scopul de a reduce curenii de s.c. se prevd scheme raionale de conexiune a elementelor


3/32

3

acestor reele,se aleg regimuri raionale de funcionare a lor i se utilizeaz o serie de mijloace tehnice

de reducere a curenilor de scurtcicuit.

Unele din cele mai rspndite metode de limitare a curenilor de s.c.snt urmtoarele:

secionarea barelor staiilor de transformarei a posturilor de distribuie,astfel nct fiecare din

seciile barelor s funcioneze n mod separat.n acast caz ntreruptorul de cupl n regim normal de

funcionare este deconectat.

Dac se produce un scurtcircuit la una din seciile de bare,aceasta din urm va fi alimentat numai

de la un transformator.

Pentru a asigura nivelul cerut de siguran n alimentarea consumatorilor,ntreruptorul de cupl,de

regul,este echipat cu un dispozitivde anclaare automat a rezervei(A.A.R.).

Secionarea schemelor electrice se utilizeaz la staiile electrice de medie tensiune 6-10kV.

alegerea transformatoarelor de putere cu reactane mrite,cum arfi transformatoare cu

nfurarea de joas tensiune divizat(TID),TID-ul se amplaseaz la staiile electrice sau nsistemele

serviciilor proprii ale centralelor electrice,este un transformator cu trei nfurri pe faz,are nfurare

secundar,divizat n dou nfurri identice ca putere.Dac se funcioneaz cu cele dou nfurri

divizate n paralel atunci transformatorul are caracteristici identice cu un transformator cu dou

nfurri.

Principala utilizare a transformatoarelor cu nfurare divizateste legat de limitarea curenilor

de scurtcircuit.Cele dou nfurri identice vor avea o reactan mai mare,practic dubl fa de

transformatorul cu dou nfurri.Ca urmare,dac cele dou nfurri nu funcioneaz nparalel,curenii de scurtcircuit prin transformator vor fi redui practic n jumtate,comparativ cu un

transformator cu dou nfurri.

montarea bobinelor de reactan n diferite puncte ale schemelor electrice.

Bobinele de reactan snt elemente serie de circuit conectate permanent,de aceea ele trebuie s aib

pierderi reduse de putere,iar pe ele s apar cderi minime de tensiune n regim normal de funcionare.

Se monteaz n instalaii de distribuie de medie tensiune,n special de 6-10kV cu plecri n cablu i

au rolul de a limita curenii de s.c. la valori mai mici dect capacitatea de rupere a ntreruptoarelor.Elepermit meninerea unui anumit nivel de tensiune n amote,n regim de scurtcircuit,care asigur

meninerea n funciune a motoarelor conectate la bara de medie tensiune.

Din punct de vedere a amplasamentului n schem,bobinele de reactan snt:pe bare i de linie.

Bobinele de reactan pentru bare se conecteaz ntre sau la seciile de bare i limiteaz curentul de

scurtcircuit al ntregii instalaii,bobinelede reactan de linie limiteaz curentul de scurtcircuit din aval

deci n linia protejat i menin la un anumit nivel tensiunea n instalaiile situate n amote.

Utilizarea aparatelor de limitare a curenilor de scurtcircuit(sigurane limitatoare de

curent,aparate de limitare a curentului de oc i ntreruptoare speciale la tensiunea 0,4kV).


4/32

4

SARCINA TEZEI DE AN

n cadrul tezei de an este necesar:

S se determine curentul supratrazitoriu i curentul de oc la un s.c. trifazat;

S se determine valoarea componentei periodice a curentului la un s.c. bifazat cu punere la

pmnt pentru momentul de timp dat;S se construiasc diagramele fazoriale ale curenilor i tensiunilor n locul de s.c. i la bornele

celui mai apropiat generator.

Datele iniiale:

Tabelul 1

Schema Punctele de scurtcircuit ntreruptoare deconectate Momentul de timp t, s

7 K7 i K1 , Q11,Q21,Q16 0,45

Tabelul 2Parametrii turbogeneratoarelor

Tabelul 3Parametrii transformatoarelor

Notarea pe schema ,nomS MVA ,ITU kV ,JTU kV . .,%s cU r

x

T1, T2 80 115 6,3 10,5 20

T5,T6 25 115 6,3 10,5 15

Tabelul 4Parametrii autotransformatoarelor

Notarea pe

schem,nomS MVA

,ITU kV ,MTU kV ,JTU kV

r

x

. . ,%s c I MU . . ,%s c M JU . . ,%s c I JU

T3,T4 125230 115 6,3

2543 27 13

Notarea pe

schemMVASnom , ,nomU kV cos dx 2x E

r

x

G1, G2 63 6,3 0,8 0,2 0,25 1,08 65


5/32

5

Tabelul 5Parametrii liniilor electrice aeriene

Notarea pe schem kVUnom , Lungimea liniei, l, km kmx /,1 kmx /,0 r

x

W1,W2,W3 115 35 0,4 1,0 5

Tabelul 6Parametrii sarcinii generalizate

Notareape schem ,nomS MVA kVUnom , E r

x

S1 30 6,30,85 2,5

S2 30 6,3

Tabelul 7Parametrii sistemului electroenergetic

Notarea pe schem ,nomS MVA 1x 0x E r

x

SEE 3000 0,75 0,7 1 50


6/32

6

1 CALCULUL SCURTCIRCUITULUI TRIFAZAT1.1 ntocmirea schemei de calcul

Valorile reactanelor i T.E.M. supratranzitorii ( ''x i ''E )precum i parametrii nominali ai

fiecrui element sunt indicate n cadrul sarcinii, fiind extrase din [1].

G1 G2

SEE

S1 S2

W3

W1 W2

37K

T2

T3T4

T5T6

Figura 1Schema de calcul a sistemului electroenergetic

1.2 ntocmirea schemei echivalente

Deoarece schema de calcul conine transformatoare, n aceast schem exist circuite cuplate

magnetic. Pentru simplificarea calculelor este raional de a nlocui aceste circuite printr-o schem

echivalent cu legturi galvanice ntre elemente(fig. 1.2). n schema echivalent toate elementele

schemei de calcul se introduc cu reactanele respective, iar generatoarele, motoarele i sarcina

generalizat i cu T.E.M. ntocmirea schemei echivalente const n raportarea reactanelor i T.E.M.

ale elementelor situate la diferite trepte de transformare la una i aceeai treapt considerat de baz.


7/32

7

x7

x9

x1

x14x2

x3

x4

x6 x10

x11

x13

x12x5

x8

x15

x16

E1 E2

E3

E4 E5

37

K

Figura 2Schema echivalent

1.3 Calculul reactanelor n uniti relative

Calculul reactanelor elementelor sistemului se efectueaz n uniti relative, raportate la condiii

de baz. Vom determina condiiile de baz.

Puterea de baz se alege arbitrar, ns se recomand sa fie un numr ntreg de ordinul puterilor

centralelor electric. Considernd aceste recomandri se alege:

100 .b

S MVA

Ca tensiune de baz se recomand sa fie aleas tensiunea treptei de s.c. Astfel alegem:

6,3b

U kV .

Curentul de baz:

1009,175 ;

3 3 6,3

bb

b

SI kA

U


8/32

8

Determinarea reactanelor elementelor n uniti relative, raportate la condiii de baz:

00

00

1 3 * , 1,2

, 23

2 4 * , 1,2

, 1,2

8 5 12 * , 1,2,3 0 1,2,3 2 2

7 11 7,11 ,

10,5 1000,131;

100 100 80

1000.2 0,25;

78,75

1000, 4 35 0,105;115

1

200

sc bb T

nom T

bb G d

nom G

bb W W

med nom

i sc m s

U Sx x x

S

Sx x x x

S

Sx x x x x lU

x x x U U

0 00 0

0 0 00 0 0

0 0 00 0 0

, ,

6 10 6,10 , , ,

, , ,

1 100 43 13 27 0,116;

200 125

1 1 100 43 27 13 0,228;

200 200 125

1 1 100 27 13 43

200 200 125

bc j sc m j

nom

bm sc m sc m j sc j

nom

bj sc j sc m j sc m

nom

SU

S

Sx x x U U U

S

Sx U U U

S

00

''9 * , 1

,

13 15 * , 5,6

, 5,6

14 16 * , 1,2

, 1,2.

0,012;

100 0,9 0,03;3000

10,5 1000,42;

100 100 25

1000,35 1,16.

30

bb SEE

nom SEE

sc bb T

nom T

bb S

nom S

Sx x xS

U Sx x x

S

Sx x x x

S

Dup ce s-au determinat valorile reactanelor elementelor schemei n uniti relative, n figura 3

se prezint schema echivalent iniial, care ulterior se va transfigura pn la o schem rezultant.


9/32

9

x7

x9

x1

x14x2

x3

x4

x6 x10

x11

x13

x12x5

x8

x15

x16

E1 E2

E3

E4 E5

0,25

0,131 0,131

0,25

0,105

0,105 0,105

0,288 0,228

0,116 0,116

0,42 0,42

1,16 1,16

0,03

1,08 1,08

1

0,85 0,85

37

K

Figura 3Schema echivalent iniial

1.4 Transfigurarea schemei echivalente

Transfigurarea schemei echivalente se efectueazn direcia de la sursele de alimentare spre

punctul de scurtcircuit. Se utilizeaz modalitile de compunere n serie i n paralel a impedanelor, de

transformare a impedanelor din triunghi n stea echivalent i invers, de nlocuire a ramurilor

generatoare cu diferite valori ale T.E.M. conectate ntr-un nod comun prin o singur ramur cu T.E.M.

echivalent.

17 18 15 16

18 13 12 10 11

19 5 6 7

20 1 2

21 3 4

0,105 0,42 1,16 1,685;

0,42 0,105 0,228 0,116 0,869;

0,105 0,228 0,116 0,499;

0,131 0,25 0,381;

0,131 0,25 0,381;

x x x x

x x x x x

x x x x

x x x

x x x

n figura 4 este prezentat schema echivalent a sistemului obinut cu ajutorul relaiilor decalcul.


10/32

10

x9

x20x14x21

x19

x18

E1 E2

E3

E4

E5

37

K

x17

Figura 4Schema echivalent dup prima transfigurare

5 20 1 176

20 17

17 2022

17 20

6 21 2 227

21 22

22 2123

22 21

0,85 0,381 1,08 1,685 1,03;0,381 1,685

1,685 0,3810,31;

1,685 0,381

1,03 0,381 1,08 0,311,05;

0,381 0,31

0,31 0,381

0,

E x E xEx x

x xx

x x

E x E xE

x x

x xx

x x

24 23 18

0,17;31 0,381

0,17 0,869 1,093.x x x

n figura 5 este prezentat schema echivalent a sistemului obinut cu ajutorul relaiilor de

calcul.


11/32

11

x9

x14

x24

x19

E7

E3

E4

37

K

Figura 5Schema echivalent dup a doua transfigurare

7 9 3 248

9 24

9 24

259 24

1,05 0,031 1 1,0391;

0,031 1,039

0,031 1,039

0,029.0,031 1,039

E x E xE

x x

x x

x x x

n figura 7 este prezentat schema echivalent a sistemului obinut cu ajutorul relaiilor de

calcul.

37

K

x190.499

x250.029

x141,16

E40,85

E81

Figura 7Schema echivalent dup a cincea transfigurare

26 25 19

4 26 8 14

26 14

14 26

14 2

0,029 0,499 0,528;

0,85 0,528 1 1,160,95;

0,528 1,161,16 0,528

0,362.1,16 0,528

rez

rez

x x x

E x E xE

x xx x

xx x


12/32

12

unde echE este T.E.M. echivalent a schemei n raport cu punctul de scurtcircuit;

rezx reactana rezultant a schemei n raport cu punctul de scurtcircuit.

n figura 9 este prezentat schema echivalent rezultant a sistemului.

37K

xrez0,362

Eech0,95

Figura 9Schema echivalent rezultant

1.5 Determinarea curentului supratranzitoriu i a curentului de oc

Curentul supratranzitoriu n locul s.c. trifazat (punctul K1(3)) poate fi calculat cu relaia:

0

0,959,175 24,078

0,362

echp b

rez

EI I I kA

x .

Pentru determinarea constantei echivalente de timp Ta este necesar s fie ntocmit schema

echivalent a sistemului ce ar include numai rezistenele elementelor. Din aceast schem trebuie

calculat rezistena echivalent n raport cu punctul de scurtcircuit.

Valorile rezistenelor se calculeaz cu relaia:

.( / )

xr

x r

n continuare se determinrezistenele pentru fiecare element al sistemului avnd reactanelex

(calculate) i raportulx/r(din [1]).


13/32

13

1,2

1 3 * , 1,2

2

2,4

2 4 * ,

8,5,12

8 5 12 * , 1,2,3

1,2,3

99 * ,

6,10

6 10 * ,

0,1310,0065;

( / ) 20

0,250,0038;

( / ) 65

0,1050,021;

( / ) 50,09

0,0006;( / ) 50

0,2

( / )

b T

T

b G

G

b W

W

b SEE

SEE

i b AT

ATi

xr r r

x r

xr r r

x r

xr r r r

x rx

r rx r

xr r r

x r

* ,

7,11

7 11 * ,

13,15

13 15 * , 5,6

14,16

14 16 * , 1,2

880,0091;

25

00;

( / ) 25

0,1660,0046;

( / ) 250,42

0,028;( / ) 15

1,160,464;

( / ) 2,5

j

j b AT

ATj

m b AT

ATm

b T

T

b S

S

xr

x r

xr r r

x rx

r r rx r

xr r r

x r

99 * ,

1010 * ,

1111 * , 4

4

1212 16 * , 2

2

1515 * , 2

2

0,70,28;

( / ) 2,5

0,2660,0066;

( / ) 400,131

0,0026;( / ) 50

0,2870,0574;

( / ) 5

0,1750,07.

( / ) 2,5

b S

S

b LR

LR

b T

T

b W

W

b S

S

xr r

x r

xr r

x rx

r rx r

xr r r

x r

xr r

x r

Procedura de calcul a rezistenei rezultante este similar calculului reactanei rezultante, de aceea

nu se prezint schemele pentru calculul dat.

17 18 15 16

18 13 12 10 11

19 5 6 7

20 1 2

21 3 4

0,021 0,028 0,464 0,513;

0,021 0,028 0,009 0,0046 0,0627;

0,021 0,0091 0,0046 0,0347;

0,0065 0,0038 0,0103;

0,0065 0,0038 0,0103.

r r r r

r r r r r

r r r r

r r r

r r r


14/32

14

17 2022

17 20

22 2123

22 21

24 23 18

24 925

24 9

26 25 19

0,513 0,01030,01;

0,513 0,0103

0,01 0,01030,003;

0,01 0,0103

0,005 0,0627 0,0677;

0,0677 0,0006 0,00058;0,0677 0,0006

0,00058

r rr

r r

r rr

r r

r r r

r rrr r

r r r

26 14

26 14

0,0347 0,0352;

0,0352 0,4640,0326.

0,0352 0, 464rez

r rr

r r

unde rezr este rezistena rezultant a schemei n raport cu punctul de scurtcircuit.

Constanta echivalent de timp:

0,362 0,035 .314 0,0326

reza

rez

xT sr

Coeficientul de oc:

0,01 0,01

0,035s 1 1 1,753.

aTk e e

Curentul de oc:

s s2 2 24, 078 1, 753 59, 692 .i I k kA

Valoarea eficace maxim a curentului total de s.c.:

2 2

sc s1 2 ( 1) 24,078 1 2 (1,753 1) 35,173 .I I k kA

Puterea supratranzitorie:

. , . .3 3 35,173 6,3 383,804 .med nom s cS I U MVA


15/32

15

2 CALCULUL SCURTCIRCUITULUI BIFAZAT CU PUNERE LA PMNT

2.1 ntocmirea i transfigurarea schemelor echivalente pentru diferite succesiuni

n conformitate cu sarcina se va calcula un s.c. bifazat cu punere la pmnt (n punctul 1.18K )

prin metoda componentelor simetrice. n acest caz pentru sistemul ce se studiaz trebuie ntocmite

schemele echivalente de succesiune direct, invers i homopolar.

G1 G2

SEE

S1 S2

W3

W1 W2

37K

T2

T3 T4

T5T6

Figura 10Schema de calcul a sistemului electroenergetic

Schema echivalent de succesiune direct se ntocmete la fel ca i schema echivalent pentru

calculul s.c. trifazat. n aceast schem sarcinile nu se includ, cu excepia motoarelor de putere mare i

a compensatoarelor sincrone, conectate n apropierea locului de s.c.

2.1.1 ntocmirea i transfigurarea schemei echivalente de succesiune direct

Reactanele elementelor din schema de succesiune direct se determin exact ca i la calculul s.c.

trifazat. Deoarece reactanele elementelor au aceleai valori, determinate la calculul s.c. trifazat nu

vom prezenta acest calcul.


16/32

16

x3x1

x8

x7

x6

x5

G1 G2

S3

1,11K

0,03

0,288

0,116

0,105

0,131 0,131

x40,25

x20,25

Figura 11Schema echivalent de secven direct

Transfigurarea schemei echivalente:

9 5 6 7 8

10 1 2

11 3 4

0,03 0,228 0,116 0,105 0,48;

0,131 0,25 0,381;

0,131 0,25 0,381;

x x x x x

x x x

x x x

Se determina reactanta sumara;

1

9 10 11

1 10,136.

1 1 1 1 1 1

0,48 0,381 0,381

x

x x x


17/32

17

n figura 12 este prezentat schema echivalent de succesiune direct cu mai multe ramuri.

1,11K

0.48

0.381

SEE

G1

G2

0.381

9x

10x

11x

Figura 12Schema echivalent rezultant de succesiune direct

2.1.2 ntocmirea i transfigurarea schemei echivalente de succesiune invers

Deoarece cile de circulaie ale curenilor de succesiune direct i invers sunt aceleai, schema

echivalent de succesiune invers ca structur coincide cu schema de succesiune direct. Diferenaconst n faptul c n schema de succesiune invers generatoarele se introduc cu reactana lor de

succesiune invers 2.x

Se recalcul reactanele generatoarelor:

2 4 * , 1 2, 1

, 1

5 * , 3 2, 3

, 3

1000, 25 0,317;

78,75

1001,08 0,036.

3000

bb G G

nom G

bb S S

nom S

Sx x x x

S

Sx x x

S

Se ntocmete schema echivalent de succesiune invers utiliznd valorile recalculate ale

reactanelor.


18/32

18

x3x1

x8

x7

x6

x5

G1 G2

S3

1,11K

0,036

0,288

0,116

0,105

0,131 0,131

x40,317

x20,317

Figura 13Schema echivalent de secven invers

Transfigurarea schemei echivalente:

9 5 6 7 8

10 1 2

11 3 4

0,036 0,228 0,116 0,105 0,485;

0,131 0,317 0,488;

0,131 0,317 0,488.

x x x x x

x x x

x x x

Se determina reactanta sumara de succesiune inversa;

2,

9 10 11

1 10,153.

1 1 1 1 1 1

0,485 0,488 0,488

x

x x x


19/32

19

1,11

K0.153

,2x

Figura 14Schema echivalent rezultant de succesiune invers

2.1.3 ntocmirea i transfigurarea schemei echivalente de succesiune homopolar

Schema echivalent de succesiune homopolar se ntocmete ncepnd de la locul de s.c. Se ine

cont de faptul c curenii homopolari parcurg toate trei faze i se rentorc prin pmnt i neutrele

transformatoarelor legate la pmnt. De aceea structura acestei scheme este determinat n mare

msur de schemele de conexiune a nfurrilor transformatoarelor.

La ntocmirea schemei echivalente de secven homopolar pentru liniile electrice aeriene

valoarea reactanei poate fi considerat:

10 3 xx pentru linii simplu circuit ;

10 7,4 xx pentru linii dublu circuit.

Determinarea reactanelor de succesiune homopolar, a elementelor schemei echivalente:

2 8 12 * , 13 3 0,105 0,315.b Wx x x x

n figura 15 este prezentat schema echivalent de succesiune homopolar.

x3x1

1,11K

0,131 0,131

x8 x5

x15 x6

0,315 0,315

0,42 0,228

Figura 15Schema echivalent de secven homopolar


20/32

20

17 15 8

18 6 5

17 1819

17 18

1 320

1 3

0,42 0,315 0,735;

0,228 0,315 0,543;

0,735 0,5430,321;

0,735 0,543

0,131 0,1310,065;

0,131 0,131

x x x

x x x

x xx

x x

x xx

x x

n figura 16 este prezentat schema echivalent de succesiune homopolar a sistemului obinut

cu ajutorul relaiilor folosite mai sus.

1,11K

x200.065

x190.321

Figura 16Schema echivalent dup a treia transfigurare

19 200,

19 20

0,321 0,0650,05.

0,321 0,065

x xx

x x

n figura 17 este prezentat schema echivalent rezultant de succesiune homopolar.

1,1

1K

0.05

,0x

Figura 17Schema echivalent rezultant succesiune homopolar

unde 0,x este reactana rezultant a schemei echivalente de succesiune homopolar n raport cu

punctul de scurtcircuit.

2.2 Determinarea reactanelor de calcul

n conformitate cu metoda curbelor de calcul este necesar de a determina n prealabil reactanele

de calcul ale ramurilor schemei de succesiune direct. La determinarea reactanelor decalcul trebuie s

considerm faptul, c n conformitate cu regula de echivalen a succesiunii directe, punctul de

scurtcircuit este ndeprtat printr-o reactan suplimentar ,nx

valoarea creia depinde de tipul de

scurtcircuit.


21/32

21

Reactana suplimentar 1,1x

se determin conform relaiei pentru s.c. bifazat cu punere la

pmnt din tab.2.1 [2]:

1,1 2, 0,

2, 0,

0,153 0,050,037.

0,153 0,05

x xx

x x

La efectuarea calculelor cu considerarea variaiei individuale a curenilor, reactana de calcul aunei ramuri generatoare i, pentru oriice tip de s.c. nesimetric, poate fi determinat n felul urmtor:

,1

, ,n

nom i

calc i

i b

Sx xx

C S

unde 1x este reactana rezultant (sumar) a schemei de succesiune direct, 1 0,136.x

n continuare se determin coeficienii de repartiie ai ramurilor generatoare din schema de

succesiune direct:

11

10

12

11

13

9

0,136 0,356;0,381

0,1360,356;

0,381

0,1360,283.

0,48

xCx

xC

x

xC

x

Se determin reactanele de calcul pentru fiecare ramur generatoare(n afar de ramura SEE):

1,1,1

,11

1,1,1

,2

2

1,1,1

,3

3

0,136 0,037 78,75

0,381;0,356 100

0,136 0,037 78,750,381

0,356 100

0,136 0,0370,611.

0,283

nom G

calcb

nom G

calc

b

nom S

calc

b

Sx x

x C S

Sx xx

C S

Sx xx

C S

2.3 Determinarea componentei periodice a curentului n locul de scurtcircuit

Dup determinarea reactanelor de calcul ale tuturor ramurilor generatoare, este necesar de a

selecta curbele de calcul corespunztoare[1, p.46; 4, p.46-47]. Din aceste curbe, pentru momentul de

timp indicat ( 0,45t s ), se determin valorile curenilor de succesiune direct n uniti relative.


22/32

22

Perioada de timp peste care se cere de calculat curentul de s.c. este 0,45 .t s

Pentru ramura G1: pentru 0,45t s i 1 0,381,calcx din curbele de calcul avem 1,1*1, 1 1,97 ;tI

Pentru ramura G2: pentru 0,45t s i 2 0,381,calcx avem 1,1*1, 2 1,97;tI

Pentru ramura Sistemului: pentru 0,45t s avem 1,11,,

0,500,818 ,

0,611

bS

S sc

II kA

x

Curenii nominali ai generatoarelor raportai la tensiunea .med nomU a acelei trepte la care s-a

produs scurtcircuitul :

,

,1 ,2

.

78,750,395 ,

3 3 115

nom G

nom nom

med nom

SI I kA

U

unde . .med nomU este tensiunea medie nominal la treapta unde s-a produs scurtcircuitul,

. . 115

med nomU kV .

Valoarea componentei periodice de succesiune direct a curentului total, n locul de scurtcircuit

se determin n felul urmtor:

1,1 1,1 1,1 1,11, , *1, ,1 ,1 *1, ,2 ,2 1,2 1,97 0,395 1,97 0,395 0,818 2,374 .t t nom t nom S I I I I I I kA

2.4 Construirea diagramelor fazoriale ale curenilor i tensiunilor n locul de scurtcircuit

Valoarea obinut a componentei periodice a curentului de succesiune direct va determinamrimea fazorului

1.AI Poziia fazorilor 1BI

i1CI

poate fi determinat cu ajutorul operatorului

complex 120 .ja e

1,11 1, ,

2 240

1 1

120

1 1

2,374 ;

2,374 1,187 2,055 ;

2,374 1,187 2,055 .

A t

j

B A

j

C A

I I kA

I a I e j kA

I a I e j kA

Componentele de secven invers vor fi:

18002 1

0 2

120 300 60

2 2

2 240 60

2 2

0,052,374 0,584 0,584 ;

0,05 0,153

0,584 0,584 0,584 0,292 0,505 ;

0,584 0,584 0,584 0,505 .

j

A A

j j j

B A

j j

C A

xI I e kA

x x

I a I e e e j kA

I a I e e j kA


23/32

23

Componentele de secven homopolar vor fi:

20 0 0 1

0 2

0,1532,374 1,799 .

0,05 0,153A B C A

xI I I I kA

x x

Curenii de s.c. n faze :

1 2 0

136

1 2 0

136

1 2 0

2,374 0,584 1,799 0 ;

1,187 2, 055 0, 292 0,505 1, 799 2, 694 2,56 3, 716 ;

1,187 2,055 0,292 0,505 1,799 2,694 2,56 3,716

A A A A

j

B B B B

j

C C C C

I I I I kA

I I I I j j j e kA

I I I I j j j e

.kA

Pentru scurtcircuitul bifazat cu punere la pmnt valoarea curentului n fazele avariate mai poate

fi determinat cu relaia:

1,1 1,1

. . 1 1,563 2,374 3,716 ,

s c AI m I kA

unde m(1,1) este coeficientul ce determin raportul dintre curentului n faza avariat i curentul de

succesiune direct, se calculeaz cu relaia din tabelul 2.1[2]:

1,1 2 0

2 2

2 0

0,153 0,053 1 3 1 1,563.

0,153 0,05

x xm

x x


24/32

24

IA2

IB1

IB2

IC1

IC2

IC

IB

+j

+1IA1

IA0IB0IC0

I=300A/cm

Figura 18Diagrama fazorial a curenilor n locul de s.c.


25/32

25

Pentru construirea diagramei fazoriale a tensiunilor n locul de s.c. este necesar de a determina n

prealabil tensiunile de succesiune direct1,AU invers 2AU i homopolar 0.AU Aceste componente

pot fi determinate cu relaiile din tabelul 2.2.[2].

Pentru a determina aceste tensiuni n uniti absolute, reactanele trebuie exprimate n uniti

absolute, ceea ce uor o putem face nmulind reactanele date cu .b

Z

2 2115132,25 .

100

bb

b

UZ

S

Determinarea tensiunilor pentru succesiunile direct, invers i homopolar:

1,1 901 1

2 240 90 330 30

1 1

120 90 150

1 1

0,037 132,25 2,374 11,616 11,616 ;

11, 616 11,616 11, 616 10,059 5,808 ;

11, 616 11, 616 10,059 5,808

j

A b A

j j j j

B A

j j j

C A

U jx Z I j j e kV

U a U e e e e j kV

U a U e e e j kV

90

2 1

120 90 150

2 1

2 240 90 330 30

2 1

90

0 1 2

;

11, 616 11, 616 ;

11,616 11,616 10,059 5,808 ;

11,616 11,616 11, 616 10,059 5,808 .

11,616

j

A A

j j j

B A

j j j j

C A

j

A A A

U U j e kV

U a U e e e j kV

U a U e e e e j kV

U U U e

Determinarea tensiunilor n locul de s.c.:

90

1 2 0

1 2 0

1 2 0

3 11, 616 34,848 34, 8448 ;

10,059 5,808 10,059 5,808 11,616 0 0 ;

10,059 5,808 10,059 5,808 11,616 0 0 .

j

A A A A

B B B B

C C C C

U U U U j j e kV

U U U U j j j j kV

U U U U j j j j kV


26/32

26

U=3 kV/cm

UA

UB1UC2

+j

+1

UA1UA2UA0UB0UC0

UC1UB2

Figura 19Diagrama fazorial a tensiunilor n locul de s.c.

2.5 Construirea diagramelor fazoriale ale curenilor i tensiunilor la bornele generatoru-

lui G1

Diagramele fazoriale ale curenilor i tensiunilor se construiesc pentru cel mai apropiat (electric)

de locul de s.c. generator. n acest scop este necesar ca n prealabil s se efectueze repartiia curenilor

i a tensiunilor n schemele fiecreia din succesiuni.

Cel mai apropiat generator este generatorul G1, care este legat cu locul de s.c. prin intermediul

ramurii G1. Cunoscnd reactana sumar de succesiune invers n raport cu punctul de s.c. se

determin coeficientul de repartiiepentru ramura dat.


27/32

27

22, 3

2 , 3,

0,1530,341.

0,488G

G

xC

x

Curentul de succesiune invers n ramura G3:

2, 1 2, 1 2 0341 0,584 0,199 .A G G AI C I kA

Curentul de succesiune direct n ramura G1se determin cu ajutorul curbelor de calcul pentru

timpul 0,45 ;t s

1, 1 *1 , 1 , 1

, 1

*1 , 3

;

0,395 ;

1,97.

A G t G nom G

nom G

t G

I I I

I kA

I

Determinarea curenilor pentru diferite succesiuni la bornele generatorului G1, raportate la

treapta de nalt tensiune a transformatorului:

1, 1 *1 , 1 , 1

2 240

1, 1 1, 1

120

1, 1 1, 1

180

2, 1

120

2, 1 2, 1

1,97 0,395 0,788 ;

0,788 0,389 0,673 ;

0,788 0,389 0,673 ;

0,199 0,199 ;

0,199

A G t G nom G

j

B G A G

j

C G A G

j

A G

j

B G A G

I I I kA

I a I e j kA

I a I e j kA

I e kA

I a I e e

180 60

2 240 180 60

2, 1 2, 1

0,199 0, 099 0,172 ;

0,199 0,199 0,099 0,172 .

j j

j j j

C G A G

e j kA

I a I e e e j kA

La determinarea acestor mrimi de faz dup un transformator , este necesar s inem cont de

faptul c tensiunile i curenii la trecerea peste aceasta i modific nu numai valoarea, ci i faza, n

funcie de grupa de conexiune a nfurrilor.

Pentru curentul i tensiunea fazei A putem scrie:

30 30, 1 1, 1 2, 1 ,j n j nA G A G A GI I e I e k

unde k este raportul de transformare al transformatorului, 1 . .

2 . .

11518,253,

6,3

med nom

med nom

Uk

U

1 . . 2 . .,med nom med nomU U tensiunile medii nominale la partea de nalt i joas tensiune atransformatorului T1;

n numrul grupei de conexiune a nfurrilor transformatorului, 11,n pentru grupa de

conexiune Y0/11.

Determinarea curenilor la bornele generatorului G1:


28/32

28

30 30 330 180 330

, 1 1, 1 2, 1

44

0,788 0,199 18,253

0,673 0,389 0,172 0,099 18,253 9,144 8,9 12,76 ;

j n j n j j j

a G A G A G

j

I I e I e k e e e

j j j e kA

30 30 120 330 60 330

, 3 1, 3 2, 3

90

0,778 0,199 18,253

0, 778 0,199 18, 253 17, 833 17, 833 ;

j n j n j j j j

b G B G B G

j

I I e I e k e e e e

j j j e kA

30 30 120 330 60 330

, 3 1, 3 2, 3

44

0,778 0,199 18,253

0, 674 0, 389 0,172 0, 099 18, 253 9,16 8, 9 12, 76 .

j n j n j j j j

c G C G C G

j

I I e I e k e e e e

j j j e kA

Ia2

Ia1

Ib1

Ib2

Ic1

Ic2

Ic

Ib

+j

Ia

I=100 A/cm

+1

Figura 20Diagrama fazorial a curenilor la bornele generatorului G1


29/32

29

Pentru a determina componentele simetrice ale tensiunii la bornele generatorului G1, este necesar

de a calcula componentele cderilor de tensiune pe tronsonul punctul de s.c.generatorul G3.

1, 1 1, 1, 2

2, 1 2, 1, 2

90

1 1, 1 1, 1

90

2 2, 1 2, 1

0,381 0,25 132,25 17,32 ;

0,488 0,317 132,25 17,32 ;

17,32 0,778 13,474 13,474 ;

17, 32 0,199 3, 44 3, 44

G G b

G G b

j

A G A G

j

A G A G

x x x Z

x x x Z

U jx I j j e kV

U jx I j j e k

;V

Determinarea tensiunilor pentru diferite succesiuni la bornele generatorului G3, raportate la

treapta de nalt tensiune a transformatorului:

90

1, 1 1 1

2 240 90 30

1, 1 1, 1

120 90 150

1, 1 1, 1

2, 1

11, 616 13, 474 25, 09 25, 09 ;

25,09 25,05 21,728 12,545 ;

25,09 25,09 21,728 12,545 .

j

A G A A

j j j

B G A G

j j j

C G A G

A G

U U U j j j e kV

U a U e e e j kV

U a U e e e j kV

U U

90

2 2

120 90 150

2, 1 2, 1

2 240 90 30

2, 1 2, 1

11, 616 3, 44 8,176 8,176 ;

8,176 8,176 7,08 4,088 ;

8,176 6,891 7,08 4,088 .

j

A A

j j j

B G A G

j j j

C G A G

U j j j e kV

U a U e e e j kV

U a U e e e j kV

Determinarea curenilor la bornele generatorului G3:

30 30 90 330 90 330

, 1 1, 1 2, 1

106,3

1 125,09 8,176

18,253

112,545 21,728 4,088 7,08 0,456 1,555 1,62 ;18,253

j n j n j j j j

a G A G A G

j

U U e U e e e e ek

j j j e kV

30 30 30 330 150 330

, 1 1, 1 2, 1

1 125,09 8,176

18,253

125,09 8,176 0,913 ;

18,253

j n j n j j j j

b G B G B GU U e U e e e e ek

k V

30 30 150 330 30 330

, 1 1, 1 2, 1

106,3

1 125,09 8,17618,253

112,545 21,728 4,088 7,08 0,456 1,555 1,62 .

18,253

j n j n j j j j

c G C G C G

j

U U e U e e e e ek

j j j e kV


30/32

30

Ub

Ub1 +1

Ua2

Uc2

Ub2

Uc1

Uc

Ua1

Ua

+j

U=3 kV/cm

Figura 21Diagrama fazorial a tensiunilor la bornele generatorului G1


31/32

31

CONCLUZIE

Lucrarea dat are ca scopcptarea deprinderilor practice de calcul al curenilori tensiunilor de

scurtcircuit n sistemele electroenergetice i de alimentare cu energie electric a consumatorilor la

diferite tipuri de s.c.

n aceast tez de an aufost studiate dou din tipuri de s.c. din reelele electrice: s.c. trifazat is.c. bifazat cu punere la pmnt.

Prima parte a tezei are ca scop calculul curentului de scurtcircuit trifazat la barele sarcinei S1

(punctul K7) cu tensiunea nominalde 6,3 kV. n aceast parte se determin curentul supratranzitoriu

i curentul de oc. Pentru a determina aceti cureni s-a ntocmit schema de calcul i schema

echivalent cu legturi galvanice ntre elemente. Schema echivalent iniial s -a transfigurat pn la o

reactanrezultanti o T.E.M. echivalent. La calculul curentului supratranzitoriu trifazat sa utilizat

legea lui Ohm i s-a obinut 24,078 .I kA La calculul curentului de oc s-a obinut 59,692 .si kA n partea a doua a fost calculat scurtcircuitul bifazat cu punere la pmnt, produs la barele de

nalt tensiune a transformatoruluiT3 (punctul K1). Valoarea componentei periodice a curentului de

s.c. bifazat cu punere la pmnt s-a determinat prin metoda curbelor de calcul, care implic

determinarea reactanelor de calcul pentru fiecare ramur i extragerea n baza acestora a valorii

periodice a curentului din curbele date. Cu ajutorul reactanelor de calcul s-a determinat de asemenea

cel mai apropiat (electric) generator de punctul de s.c.G1.

Utiliznd curbele de calcul se determin componenta periodic a curentului de succesiunedirect, apoi n conformitate cu regula de echivalena secvenei directe au fost determinaicurenii si

tensiunile fazice, cu ajutorul crora s-au construit diagramele fazoriale n locul de scurtcircuit. Analiza

diagramelor fazoriale indic faptul c n fazele avariate tensiunea este egal cu zero. n rezultat

diagrama fazorial devinedeformata.

La construirea diagramelor la bornele generatorului, lipsesc componentele homopolare ale

tensiunilor si ale curenilor, ceea ce condiioneaz un grad mai mic de deformare a diagramelor

fazoriale. Deci odat cu ndeprtarea de la punctul de scurtcircuit si apropierea de generator sistemul

de cureni i tensiuni devine mai simetric, dat fiind faptul c generatorul produce un sistem simetric

de cureni i tensiuni. Totodat la construirea diagramelor s-a stabilit c:la trecerea prin transformator,

sistemele de vectori de secvendirect i inverse se rotesc n sens orar sau antiorar n raport cu poziia

sa n locul de s.c. (pentru grupa de conexiune Y0/11; vectorii curenilor i tensiunilor de secven

direct n sens antiorar cu 30, invers orar cu 30). Unghiul de rotaie este determinat de grupul de

conexiune a nfurrilor.nfurrile transformatoarelor, conectate n triunghi limiteaz trecerea

curenilor de secvenhomopolar.


32/32

BIBLIOGRAFIE

1. .., .., ..

.

: . . , 1979.

2. Pasincovschi P., Pogora V. Procese tranzitorii electromagnetice. ndrumar de

proiectare. Chiinu: UTM, 1998

3.

Pogora V., Prouc I. Procese tranzitorii electromagnetice. Ciclu de prelegeri.Chiinu: UTM, 1998.

4. .., .. . .:

, 1987.

5. Dobrea Ina. ndrumar metodic pentru elaborarea proiectului de an la disciplina

PARTEA ELECTRIC A CENTRALELOR. Chiinu:UTM, 2007 .

prprocese tranzitorii proiect de an

Documents

Transcript of prprocese tranzitorii proiect de an