«Решение заданий (вариант5)» - Контрольная работа

Содержание

Контрольная работа №1

Задача №1

Синхронный генератор G (рис. 4.1,а) включается на параллельную работу методом точной ручной синхронизации. В момент включения генераторного выключателя Q напряжение генератора и системы равны U= Uc, отклонение частот генератора и системы составляет f = fcf, угол между векторами напряжений генератора U и системы Uc составляет θвкл.

Рассчитать ток генератора в момент включения I''вкл и проверить допустимость синхронизации при заданных значениях f и θвкл.

Оценить успешность синхронизации генератора с системой при заданных значениях f и θвкл.

Построить в координатах f и θвкл границу области успешной синхронизации генератора.

Исходные для расчетов данные приведены в табл. 4.1.

В табл. 4.1 обозначено:

Sном номинальная мощность генератора;

Uном номинальное напряжение генератора;

Xd''  сопротивление генератора в момент включения;

а) б)

Рис. 4.1. Расчетная схема (а) и векторная диаграмма напряжений (б)

ТJинерционная постоянная времени генератора;

Xсв сопротивление между генератором и системой, приведенное к напряжению генератора;

f отклонение частоты генератора от частоты системы;

θвкл - угол между вектором напряжения генератора и вектором напряжения системы в момент включения генератора.

Таблица 4.1

Параметр Номер варианта (последняя цифра шифра студента)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Sном, МВА 25 40 78,75 125 137,5 137,5 125 78,75 40 25

Uном,кВ 10,5 6,3 10,5 10,5 10,5 10,5 10,5 6,3 10,5 6,3

Xd'', о.е. 0,13 0,14 0,15 0,16 0,17 0,18 0,17 0,16 0,15 0,14

ТJ, c 3 4 5 6 3 4 5 6 3 4

Xсв, Ом 0,1 0,15 0,2 0,25 0,25 0,15 0,1 0,12 0,15 0,16

f, Гц 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 1,5

θвкл, град 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270

Задача №2

Для заданных режимов работы автотрансформатора АТ (рис. 4.3) номинальной мощностью Sном рассчитать токи обмоток АТ и проверить допустимость каждого режима.

При расчетах принять одинаковыми коэффициенты мощности нагрузок высшего Sв, среднего Sc и низшего Sн напряжений. Напряжения присоединенных к АТ сетей считать равными соответствующим номинальным напряжениям АТ Uвн, Uсн, Uнн.

Исходные данные представлены в табл. 4.2 и 4.3.

Таблица 4.2

Параметр Номер варианта (последняя цифра шифра студента) для режимов рис. 4,а,б

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Sв, MB•A 125 200 250 400 125 200 250 400 200 250

Sс,MB•A 85 130 165 250 80 120 150 260 155 160

Sн,MB•A Р а с с ч и т а т ь

Uвн, кB 330 500 220 330 500 220 330 500 220 330

Uсн, кB 220 330 110 220 330 110 220 330 110 220

Uнн, кB 10,5 10,5 6,3 10,5 10,5 6,3 10,5 10,5 6,3 6,3

Sном ,MB•A 125 200 250 400 125 200 250 400 200 250

Sнн ном,MB•A 40 80 100 150 40 80 100 150 50 80

Таблица 4.3

Параметр Номер варианта (последняя цифра шифра студента) для режимов рис. 4,в, г

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Sв, MB•A 85 130 165 250 80 120 150 260 155 160

Sс,MB•A 125 200 250 400 125 200 250 400 200 250

Sн,MB•A Р а с с ч и т а т ь

Uвн, кB 220 330 500 220 330 330 500 220 330 500

Uсн, кB 110 220 330 110 220 220 330 110 220 330

Uнн, кB 6,3 10,5 10,5 6,3 10,5 10,5 6,3 10,5 10,5 6,3

Sном,MB•A 125 200 250 400 125 200 250 400 200 250

Sнн ном,MB•A 40 80 100 150 40 80 100 150 50 80

Задача №3

Рассчитать заземляющее устройство подстанции с высшим напряжением 110 кВ. Вертикальные заземлители выполнить стальными прутками диаметром d 16 мм длиной lв = 5 м и расположить по периметру подстанции. Горизонтальные заземлители выполнить стальной полосой 40х4 мм, закладываемой:

- по периметру подстанции;

- двумя дополнительными продольными полосами вдоль подстанции;

- дополнительными поперечными полосами на расстоянии от периферии к центру подстанции не более 4, 5, 6, 7, 9, 11, 13, 16, 20 м.

Стальная горизонтальная полоса закладывается на глубине tг=0,7 м и соединяет верхние концы заглубленных вертикальных заземлителей.

Размеры подстанции axb, удельное сопротивление грунта  и сопротивление естественных заземлителей Rест принять в соответствии с табл. 4.4.

Т а б л и ц а 4.4

Параметр Номер варианта (последняя цифра шифра студента)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 0

axb, м 50х100 50х90 50х80 50х70 50х60 50х60 50х70 50х80 50х90 50х100

, Ом м 40 45 50 55 60 40 45 50 55 60

Rест, Ом 2 1,8 1,6 1,4 1,2 1,2 1,4 1,6 1,8 2

Задача №4

Выполнить расчет установившегося режима замкнутой электрической сети, приведенной на рис. 4.6. Исходные данные принять в соответствии с табл. 4.6.

Рис. 4.6. Схема электрической сети

Т а б л и ц а 4.6

Параметр Номер варианта (последняя цифра шифра студента)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 0

Uном, кВ 110 110 150 220 110 110 150 220 110 220

UА, кВ 115 112 155 225 114 116 153 230 113 227

Р1, МВт 6 10 15 20 15 22 27 45 30 28

Р2, МВт 25 20 10 30 15 9 16 23 7 45

Р3, МВт 10 15 20 40 6 8 10 30 11 19

Q1, Мвар 5 6 7 10 9 10 12 20 14 15

Q2, Мвар 15 12 6 14 8 4 6 11 3 20

Q3, Мвар 5 8 11 18 4 4 6 14 5 0

Sт1 ном,МВ.А 10 16 25 32 25 32 40 63 40 40

Sт2 ном, МВ.А 40 32 16 40 25 16 25 32 10 63

Sт3 ном, МВ.А 16 25 32 63 10 16 16 40 16 32

LA1, км 25 15 20 40 30 15 25 45 10 65

L12, км 20 20 25 45 20 20 25 55 20 50

L23, км 10 30 30 60 20 25 35 65 30 45

LA3, км 15 10 15 50 15 10 20 40 20 55

F, мм2 120 150 120 240 185 70 150 240 95 300

На рис. 4.6 и в табл. 1 приняты следующие обозначения:

А – центр питания сети;

Uном номинальное напряжение сети;

UА напряжение в центре питания;

Рi, Qi,  расчетные нагрузки на вторичной стороне трансформаторовТ;

Sтi ном– номинальные мощности трансформаторовТ;

Lij длины линий между узлами i и j;

F сечения проводов линий.

Контрольная работа №2

На основании исходных данных, приведенных в табл. 4.9 и 4.10, выполнить следующее:

1) определить расчетные электрические нагрузки 380/220В главного корпуса завода, отнесенные к шинам вторичного напряжения цеховых трансформаторных подстанций;

2) выбрать единичную (номинальную) мощность цеховых трансформаторов;

3) определить максимальное, минимальное и оптимальное число цеховых трансформаторов;

4) определить суммарную мощность конденсаторных установок до 1000 В, необходимую для снижения числа трансформаторов до оптимального;

5) определить расчетную нагрузку главного корпуса, отнесенную к шинам распределительного пункта 10 кВ, питающего цеховые трансформаторы главного корпуса.

Коэффициент загрузки трансформаторов в нормальном режиме β = 0,9. Цеховые трансформаторные подстанции принять двухтрансформаторными.

Расчеты электрических нагрузок выполнить с помощью коэффициентов использования (Ки) и расчетной мощности (Кр) в виде формы 1.

В табл. 4.9 приведены в графах следующие данные:

1 – количество работающих электроприемников (ЭП), шт;

2 – суммарная установленная мощность ЭП, кВт;

3 – номинальные активные мощности наименьшего и наибольшего ЭП.

Номер варианта в табл. 4.10 определяется по абсолютной величине разности двух последних цифр шифра.

Т а б л и ц а 4.9

Параметр Номер варианта (последняя цифра шифра студента)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Площадь корпуса F

тыс. м2

36

35

30

29

32

28

33

34

31

37

Удельная плотность

нагрузки освещения

Руд осв, Вт/м2

15

15

14

15

12

14

15

13

13

12

Примечание. Коэффициент реактивной мощности нагрузки освещения tgφосв =0,33.

Выдержка из текста работы

Задача №1

Синхронный генератор G (рис. 4.1,а) включается на параллельную работу методом точной ручной синхронизации. В момент включения генераторного выключателя Q напряжение генератора и системы равны U= Uc, отклонение частот генератора и системы составляет f = fcf, угол между векторами напряжений генератора U и системы Uc составляет θвкл.

Рассчитать ток генератора в момент включения I''вкл и проверить допустимость синхронизации при заданных значениях f и θвкл.

Оценить успешность синхронизации генератора с системой при заданных значениях f и θвкл.

Построить в координатах f и θвкл границу области успешной синхронизации генератора.

Исходные для расчетов данные приведены в табл. 4.1.

В табл. 4.1 обозначено:

Sном номинальная мощность генератора;

Uном номинальное напряжение генератора;

Xd''  сопротивление генератора в момент включения;

а) б)

Рис. 4.1. Расчетная схема (а) и векторная диаграмма напряжений (б)

ТJинерционная постоянная времени генератора;

Xсв сопротивление между генератором и системой, приведенное к напряжению генератора;

f отклонение частоты генератора от частоты системы;

θвкл - угол между вектором напряжения генератора и вектором напряжения системы в момент включения генератора.

Таблица 4.1

Параметр Номер варианта (последняя цифра шифра студента)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Sном, МВА 25 40 78,75 125 137,5 137,5 125 78,75 40 25

Uном,кВ 10,5 6,3 10,5 10,5 10,5 10,5 10,5 6,3 10,5 6,3

Xd'', о.е. 0,13 0,14 0,15 0,16 0,17 0,18 0,17 0,16 0,15 0,14

ТJ, c 3 4 5 6 3 4 5 6 3 4

Xсв, Ом 0,1 0,15 0,2 0,25 0,25 0,15 0,1 0,12 0,15 0,16

f, Гц 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 1,5

θвкл, град 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270

Решение:

Примем, что в момент включения генератора U= Uc = Uном. Тогда в соответствии с векторной диаграммой (рис. 4.1,б) геометрическая разность между векторами напряжений генератора и системы составит

U= 2Uном =2*10500*sin150/2=20.3 кВ.

Тогда ток включения генератора при ручной синхронизации вычисляется по формуле:

I''вкл = .

Поскольку напряжение генератора U и сопротивление связи Xсв заданы в именованных единицах, а сопротивление генератора задано в относительных единицах, последнее следует перевести в именованные единицы

Xd''[Ом] =Xd'' [о.е.]' .

Начальный ток трехфазного КЗ на выводах генератора определяется по формуле:

I''кз= ,

где Еq''– ЭДС генератора в начальный момент КЗ, принимаемая равной Еq'' = (1,05…1,1)Uном.

Допустимость включения генератора в сеть при заданном угле θвкли сопротивлении связи Хсв между генератором и системой оценивается по соотношению

I''вклI''кз, 32,137,26

поскольку генератор рассчитан на динамическое воздействие тока, не превышающего ток трехфазного КЗ на его выводах.

Условия успешной синхронизации генератора имеют вид

U=Uc, f = 0 и θвкл=0.

Первое условие очевидно и его выполнение не вызывает затруднений. В реальных условиях пуска генератора второе и третье условия строго не выполняются. Поэтому закономерен вопрос: будет ли успешной синхронизация генератора при некоторых отличных от нуля значениях f и θвкл.