Министерство образования и науки Российской федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

«Южно-Уральский государственный университет»

(национальный исследовательский университет)

Факультет «Энергетический»

Кафедра «Электрические станции, сети и системы»

Отчет по лабораторной работе №2

Исследование на виртуальной модели трехфазного короткого замыкания в простейшей сети с источником бесконечной мощности

Выполнил: студент группы ПЗ-181

Проверил: Коровин Ю.В.

Челябинск 2020

Цель работы:

Детально исследовать на виртуальной модели влияние различных факторов на параметры электромагнитных переходных процессов при трехфазном коротком замыкании в простейшей сети бесконечной мощности.

Таблица 1 – Исходные данные

Вариант	U, кВ	Контур коммутации		Нагрузка		α, эл. град.	φк – α, эл. град.
		x, Ом	r, Ом	xн, Ом	rн, Ом
3	63,5	4,2	0,5	90	160	20	30

Рисунок 1 – Виртуальная модель для выполнения лабораторной работы

В предшествующем режиме источник напряжения u(t)=U_msin(ωt+α) бесконечной мощности работает на холостом ходу.

1.1 Исследование влияния момента КЗ на максимальное значение полного тока i_mи начальное значение апериодической составляющей тока i

---

_а(0).

Таблица 2 – Полученные значения для первого опыта.

α	im	ia(0)
0	36	21
10	35,77	20,5
20	35,07	19
30	33,91	17
40	32,29	15
50	30,26	11,5
60	27,86	8,5
70	25,14	5
80	22,19	1,1
90	22,26	-2,5
100	24,84	-6
110	27,01	-9
120	29,08	-13
130	30,99	-15,5
140	32,68	-17,5
150	34,07	-20
160	35,12	-21
170	35,78	-21,50
180	36	-21

Рисунок 2 –График зависимости для первого опыта

Выводы:

1. 
   При увеличении угла α уменьшается начальное значение периодической составляющей тока, следовательно, уменьшается апериодическая составляющая, так как она компенсирует периодический ток. Так как полный ток является суммой этих составляющих, он тоже уменьшается.
   
2. 
   Так как угол сдвига токаΦ_кравен примерно 83 градуса, минимальное значение полного тока достигается не при α=90, а приблизительно при α=83. В этой же точке апериодическая составляющая тока переходит через ноль.
   

---

1.2 Исследование влияния угла сдвига периодического тока КЗ от напряжения Φ_к= arctg(x/r) на постоянную времени апериодического тока Т_а и коэффициент K_m= i_m/I_п.
Для заданных вариантом параметров сети определим ударный коэффициент и угол сдвига тока:





Для построения графиков зависимостей используем Excel. Меняя значения активного сопротивления от R=0,5 до R=50, рассчитываем значения постоянной времени и угла сдвига тока Φ_к для каждого случая. Максимальное значение тока и амплитуду периодической составляющей определяем по виртуальной модели и рассчитываем отношение K_m.

Выполнив необходимые расчеты, получаем данные, представленные в таблице 3:

Таблица 3 – Полученные значения для второго опыта

R	Ta	Φk	im	Iп	Km
0,5	0,026752	83,22	35,07	21,5	1,631
1	0,013376	76,61	30,37	21	1,45
2	0,006688	64,54	23,84	19	1,25
3	0,004459	54,47	19,55	17,4	1,12
4	0,003344	46,4	16,49	15,5	1,063

5	0,002675	40,03	14,23	13,8	1,03
10	0,001338	22,78	8,28	8,28	1
15	0,000892	15,64	5,75	5,75	1
20	0,000669	11,86	4,39	4,39	1
25	0,000535	9,54	3,54	3,54	1
30	0,000446	7,97	2,96	2,96	1
35	0,000382	6,84	2,55	2,55	1
40	0,000334	5,99	2,23	2,23	1
45	0,000297	5,33	1,98	1,98	1
50	0,000268	4,8	1,78	1,78	1

---

Затем построим графики зависимостей T_a=f(Φ_k), K_m= f(Φ_k) и K_у= f(Φ_k).



Рисунок 3 – График зависимости для второго опыта



Рисунок 4 – График зависимости для второго опыта

Выводы:

1. 
   С ростом активного сопротивления уменьшается Φ_к, при этом постоянная времени уменьшается, так как имеет обратную зависимость от активного сопротивления.
   
2. 
   при приближении Φ_кк 80˚ коэффициент K_mвозрастает и приближается к ударному коэффициенту, но не достигает его, т.к ударный ток возникает при Φ_к=90˚ и α=0.
   

1.3 Исследование влияния на коэффициент K_mвеличины активного сопротивления rпри неизменных значениях x=4,2 Ом и разности (Φ_к– α).

Воспользуемся значениями R, T_a, Φ_k, рассчитанными в предыдущем опыте. Зная Φ_к, при различных сопротивлениях, рассчитаем значения α, при которых разность (Φ_к– α) остается равной 30. Подставляя сопротивления и соответствующие им углы α в виртуальную модель, получаем максимальные значения полного тока и периодической составляющей и рассчитываем коэффициент K_m.
Таблица 4 – Полученные значения для третьего опыта

R	Ta	Φk	α(Φk-30˚)	im	Iп	Km
0,5	0,0267	83,22	53,22	29,44	21,2	1,388
1	0,0134	76,61	46,61	27,21	20,9	1,302
2	0,0067	64,54	34,54	22,95	19	1,208
3	0,0044	54,47	24,47	19,39	17,5	1,108
4	0,0033	46,4	16,4	16,56	15,5	1,068
5	0,0026	40,03	10,03	14,34	13,5	1,062
10	0,0013	22,78	-7,22	8,31	8,2	1,013
15	0,0009	15,64	-14,36	5,77	5,7	1,012
20	0,0007	11,86	-18,14	4,39	4,38	1,002
25	0,0005	9,54	-20,46	3,54	3,54	1
30	0,0004	7,97	-22,03	2,96	2,96	1
35	0,00038	6,84	-23,16	2,55	2,55	1
40	0,00033	5,99	-24,01	2,23	2,23	1
45	0,00029	5,33	-24,67	1,99	1,99	1
50	0,00027	4,8	-25,2	1,79	1,79	1

---

Затем построим график зависимости K_m= f(T_a) :



Рисунок 5 – График зависимости для третьего опыта

Вывод:

1. 
   С увеличением активного сопротивления уменьшается постоянная времени, так как у них обратная зависимость. При этом уменьшается коэффициент K_m, затем значение примерно равно единице.
   

2. В предшествующем режиме источник работает под нагрузкой.

При заданных вариантом параметрах сети и значении угла α исследовать влияние нагрузки на величину коэффициента K_m.

Для построения графиков зависимостей используем Excel. Меняя значения нагрузки от 0 до 100(R_Н+jX_Н), рассчитываем значения полного сопротивления для каждого случая. Максимальное значение тока и амплитуду периодической составляющей определяем по виртуальной модели и рассчитываем отношение k_m.




Таблица 5 – Полученные значения для четвертого опыта

Rн	Xн	Zн	im	Iп	Km
0	0	0	21,2	21,3	0,99
800	450	917,87	35,06	21,4	1,638
1600	900	1835,75	35,07	21,4	1,638
2400	1350	2753,63	35,07	21,4	1,638
3200	1800	3671,51	35,07	21,4	1,638
4000	2250	4589,39	35,07	21,4	1,638
4800	2700	5507,27	35,07	21,4	1,638
5600	3150	6425,14	35,08	21,4	1,639
6400	3600	7343,02	35,08	21,4	1,639
7200	4050	8260,91	35,08	21,4	1,639
8000	4500	9178,78	35,08	21,4	1,639
8800	4950	10096,66	35,08	21,4	1,639
9600	5400	11014,53	35,08	21,4	1,639
10400	5850	11932,41	35,08	21,4	1,639
11200	6300	12850,29	35,08	21,4	1,639
12000	6750	13768,17	35,08	21,4	1,639
12800	7200	14686,05	35,08	21,4	1,639
13600	7650	15603,92	35,08	21,4	1,639
14400	8100	16521,81	35,08	21,4	1,639
15200	8550	17439,68	35,08	21,4	1,639
16000	9000	18357,56	35,08	21,4	1,639

---

Смотрите также файлы

• Конспект урокаконференции Значение физики в первой Мировой войне Цель урока.docx

• 190 орта мектеп Желтосан аиаты танымды сааты.docx

• Экономическая теория прав собственности.doc

• Муниципальное общеобразовательное учреждение Средняя общеобразовательная школа 16 г. Балашова Саратовской области проект.doc

• 1. Тема выпускной квалификационной работы дипломной работы.doc