Расчет режимов электрических сетей. УГАТУ. Группа ЭСиС

Перечень элементов.CDW

ПЗ1.doc

Составление схем замещения воздушных линий электропередач и определение их параметров ..7
Составление схем замещения автотрансформаторов и определение их параметров 11
Приведенные мощности подстанций и электростанции .16
1. Расчет приведенной мощности на понижающих подстанциях 16
2. Расчет приведенной мощности на электростанции ..19
Составление упрощенной схемы замещения электрической сети .22
Расчет установившегося режима электрической сети .24
1. Расчет потоков мощности в электрической сети ..26
2. Расчет потерь мощности и энергии в сети .32
Расчет потерь мощности и энергии в сети 35
Список литературы .37
Передача электроэнергии от электростанций к потребителям осуществляется по электрическим сетям. В теории и практике электроэнергетических (электрических) систем (ЭЭС) термин «электрическая сеть» с одной стороны соответствует понятию подсистемы ЭЭС предназначенной для передачи и распределения электроэнергии как совокупности ЛЭП и подстанций соединяющих между собой источники питания (ИП) и электропотребители (ЭП). С другой стороны это электрическая цепь соответствующая данной подсистеме. Естественно такая электрическая цепь обязательно включает в себя ИП и ЭП как составные части и в едином смысле понятие электрической сети формально совпадает с понятием ЭЭС как электрической цепи. В зависимости от величины мощности и вида электропотребителей удаленности их от электростанций передача и распределение электроэнергии осуществляется по сетям различных номинальных напряжений и конфигураций.
При решении ряда задач эксплуатации развития и проектирования электрических сетей необходимо оценить условия в которых будут работать потребители и оборудование электрической сети. Также эти оценки дают возможность установить допустимость анализируемого режима при передаче по сети данных мощностей при подключении новых и отключении действующих элементов сети (ЛЭП трансформаторов нагрузок и т.д.). Кроме того расчеты выполняемые при такого рода оценках дают возможность предусмотреть меры для обеспечения требуемого качества электроэнергии и определить условия для оптимизации производства передачи и распределения электроэнергии.
Плановые и аварийные изменения нагрузок состава и конфигурации схемы электрической сети приводят к изменению ее электрического режима. Определение параметров рабочего установившегося режима (состояния электрического равновесия) электрической сети (тока и потокораспределения напряжений и потерь мощности в сети) составляет задачу расчета режима или как иногда условно говорят задачу «электрического расчета» сети.
Расчет и анализ параметров установившихся режимов составляют основную задачу при проектировании ЭЭС с учетом надежности эксплуатации и экономических факторов.
Марки проводов и сечения линий
По вершинам D-ка (бочка)
По вершинамD-ка (бочка)
Марки (тип) трансформаторов автотрансформаторов
нагрузки на подстанциях и мощность ТЭЦ
Принципиальная электрическая схема районной сети
Составление схем замещения и определение их параметров воздушных линий электропередач
Таблица 1.1 Параметры схем замещения линий электропередач
Воздушные линии электропередачи напряжениями и представляем П-образной схемой замещения.
Рисунок 1.1 Схема замещения ВЛ и
Определим погонные параметры для линии .
Погонное активное сопротивление сталеалюминевого провода при температуре :
- удельное электрическое сопротивление алюминия при температуре ;
- расчетное поперечное сечение токопроводящей (алюминиевой) части;
- коэффициент учитывающий удлинение провода из-за скрутки.
Погонное индуктивное сопротивление сталеалюминевого провода:
- среднегеометрическое расстояние между фазами (при расположении фаз по вершинам равностороннего треугольника равно междуфазному расстоянию );
Погонная емкостная проводимость:
Для упрощения применяем расчетную схему в которой поперечная проводимость заменяется мощностями.
Рисунок 1.2 Упрощенная схема замещения ВЛ и
Погонная зарядная мощность:
Для остальных линий погонные параметры берем из таблиц в зависимости от марки провода и номинального напряжения.
Найдем эквивалентные параметры схемы:
- количество параллельных линий.
Генерация зарядной мощности:
Найдем эквивалентные параметры схемы для остальных линий:
Составление схем замещения и определение их параметров автотрансформаторов
Таблица 2.1 Технические данные автотрансформаторов
Расшифровка : А–автотрансформатор число фаз Т–трехфазный система охлаждения ДЦ – масляное охлаждение с дутьем и принудительной циркуляцией масла через воздушные охладители число обмоток Т–трехобмоточный Н–наличие системы регулирования напряжения РПН (регулирование под нагрузкой).
Рисунок 2.1 Полная схема замещения
Рассчитаем параметры для .
Суммарное активное сопротивление двух обмоток:
Активные сопротивления обмоток:
Для расчета индуктивных сопротивлений используем напряжения КЗ.
Суммарные реактивные сопротивления пар обмоток:
Индуктивные сопротивления каждой обмотки:
Сопротивление в дальнейшем учитывать не будем т.к. .
Активная проводимость поперечной ветви:
где - мощность потерь ХХ.
Реактивная проводимость поперечной ветви:
где - намагничивающая мощность (реактивные потери ХХ).
Рисунок 2.2 Упрощенная схема замещения
Определим эквивалентные параметры упрощенной схемы замещения :
- количество автотрансформаторов установленных на ПС;
Т.к. обмотка НН автотрансформатора не нагружена ее в схеме замещения не учитываем. Поэтому схема замещения принимает следующий вид:
Рисунок 2.3 Упрощенная эквивалентная схема замещения
Приведенные мощности подстанций и электростанции
1 Расчет приведенной мощности на понижающей подстанции
Таблица 3.1 Технические данные трансформаторов
Расшифровка : Т–трехфазный Р–наличие расщепленной обмотки низкого напряжения Д–масляное охлаждение с дутьем и естественной циркуляцией масла Н–наличие системы регулирования напряжения номинальная мощность номинальное напряжение .
Расшифровка : Т–трехфазный Д–масляное охлаждение с дутьем и естественной циркуляцией масла Т–трехобмоточный Н–наличие системы регулирования напряжения номинальная мощность номинальное напряжение .
Рисунок 3.1 Полная схема замещения двухобмоточного
Определим параметры данной схемы замещения.
Суммарное активное сопротивление обмоток НН:
- суммарные потери КЗ.
Активные сопротивления обмоток НН:
Суммарное реактивное сопротивление обмоток НН:
Реактивные сопротивления обмоток НН:
Проводимости и также определяем из опыта ХХ:
Представим ПС 4 мощностью приведенной к шинам ВН. Величину этой мощности определим с использованием упрощенной схемы замещения соответствующего трансформатора.
Рисунок 3.2 Упрощенная схема замещения
Определим эквивалентные параметры данной схемы замещения:
Суммарные нагрузки на первую и вторую обмотки НН для двух параллельно работающих трансформаторов:
Суммарные потери в двух параллельно работающих трансформаторах:
Мощность ПС приведенной к шинам ВН:
2 Расчет приведенной мощности на электростанции
Рисунок 3.3 Упрощенная эквивалентная схема замещения трехобмоточного
Произведем расчет параметров данной схемы замещения так же как и для автотрансформаторов.
Т.к. на ПС 5 установлено два трансформатора определим эквивалентные параметры:
Суммарные нагрузки на обмотках высшего среднего и низшего напряжений применительно к ПС 5:
Потери мощности в обмотках не зависят от направления потоков мощности и для схемы замещения суммарные потери в двух параллельно работающих трансформаторах составят:
Приведенная мощность ПС 5 определяется:
ТЭЦ по линии потребляет активную мощность из сети.
Составление упрощенной схемы замещения электрической сети
Составляя схему замещения электрической сети учитываем следующее:
) Тупиковые подстанции задаются приведенными значениями мощности;
) Электрическая сеть имеет участки с разными напряжениями. Связь осуществляется через автотрансформаторы. Для расчета режима сети все элементы схемы замещения приводим к одному базисному напряжению приняв за него автотрансформатора. В упрощенной схеме указываем приведенные значения сопротивлений линий и :
) Со стороны низшего напряжения автотрансформатора ПС 1 нагрузки нет поэтому в расчетной схеме не учитываем сопротивления а участки схемы замещения определяющие параметры обмоток высшего и среднего напряжений соединяем последовательно;
) На схеме все параметры представляем числовыми значениями.
Рисунок 4.1 Упрощенная схема замещения электрической сети
Расчет установившегося режима электрической сети
Определим расчетные нагрузки в узлах:
Т.к. электростанция генерирует мощность в систему то для узла 10 величина расчетной нагрузки будет
При расчете параметров режима электрической сети используем метод последовательных приближений если задано напряжение на шинах источника (расчет «по данным начала»). Известной величиной является напряжение в базисном узле . Рассматриваемая схема содержит 10 узлов включая базисный и 10 ветвей. Участки между узлами 1234 образуют замкнутую электрическую сеть а остальные представляют собой ответвления от нее: участки между узлами 279 – распределительную магистраль а участки между узлами 456810 – разветвленную магистраль.
Сеть содержит замкнутый контур поэтому ее схему рассчитываем как кольцевую. Вначале необходимо рассчитать магистральные участки а затем кольцевую сеть. В расчете «по данным начала» расчет режима выполняется в два этапа.
Рисунок 5.1 Расчетная схема электрической сети
1 Расчет потоков мощности в электрической сети
В первом приближении (на первом этапе) напряжения во всех узловых точках приравниваем номинальному напряжению сети и находим распределение мощности по участкам сети. Расчет ведем от конца (наиболее удаленные подстанции) к началу линии (питающий узел).
Рисунок 5.2 Потокораспределение для участка электрической сети
Рассчитаем разветвленную магистраль 456810.
Эквивалентная нагрузка в узле 4:
Рассчитаем распределительную магистраль 2–7–9.
Мощность в конце участка 7–9:
Потери на участке 7–9:
Мощность в начале участка 7–9:
Мощность в конце участка 2–7:
Потери на участке 2–7:
Мощность в начале участка 2–7:
Эквивалентная нагрузка в узле 2:
Далее рассчитаем кольцевую схему сети 1234 разделяя ее по балансирующему узлу .
Полные комплексные сопротивления ветвей сети:
Потоки мощности поступающие в точку потокораздела с двух сторон:
Произведем проверку:
Рассчитаем остальные потоки по балансу мощности для узлов сети:
Рисунок 5.3 Потокораспределение в кольцевой сети
Точка потокораздела находится в узле 4 для активной и реактивной мощности т.е. сеть условно делится по ней на две разомкнутые.
Нагрузка в конце каждой разомкнутой сети определяется потоком мощности поступающей по соединенной с ней линии:
Рисунок 5.4 Разомкнутые расчетные схемы для кольцевой сети
Рассчитаем потоки мощности для разомкнутой сети с учетом потерь.
Мощность балансирующего узла совмещенного с базисным:
2 Расчет напряжений на подстанциях
На втором этапе (во втором приближении) по напряжению базисного узла рассчитываем напряжения во всех остальных точках сети последовательно от базисного узла к наиболее удаленным потребителям.
Вначале определим напряжения в кольцевой части.
Напряжение в узле 2 и его модуль:
Напряжение в узле 3 и его модуль:
Напряжение в узле 4 и его модуль:
Разница между полученными с двух сторон напряжениями в узле потокораздела 3:
Фактическое значение напряжение в узле потокораздела:
Далее определим напряжения в распределительной магистрали 2-7-9:
Напряжения в разветвленной магистрали 4-5-6-8-10:
Расчет потерь мощности и энергии в сети
Потери активной мощности определяем суммированием потерь мощности в активных сопротивлениях схемы замещения потери реактивной мощности – в индуктивных.
Определим время наибольших потерь:
- число часов использования наибольшей нагрузки.
Потери активной и реактивной мощности на линиях электропередачи:
Потери активной и реактивной энергии за год на линиях электропередачи:
Потери энергии за год в двухобмоточных трансформаторах с расщепленной обмоткой :
Потери энергии за год в трехобмоточных трансформаторах :
Потери энергии за год в автотрансформаторе :
Общие потери энергии за год:
Суммарные мощности нагрузок и суммарная переданная потребителям электроэнергия:
Передача и распределение электрической энергии: Учебное пособиеА.А. Герасименко В.Т. Федин. – Ростов-нД.: Феникс; Красноярск: Издательские проекты 2006. – 720 с. (Серия «Высшее образование»).
Методические указания для проектирования районной электрической

ведомость документов.CDW

Чертеж схемы.bak.cdw

Чертеж карты.cdw

Чертеж схемы.cdw