Главная страница
Навигация по странице:

  • Содержание отчета 1

  • Список используемой литературы.

    		•

    Лабораторная работа № 7. Лабораторная работа 7 Тема Расчет и анализ параметров установившихся режимов ра боты электрической сети смешанной конфигурации с независимыми участками


    Скачать 0.59 Mb.
    НазваниеЛабораторная работа 7 Тема Расчет и анализ параметров установившихся режимов ра боты электрической сети смешанной конфигурации с независимыми участками
    Дата21.04.2023
    Размер0.59 Mb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлаЛабораторная работа № 7.docx
    ТипЛабораторная работа
    #1078169

    Лабораторная работа № 7

    Тема: «Расчет и анализ параметров установившихся режимов ра-

    боты электрической сети смешанной конфигурации с независимыми

    участками».

    Цель: получение практических навыков по точному электриче-

    скому расчету режимов работы электрических сетей смешанной кон-

    фигурации с независимыми участками.
    Содержание отчета

    1. Приближенный расчет потокораспределения в электрической сети

    2. Расчет потокораспределения в радиально-магистральной сети

    3 Расчет потокораспределения в сети с замкнутым контуром

    4. Выбор номинальных напряжений в электрической сети

    4.1 Выбор номинальных напряжений в радиально-магистральной сети

    4.2 Выбор номинальных напряжений в сети с замкнутым контуром

    5. Баланс активной и реактивной мощности электрической сети

    6. Определение необходимости установки и выбор компенсирующих устройств

    7. Выбор трансформаторов

    8. Выбор сечений проводов воздушных линий электропередачи

    9. Составление схемы замещения электрической сети и определение ее параметров

    10. Разработка схемы электрических соединений сети

    1. Задание и исходные данные для проектирования
    Спроектировать электрическую сеть для электроснабжения указанных потребителей от электрической системы. Месторасположение источника питания и потребителей электроэнергии указано на рисунке 1.1, а их характеристики в таблице 1.1. Электрическая сеть расположена в объединенной энергосистеме (ОЭС) Сибири, II районе по гололеду.

    В таблице 1.1 даны значения активной мощности нагрузок потребителей в максимальном режиме , МВт


    Рисунок 1.1
    Расстояние между точками:

    , , , ,

    , , , ,
    Таблица 1.1 – Характеристика источника питания и потребителей электроэнергии

    Параметр
    Pi, МВт
    cosΦi
    Qi, Мвар
    lSil, МВа

    Tmi, ч
    Uнн, кВ
    Для нагрузки 3-й категории d3i,%

    Источник питания 0
    -
    0,95
    -
    -
    -
    -
    -

    Подстанция 1
    26
    0,65
    30,397
    40
    3800
    10
    0%

    Подстанция 2
    23
    0,75
    20,273
    30,66
    4200
    10
    0%

    Подстанция 3
    27
    0,62
    34,157
    43,54
    4600
    10
    25%

    Подстанция 4
    26
    0,77
    21,534
    33,76
    3500
    10
    0%


    1. Приближенный расчет потокораспределения в электрической сети
    2. Расчет потокораспределения в радиально-магистральной сети
    Нормальный режим.

    Составим схему радиально-магистральной сети в нормальном режиме (рисунок 2.1).


    Рисунок 2.1 – Нормальный режим
    Расставим направление потоков мощности на участках сети (рисунок 2.1)и рассчитаем потоки мощности для участков сети:







    мощность нагрузки берем из таблицы.

    Послеаварийный режим.

    Составим схему радиально-магистральной сети в послеаварийном режиме, когда одна из цепей ЛЭП выведена из строя (рисунок2.2).



    Рисунок 2.2 – Послеаварийный режим
    Расставим направление потоков мощности на участках сети (рисунок 2.2) и рассчитаем потоки мощности для участков сети:







    3. Расчет потокораспределения в сети с замкнутым контуром
    Нормальный режим.

    Составим схему сети с замкнутым контуром в нормальном режиме (рисунок 3.3).


    Рисунок 3.3 – нормальный режим
    Расставим направление потоков мощности на участках сети (рисунок 3.3).

    Рассчитаем потоки мощности, передающиеся по участкам сети с замкнутым контуром:

    Рассчитаем мощность, передающуюся через радиальный участок 043



    Рассчитаем потоки мощности для головных участков сети 01 и 02 по правилу электрических моментов:



    Рассчитаем потоки мощности для остальных промежуточных участков сети 12 по первому закону Кирхгофа:



    Послеаварийный режим.

    Составим схему сети с замкнутым контуром в послеаварийном режиме (рисунок 3.4). В данной сети наиболее загруженным головным участком в нормальном режиме является участок 01. Рассматривая послеаварийный режим сети, предположим, что данный участок вышел из строя.



    Рисунок 3.4 – Послеаварийный режим
    Рассчитаем потоки мощности для участков сети:







    4. Выбор номинальных напряжений в электрической сети
    4.1 Выбор номинальных напряжений в радиально-магистральной сети
    Значения величин P и Q берем из пункта 3.

    Номинальное напряжение =110кВ для каждого участка сети определяются по формуле Стилла:









    Для всех участков напряжение округляем до двух ближайших значений =35кВ, =110кВ.

    Полученные значения напряжения проверяем по допустимой суммарной потере напряжения в сети в нормальном и послеаварийном режимах.

    Для 35 кВ =0,3 Ом, =0,4 Ом.

    При =35кВ
    7










    Проверка в послеаварийном режиме

    После проверки в нормальном и послеаварийном режимах окончательно принимаем напряжение для всех участков радиально-магистральной сети.
    4.2 Выбор номинальных напряжений в сети с замкнутым контуром
    Т.к. в кольце применяется одно напряжение, то для кольца номинальное напряжение определяют по самому загруженному участку.





    Для 0120 по наиболее загруженному участку 01



    Для всех участков напряжение округляем до двух ближайших значений ,

    При



    Т.к. условие не выполняется, то напряжение 35 кВ для данной сети не подходит.

    При



    Принимаем номинальное напряжение на радиальном участке сети 043=35кВ

    Проверка в нормальном режиме:



    Т.к. условие не выполняется, то напряжение для данной сети не подходит.

    Принимаем номинальное напряжение радиального участка сети 043

    Проверка в нормальном режиме:



    Т.к. для номинального условия проверки в нормальном режиме выполняются на участке 043, то номинальное напряжение принимаем 110 кВ.

    На кольцевом участке принимаем 100кВ





    Проверка в послеаварийном режиме, когда из строя выходит наиболее загруженный участок 01:

    После проверки в нормальном и послеаварийном режимах окончательно принимаем напряжение =110кВ для всех участков радиально-магистральной сети и сети с замкнутым контуром.
    5. Баланс активной и реактивной мощности электрической сети
    Значения и берутся из таблицы 1.1.

    Коэффициент одновременности потребления активной мощности =0,95; ; резервная активная мощность сети: . Коэффициент одновременности потребления реактивной мощности = 0,95; ; резервная реактивная мощность сети: ; .

    Приближенный баланс активной мощности в сети рассчитывается по выражению:
    .
    Суммарная активная мощность нагрузок, питающихся от сети:
    .
    Активная мощность, необходимая для покрытия потребностей потребителей сети:

    .

    Считаем, что установленная мощность генераторов источника питания достаточна для покрытия потребностей сети:

    ;



    Реактивная мощность, выдаваемая источником питания в сеть, определяется по выражению:

    .
    Приближенный баланс реактивной мощности радиально-магистральной сети рассчитывается по выражению:














    ,








    Приближенный баланс реактивной мощности в сети, имеющей замкнутый контур.
















    ,







    6. Определение необходимости установки и выбор компенсирующих устройств
    – необходимая мощность компенсирующих устройств.
    Т.к. , то необходима установка компенсирующих устройств в сети. Используя в расчетах величины , (из пункта 5) и , , (из таблицы 1.1), распределяем суммарную мощность компенсирующих устройств по подстанциям:
    ,
    где - коэффициент суммарной мощности нагрузок всех подстанций сети после установки компенсирующих устройств:
    ,








    Определяем необходимое количество батарей конденсаторов:
    .

    Уточняем мощности нагрузок подстанций на основании выбранных батарей конденсаторов:
    .






    Результаты выбора компенсирующих устройств сведем в таблицу 6.1.
    Таблица 6.1 – Выбор компенсирующих устройств

    Номер п/ст
    tgΦб
    Qкуi Мвар
    Тип БК
    Qбк Мвар
    ni, шт.
    Qкуi= n*Qбк, Мвар
    QкуΣ, Мвар

    Si, МВА

    1
    0,18
    25,7
    КСКГ-1,05-125

    7,9
    3
    25,7
    88,4
    26+j 6,7

    2
    16,4
    2
    16,4
    23+j 4,5

    3
    29,4
    4
    29,4
    27+j2,6

    4
    16,9
    2
    16,9
    26+j5,7


    Приближенный расчет потокораспределения в радиально-магистральной сети в нормальном режиме:







    Приближенный расчет потокораспределения в радиально-магистральной сети в послеаварийном режиме.

    Послеаварийный режим







    Сеть с замкнутым контуром. Нормальный режим



    Для головных участков:







    Приближенный расчет потокораспределения в сети, имеющей замкнутый контур, в послеаварийном режиме, когда выходит из строя участок 01.








    7. Выбор трансформаторов
    При питании потребителей 1 и 2 категорий по надежности электроснабжения на подстанции улавливаются два параллельно работающих трансформатора одинаковой мощности.

    Результаты выбора трансформаторов сведем в таблицу 7.1, при это используем следующие формулы:

    Мощность каждого из трансформаторов выбирается по выражению:
    ,
    где =1,4 – коэффициент перезагрузки; значения величины берем из пункта 6.

    На подстанции 1 устанавливаем два трансформатора

    Выбираем на подстанции 1 два трехфазных трансформатора ТРДН-25000/110.

    На подстанции 2 устанавливаем два трансформатора, необходимая мощность каждого из которых

    Выбираем на подстанции 2 два трехфазных двухобмоточных трансформатора ТРДН-25000/110

    На подстанции 3 устанавливаем два трансформатора, необходимая мощность каждого из которых

    Выбираем на подстанции 3 два трехфазных двухобмоточных трансформатора ТРДН-25000/110

    На подстанции 4 устанавливаем два трансформатора, необходимая мощность каждого из которых

    Выбираем на подстанции 4 два трехфазных двухобмоточных трансформатора ТРДН-25000/110
    Таблица 7.1 – Выбор трансформаторов на подстанциях

    Номер п/ст
    Кол-во трасформаторов
    Sном тр, МВА
    │Sнавi│/Kпер, МВА
    Тип трансформатора

    1
    2
    25
    19,18
    ТРДН 25000/110

    2
    2
    25
    16,74
    ТРДН 25000/110

    3
    2
    25
    19,38
    ТРДН 25000/110

    4
    2
    25
    19,01
    ТРДН 25000/110


    Таблица 7.2 – Справочные и расчетные данные трансформаторов

    Тип
    Sном тр, МВ*А
    ± nЧE0, %
    Uном ВН, кВ
    Uном НН, кВ
    Uкз, %
    ∆Pкз, кВт
    ∆Pхх, кВт
    Iхх, кВт
    Rтр Ом
    Хтр, Ом
    ∆Qхх, квар

    ТРДН-25000/110
    25
    ± 9Ч1,78
    115
    10,5/10,5
    10,5
    120
    27
    0,7
    2,54
    55,9
    175


    8. Выбор сечений проводов воздушных линий электропередачи
    Для воздушных линий напряжением 110 кВ выбираем сталеалюминевые провода марки АС.

    Результаты выбора и проверки сечений проводов воздушных ЛЭП сведем в соответствующие таблицы 8.1 и 8.2, при этом используя следующие формулы:
    ; , значение величины берется из пункта 6.
    Таблица 8.1 – Выбор сечений проводов воздушных ЛЭП радиально-магистральной сети

    Участок
    │Sнр│,МВА
    Iнр, А
    │Sнав│, МВА
    Iнав, А
    Iдоп, А
    Марка провода

    01
    25,13
    132
    38,55
    202
    450
    АС-150 / 24

    12
    11,72
    62
    23,44
    123
    390
    АС-120 / 19

    03
    13,56
    71
    27,13
    142
    390
    АС-120 / 19

    04
    13,20
    69
    26,62
    14
    265
    АС-70 / 11


    Таблица 8.2 – Выбор сечений проводов воздушных ЛЭП сети с замкнутым контуром

    Участок
    │Sнр│,МВА
    Iнр, А
    Iдоп, А
    Марка провода

    01
    30,70
    161
    450
    АС-150

    12
    3,90
    2
    390
    АС-120

    02
    19,57
    103
    390
    АС-120

    04
    26,82
    141
    390
    АС-120

    34
    13,56
    71
    330
    АС-95


    Таблица 8.3 – Проверка сечений проводов воздушных ЛЭП радиально-магистральной сети

    Уч-ток
    Sнавр, МВА при выходе из строя участка
    │Sнавр│, МВА при выходе из строя участка
    Iнавр, А при выходе из строя участка
    Iнаврмах, А
    Окончательная марка F, мм
    Iдоп, А

    01
    02
    01
    02
    01
    02

    01
    -
    49+J11,2
    -
    50,26
    -
    264
    264
    АС-185/29

    510

    12
    26,5+J6,7
    23+J4,5
    27,33
    23,43
    143
    123
    143
    АС-120/19

    390

    02
    49+J11,2
    -
    50,26
    -
    264
    -
    264
    АС-185/29

    510

    04
    26,5+J1,3
    26,5+J1,3
    26,53
    26,53
    139
    139
    139
    АС-120/19

    390

    34
    13,5+J1,3
    13,5+J1,3
    13,56
    13,56
    71
    71
    71
    АС-95/16

    330


    Рассчитаем мощность, проходящую по участку сети при повреждении участка 02



    9. Составление схемы замещения электрической сети и определение ее параметров
    Схема замещения радиально-магистральной сети представлена на рисунке 9.1, а сети с замкнутым контуром – на рисунке 9.2.

    Результаты расчета параметров схем замещения воздушных линий электропередач и трансформаторов приведены в таблицах 9.1-9.2.


    Рисунок 9.1 – Схема замещения радиально-магистральной сети


    Рисунок 9.2 – Схема замещения сети с замкнутым контуром

    Параметры схем замещения элементов электрической сети определяются следующим образом:

    Для одноцепной ВЛЭП:
    ; ; .
    Для двухцепной ВЛЭП:
    ; ; .
    Для однотрансформаторной подстанции:
    ; .
    Для двухтрансформаторной подстанции:
    ; ,
    значения величин и берем из таблицы 7.1.
    Таблица 9.1 – Параметры схемы замещения ВЛЭП электрических сетей

    Уч-к сети
    Кол-во цепей ЛЭП
    Марка провода
    Uном, кВ
    Lуч, км
    r0, Ом/км
    x0, Ом/км
    b0 Ч10-6, См/км

    Rуч, Ом
    Xуч, Ом
    Q'учс,Q"учс, Мвар

    Радиально-магистральная сеть

    01
    2
    АС-150/ 24
    110
    24
    0,198
    0,42
    2,7
    2,376
    5,04
    0,784

    12
    2
    АС-120/ 19
    110
    22
    0,249
    0,427
    2,66
    2,74
    4,70
    0,709

    03
    2
    АС-120/ 19
    110
    66
    0,249
    0,427
    2,66
    8,22
    14,09
    2,125

    04
    2
    АС-70/11
    110
    44
    0,428
    0,444
    2,55
    18,83
    19,54
    0,678

    Сеть с замкнутым контуром

    01
    1
    АС-185/29

    110
    12
    0,162
    0,413
    2,75
    1,94
    4,96
    0,2

    12
    1
    АС-120/19

    110
    11
    0,249
    0,427
    2,66
    2,74
    4,70
    0,177

    02
    1
    АС-185/29

    110
    21
    0,162
    0,413
    2,75
    3,40
    8,67
    0,349

    04
    2
    АС-120/19

    110
    44
    0,249
    0,427
    2,66
    5,48
    9,39
    1,417

    34
    2
    АС-95/16

    110
    30
    0,306
    0,434
    2,61
    4,59
    6,51
    0,947


    Таблица 9.2 – Параметры схемы замещения трансформаторов

    Номер п/ст
    Кол-во тр-ров, шт
    Тип трансформатора
    Sномтр, МВА
    ∆Pхх,МВт
    Iхх, %
    ∆Sст, МВА
    Zтр=Rтр+jXтр, Ом

    1
    2
    ТРДН 25000/110
    25
    0,027
    0,7
    0,054+j0,35
    1,27+j27,95

    2
    2
    ТРДН 25000/110
    25
    0,027
    0,7
    0,054+j0,35
    1,27+j27,95

    3
    2
    ТРДН 25000/110
    25
    0,027
    0,7
    0,054+j0,35
    1,27+j27,95

    4
    2
    ТРДН 25000/110
    25
    0,027
    0,7
    0,054+j0,35
    1,27+j27,95


    10. Разработка схемы электрических соединений сети
    Схема электрических соединений радиально-магистральной сети представлена на рисунке 10.1, а в сети с замкнутым контуром – на рисунке 10.2.


    Рисунок 10.1 – Схемы электрических соединений радиально-магистральной сети


    Рисунок 10.2 – Схемы электрических соединений сети с замкнутым контуром
    Полная мощность нагрузок потребителей определяется, исходя из активной мощности нагрузки и коэффициента мощности потребителей, указанных в таблице 1.1.
    , .

    Список используемой литературы.

    1. Идельчик В.И. Электрические системы и сети. - М.: ООО «Издательский дом Альянс», 2009. - 592с.

    2. Акишин Л.А. Математические задачи электроэнергетики. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2006. -24с.

    3. Электрические системы. Математические задачи электроэнергетики / Под ред. В.А. Веникова. Т-1. - М.: Высшая школа, 1981. - 334с.

    4. Демидович Б.П., Марон И.А. Основы вычислительной математики. - М.: Наука, 1970 - 664с.

    написать администратору сайта