Курсовой проект по электрическим сетям. курсачР. Курсовой проект по учебной дисциплине электроэнергетические системы и сети
 Скачать 0.51 Mb.
|
|
Выбор типа компенсирующих устройств. Для ПС 3 найдем тип и мощность компенсирующих устройств Средняя реактивная мощность, требуемая на одну секцию сборных шин подстанции:  Компенсирующее устройство состоит из четырех параллельных конденсаторов, отключаем один конденсатор, тогда остается три работающих конденсатора. В результате получаем, что на одну секцию сборных шин будет приходиться реактивная мощность, равная  На ПС 3 установлены КШБ КС2-1,05-60 на четыре секции, следовательно четыре компенсирующих устройства будут вырабатывать  Потери активной мощности в компенсирующем устройстве равны:  Для ПС 2 и 5 рассчитаем аналогично и полученные результаты запишем в таблицу1.8.2
2. Расчет основных и утяжеленных режимов работы электрической сети 2.1. Расчетная схема электрической сети 1) Расчет параметров схемы замещения линии К параметрам схемы замещения ЛЭП относятся активные и индуктивные сопротивления, активные и емкостные проводимости, равномерно распределенные по всей длине линии.  Рис.2.1 - Расчетная схема замещения ЛЭП Активные и индуктивные сопротивления вычисляются по расчетным удельным сопротивлениям проводов на единицу длины ЛЭП:  где  - удельное сопротивление провода, Ом/км, при температуре провода +20°С;  - длина линии, км. где  - удельное реактивное сопротивление провода, Ом/км.Удельное индуктивное сопротивление можно рассчитать по формуле:  где  - радиус провода, мм;  - относительная магнитная проницаемость материала провода; - среднегеометрическое расстояние между фазами, м.Ёмкостная проводимость линии, обусловленная емкостями между проводами, проводами и землей, рассчитывается по формуле:  где  - удельная емкостная проводимость, См/км.Удельная емкостная проводимость рассчитывается по формуле:  где - радиус провода, мм; - среднегеометрическое расстояние между фазами, м.Среднегеометрическое расстояние между фазами рассчитывается по следующей формуле:  где  - расстояние между проводами соответственно фаз a,b,c.Значения находятся в зависимости от конструктивных параметров опор.Выберем опору в соответствии с номинальным напряжением по [3]. Для одноцепных линий 220 кВ выбираем железобетонные опоры ПБ 220-1.  Рисунок 2.2 - Опора ПБ 220-1 Для унифицированной промежуточной бетонной опоры ПБ 220-1:    Среднегеометрическое расстояние между проводами фаз одной цепи:  Полученные результаты запишем в Таблицу 2.1. Таблица 2.1 - Геометрические параметры опор
Диаметр провода марки АС 300/39 согласно [3] равно 24.0 мм. Удельное активное сопротивление провода марки АС300/39 согласно [3] равно 0.098 Ом/км. Рассчитаем удельное индуктивное сопротивление и удельную емкостную проводимость провода марки АС 300/39, используя формулы выше.   Полученные результаты запишем в Таблицу 2.2. Таблица 2.2 - Удельные параметры проводов
Рассчитаем удельные активные потери, зависящие от погодных условий  , согласно [2]: где  - удельные потери электроэнергии на корону;  - удельные потери электроэнергии от токов утечки по изоляторам ВЛ; - удельные расход электроэнергии на плавку гололеда. где Т – количество часов в год. Таблица 2.3 - Потери электроэнергии в ЛЭП
 Рассчитаем параметры схемы замещения линии для участка А-2: Активное и реактивное сопротивления продольной ветви участка А-2:   Активная и реактивная проводимость поперечных ветвей участка А-2:   Генерируемая линией реактивная мощность рассчитывается по формуле:  Зарядная мощность линии в основном режиме максимальных нагрузок:  Потери активной мощности, зависящие от погодных условий:  Параметры схемы замещения остальных участков системы рассчитываются аналогично. Результаты расчетов запишем в Таблицу 2.4. Таблица 2.4 - Параметры схемы замещения ЛЭП
2) Расчет параметров схемы замещения трансформатора В исходных данных на курсовое проектирование отсутствуют варианты подстанций с различными значениями вторичных напряжений, поэтому используются в основном двухобмоточные трансформаторы. Для упрощения расчетов в схеме замещения двухобмоточных трансформаторов проводимости предлагается заменить мощностью, измеряемой заводом - изготовителем при опыте ХХ, т.е. рекомендуется схема замещения трансформаторов с отбором мощности, называемая расчетной.  Рисунок 2.3 - Расчетная схема замещения трансформатора Параметры расчетной схемы замещения трансформатора: А) Активное и реактивное сопротивления трансформатора приведенные к стороне ВН.   где  - потери активной мощности в обмотках трансформатора при опыте короткого замыкания между обмотками ВН–НН, кВт; - напряжение опыта короткого замыкания, %; - номинальная мощность трансформатора, МВА; - номинальное напряжение обмотки высшего напряжения, кВ;Б) Потери реактивной мощности и мощности в магнитопроводе трансформатора.   где  - ток холостого хода, %; - потери комплексной мощности в магнитопроводе (стали) трансформатора, МВА.Рассчитаем параметры расчетной схемы замещения для ПС 1 (трансформатор ТРДЦН – 63000/220): Активное и реактивное сопротивления трансформатора приведенные к ВН:   Потери реактивной мощности, потери мощности в магнитопроводе трансформатора и коэффициент трансформации:    Так как в пунктах устанавливаются два одинаковых трансформатора, то сэквивалентируем параметры схемы замещения трансформатора. Тогда для пункта 1 получим:    Параметры схемы замещения остальных ПС рассчитываются аналогично. Результаты расчетов запишем в Таблицу 2.5. Таблица 2.5 - Параметры схемы замещения силовых трансформаторов
Окончание таблицы 2.5
В расчетной схеме узлы не совпадают с графом проектируемой сети. Поэтому сделаем соответствие узлов между проектируемым графом и расчетной схемой. Таблица 2.6 - Соответствие узлов между проектируемым графом и расчетной схемой
Утяжеленный режим максимальных нагрузок в данном курсовом проекте создается путем отключения головной линии ЛЭП (А-1 в графе, 10-6 в расчетной схеме). Расчетная схема основного режима максимальных нагрузок представлена в графической части проекта. 2.2. Исходные данные к расчету режимов работы электрической сети на ЭВМ. 1) Основной режим максимальных нагрузок. Для подстанций 2, 3 и 5 полные мощности вычисляются по формуле:             2) Утяжеленный режим максимальных нагрузок, при отключении линии 12-6.  Составим таблицы исходных данных для расчета на ПК. Таблица 2.7 - Исходные данные для расчета основного режима максимальных нагрузок на ПК
Ветви: начала и конец, R,X,Kт. Ветви: начала и конец, R,X,Kт. Ветви: начала и конец, R,X,Kт. Ветви: начала и конец, R,X,Kт. Ветви: начала и конец, R,X,Kт. Ветви: начала и конец, R,X,Kт. Ветви: начала и конец, R,X,Kт. Ветви: начала и конец, R,X,Kт. Ветви: начала и конец, R,X,Kт. Ветви: начала и конец, R,X,Kт. Ветви: начала и конец, R,X,Kт. Ветви: начала и конец, R,X,Kт. Узел: мощность P и Q Узел: мощность P и Q Узел: мощность P и Q Узел: мощность P и Q Узел: мощность P и Q Узел: мощность P и Q Узел: мощность P и Q Узел: мощность P и Q Узел: мощность P и Q Узел: мощность P и Q Узел: мощность P и Q Таблица 2.8 - Исходные данные для расчета утяжеленного режима максимальных нагрузок на ПК
Ветви: начала и конец, R,X,Kт. Ветви: начала и конец, R,X,Kт. Ветви: начала и конец, R,X,Kт. Ветви: начала и конец, R,X,Kт. Ветви: начала и конец, R,X,Kт. Ветви: начала и конец, R,X,Kт. Ветви: начала и конец, R,X,Kт. Ветви: начала и конец, R,X,Kт. Ветви: начала и конец, R,X,Kт. Ветви: начала и конец, R,X,Kт. Ветви: начала и конец, R,X,Kт. Ветви: начала и конец, R,X,Kт. Узел: мощность P и Q Узел: мощность P и Q Узел: мощность P и Q Узел: мощность P и Q Узел: мощность P и Q Узел: мощность P и Q Узел: мощность P и Q Узел: мощность P и Q Узел: мощность P и Q Узел: мощность P и Q Узел: мощность P и Q 2.3. Результаты расчета и анализ показателей режимов работы районной сети 1) Основной режим максимальных нагрузок. Исходные данные к расчету максимальных нагрузок основного режима. 1211 242.000 0.010 Ветви , узлы , Uc , точность. 126 4.018 114.144 1.000 Ветвь : конец и начало, R,X,Kт. 2 6 1.999 50.381 20.909 Ветвь : конец и начало, R,X,Kт. 6 7 3.822 16.185 1.000 Ветвь : конец и начало, R,X,Kт. 4 7 1.999 50.381 20.909 Ветвь : конец и начало, R,X,Kт. 7 8 2.842 12.035 1.000 Ветвь : конец и начало, R,X,Kт. 5 8 2.810 79.350 34.840 Ветвь : конец и начало, R,X,Kт. 8 9 2.842 12.035 1.000 Ветвь : конец и начало, R,X,Kт. 910 4.704 19.920 1.000 Ветвь : конец и начало, R,X,Kт. 310 1.999 50.381 34.840 Ветвь : конец и начало, R,X,Kт. 1011 2.548 10.790 1.000 Ветвь : конец и начало, R,X,Kт. 111 1.999 50.381 20.909 Ветвь : конец и начало, R,X,Kт. 1112 2.548 10.790 1.000 Ветвь : конец и начало, R,X,Kт. 1 -88.350 -34.918 Узел : мощности P и Q. 2 -65.646 -34.389 Узел : мощности P и Q. 3 -64.706 -34.579 Узел : мощности P и Q. 4 -60.030 -34.021 Узел : мощности P и Q. 5 -56.054 -27.300 Узел : мощности P и Q. 6 -0.262 5.406 Узел : мощности P и Q. 7 -0.247 4.444 Узел : мощности P и Q. 8 -0.171 3.930 Узел : мощности P и Q. 9 234.167 145.128 Узел : мощности P и Q. 10 -0.255 4.925 Узел : мощности P и Q. 11 -0.228 3.161 Узел : мощности P и Q. ТАБЛИЦА 2.9 - Мощности и напряжения в узлах при основном режиме максимальных нагрузок -------------------------------------------------------------------------------- I АКТИВНAЯ I РЕАКТИВНАЯ I ДЕЙСТВИТ. IМНИМ. ЧАСТЬ I ДЕЙСТВУЮЩ. НОМЕР I МОЩН.УЗЛА I МОЩН.УЗЛА I ЧАСТЬ НАПРЯЖ I НАПРЯЖЕНИЯ I ЗНАЧЕНИЕ УЗЛА I МВТ I МВАР I КВ I КВ I НАПР,КВ -------------------------------------------------------------------------------- 1 I -88.35 I -34.92 I 11.04 I -.9784 I 11.08 2 I -65.65 I -34.39 I 11.02 I -.8044 I 11.05 3 I -64.71 I -34.58 I 6.699 I -.4097 I 6.711 4 I -60.03 I -34.02 I 11.09 I -.7154 I 11.11 5 I -56.05 I -27.30 I 6.673 I -.5022 I 6.691 6 I -.2620 I 5.406 I 239.5 I -3.403 I 239.5 7 I -.2470 I 4.444 I 240.6 I -2.744 I 240.6 8 I -.1710 I 3.930 I 243.8 I 0.4730 I 243.8 9 I 234.2 I 145.1 I 249.1 I 6.160 I 249.1 10 I -.2550 I 4.925 I 242.2 I -1.124 I 242.2 11 I -.2280 I 3.161 I 240.7 I -2.329 I 240.7 ТАБЛИЦА 2.10 – Мощности и потери мощности в сопротивлениях при основном режиме максимальных нагрузок ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ I АКТИВНАЯ I РЕАКТИВНАЯ I АКТИВ НАЯ I РЕАКТИВНАЯ I ПОТЕРИ I ПОТЕРИ BЕТВЬ I МОЩНОСТЬ I МОЩНОСТЬ I МОЩНОСТЬ I МОЩН. I АКТИВНОЙ I РЕАКТИВНОЙ I МВТ I МВАР I МВТ I МВАР I МОЩНОСТИ I МОЩНОСТИ IJ I IJ I IJ I JI I JI I МВТ I МВАР ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 12 6 I 60.24 I 21.29 I -59.96 I -20.10 I 0.2801 I 1.186 2 6 I -65.65 I -34.31 I 65.85 I 39.49 I 0.2054 I 5.177 6 7 I -6.152 I -13.98 I 6.167 I 14.04 I 0.1553E-01 I 0.6578E-01 4 7 I -60.03 I -33.94 I 60.21 I 38.37 I 0.1761 I 4.437 7 8 I -66.62 I -47.97 I 66.95 I 49.37 I 0.3309 I 1.401 5 8 I -56.06 I -27.19 I 56.26 I 32.86 I 0.2007 I 5.668 8 9 I -123.4 I -78.30 I 124.4 I 82.63 I 1.021 I 4.325 9 10 I 109.8 I 62.53 I -108.6 I -57.41 I 1.210 I 5.122 3 10 I -64.71 I -34.51 I 64.91 I 39.46 I 0.1967 I 4.956 10 11 I 43.40 I 22.87 I -43.30 I -22.43 I 0.1046 I 0.4427 1 11 I -88.35 I -34.79 I 88.68 I 43.26 I 0.3359 I 8.465 11 12 I -45.61 I -17.67 I 45.72 I 18.11 I 0.1052 I 0.4456 ТАБЛИЦА 2.11 - Суммарные нагрузочные потери мощности при основном режиме максимальных нагрузок ---------------------------------------- СУММАРНЫЕ ПОТЕРИ I СУММАРНЫЕ ПОТЕРИ АКТИВНОЙ I РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ I МОЩНОСТИ МВТ I МВАР ---------------------------------------- 4.182 I 41.69 2) Утяжеленный режим максимальных нагрузок. Исходные данные к расчету максимальных нагрузок основного режима. 1111 242.000 0.010 Ветви , узлы , Uc , точность. 2 6 1.999 50.381 20.909 Ветвь : конец и начало, R,X,Kт. 6 7 3.822 16.185 1.000 Ветвь : конец и начало, R,X,Kт. 4 7 1.999 50.381 20.909 Ветвь : конец и начало, R,X,Kт. 7 8 2.842 12.035 1.000 Ветвь : конец и начало, R,X,Kт. 5 8 2.810 79.350 34.840 Ветвь : конец и начало, R,X,Kт. 8 9 2.842 12.035 1.000 Ветвь : конец и начало, R,X,Kт. 910 4.704 19.920 1.000 Ветвь : конец и начало, R,X,Kт. 310 1.999 50.381 34.840 Ветвь : конец и начало, R,X,Kт. 1011 2.548 10.790 1.000 Ветвь : конец и начало, R,X,Kт. 111 1.999 50.381 20.909 Ветвь : конец и начало, R,X,Kт. 1112 2.548 10.790 1.000 Ветвь : конец и начало, R,X,Kт. 1 -88.350 -34.918 Узел : мощности P и Q. 2 -65.646 -34.389 Узел : мощности P и Q. 3 -64.706 -34.579 Узел : мощности P и Q. 4 -60.030 -34.021 Узел : мощности P и Q. 5 -56.054 -27.300 Узел : мощности P и Q. 6 -0.212 2.119 Узел : мощности P и Q. 7 -0.247 4.444 Узел : мощности P и Q. 8 -0.171 3.930 Узел : мощности P и Q. 9 234.167 145.128 Узел : мощности P и Q. 10 -0.255 4.925 Узел : мощности P и Q. 11 -0.228 3.161 Узел : мощности P и Q. ТАБЛИЦА 2.12 - Мощности и напряжения в узлах при утяжеленном режиме максимальных нагрузок -------------------------------------------------------------------------------- I АКТИВНAЯ I РЕАКТИВНАЯ I ДЕЙСТВИТ. IМНИМ. ЧАСТЬ I ДЕЙСТВУЮЩ. НОМЕР I МОЩН.УЗЛА I МОЩН.УЗЛА I ЧАСТЬ НАПРЯЖ I НАПРЯЖЕНИЯ I ЗНАЧЕНИЕ УЗЛА I МВТ I МВАР I КВ I КВ I НАПР,КВ -------------------------------------------------------------------------------- 1 I -88.35 I -34.92 I 10.91 I -1.096 I 10.97 2 I -65.65 I -34.39 I 10.10 I -1.668 I 10.24 3 I -64.71 I -34.58 I 6.558 I -.5484 I 6.581 4 I -60.03 I -34.02 I 10.35 I -1.408 I 10.45 5 I -56.05 I -27.30 I 6.301 I -.8467 I 6.358 6 I -.2120 I 2.119 I 222.2 I -21.34 I 223.3 7 I -.2470 I 4.444 I 226.6 I -17.15 I 227.2 8 I -.1710 I 3.930 I 232.5 I -11.32 I 232.8 9 I 234.2 I 145.1 I 240.8 I -3.024 I 240.9 10 I -.2550 I 4.925 I 237.8 I -5.906 I 237.9 11 I -.2280 I 3.161 I 238.5 I -4.725 I 238.5 ТАБЛИЦА 2.13 - Мощности и потери мощности в сопротивлениях при утяжеленном режиме максимальных нагрузок ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ I АКТИВНАЯ I РЕАКТИВНАЯ I АКТИВ НАЯ I РЕАКТИВНАЯ I ПОТЕРИ I ПОТЕРИ B ЕТВЬ I МОЩНОСТЬ I МОЩНОСТЬ I МОЩНОСТЬ I МОЩН. I АКТИВНОЙ I РЕАКТИВНОЙ I МВТ I МВАР I МВТ I МВАР I МОЩНОСТИ I МОЩНОСТИ IJ I IJ I IJ I JI I JI I МВТ I МВАР ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 2 6 I -65.64 I -34.30 I 65.88 I 40.33 I 0.2393 I 6.031 6 7 I -66.09 I -38.21 I 66.54 I 40.10 I 0.4469 I 1.892 4 7 I -60.03 I -33.95 I 60.22 I 38.97 I 0.1993 I 5.022 7 8 I -127.0 I -74.64 I 128.2 I 79.70 I 1.195 I 5.059 5 8 I -56.05 I -27.24 I 56.27 I 33.52 I 0.2224 I 6.281 8 9 I -184.6 I -109.3 I 187.1 I 119.5 I 2.414 I 10.22 9 10 I 47.08 I 25.52 I -46.85 I -24.53 I 0.2325 I 0.9846 3 10 I -64.70 I -34.56 I 64.91 I 39.71 I 0.2046 I 5.156 10 11 I -18.31 I -10.26 I 18.33 I 10.34 I 0.1984E-01 I 0.8403E-01 1 11 I -88.35 I -34.90 I 88.69 I 43.55 I 0.3430 I 8.645 11 12 I -107.3 I -50.73 I 107.9 I 53.40 I 0.6304 I 2.670 ТАБЛИЦА 2.14 - Суммарные нагрузочные потери мощности при утяжеленном режиме максимальных нагрузок ---------------------------------------- СУММАРНЫЕ ПОТЕРИ I СУММАРНЫЕ ПОТЕРИ АКТИВНОЙ I РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ I МОЩНОСТИ МВТ I МВАР ---------------------------------------- 6.147 I 52.05 2.4. Расчет основного режима максимальных нагрузок методом последовательных приближений в два этапа участка ветви-линии (7-8)  Рисунок 2.4 - Расчетная схема ветви 7-8 Дано:  Найти: мощности и токи в ветвях, напряжение в узлах, потери в линии, коэффициент полезного действия и построить векторную диаграмму. 1. Первый этап – расчет мощностей в ветвях при номинальном напряжении линии. 1) Нагрузочные (переменные) потери мощности в проводах:  2) Мощность в начале линии:  3) Мощности в поперечных ветвях:  4) Мощности, подходящая к узлу 7 и выходящая из узла 8:  5) Потери мощности в ЛЭП:  2. Второй этап – расчет напряжения в узле 8 при условии, что в начале линии задано напряжение  .6) Падение напряжения в проводах ЛЭП:  7) Комплексное напряжение в узле 8:  8) Модуль напряжения в узле 8:  9) Абсолютные и относительные значения потери напряжения:  3. Расчет токов в линии. 10) Ток нагрузки:  11) Ток в поперечной ветви:  12) Ток в проводе ЛЭП:  13) Ток в поперечной ветви:  14) Ток, подходящий к узлу 7:  15) Коэффициент полезного действия режима работы линии:  Векторная диаграмма напряжений и токов представлена в графической части. |
,
,
, МВАр
, МВАр
,
, м
, м
, м
, м
, МВт
, кВт
, кВт
,МВАр