Расчётно-графическая работа №1 по курсу“Электрические сети систем электроснабжения” на тему “Расчёт режимов электрических сетей” 




Скачать 183,75 Kb.
НазваниеРасчётно-графическая работа №1 по курсу“Электрические сети систем электроснабжения” на тему “Расчёт режимов электрических сетей” 
Дата публикации26.06.2013
Размер183,75 Kb.
ТипДокументы
pochit.ru > Физика > Документы


МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО

ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра электрооборудования

РАСЧЁТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА №1



по курсу“Электрические сети систем электроснабжения”

на тему “Расчёт режимов электрических сетей”

Выполнил студент

гр.ЭО-97-2 Романовский Р.Ю.

_______________________________

"____"______________________1999

Принял доцент к.т.н.

Бойчевский В.И.

_______________________________

_______________________________

"____"______________________ 1999




Липецк 1999



ОГЛАВЛЕНИЕ
ЗАДАНИЕ НА РГЗ ………………………………………………………….. ………… 3

^ 1.СОСТАВЛЕНИЕ СХЕМЫ ЗАМЕЩЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ И РАСЧЁТ

ЕЁ ПАРАМЕТРОВ………………………………………………………………………. 5

1.1. Расчёт параметров линии …………………………………………………………. 5

1.2. Расчёт параметров трансформатора ……………………………………………… 7 1.3. Составление схемы замещения сети ……………………………………………. 10 2.РАСЧЁТ ПАРАМЕТРОВ РАБОЧЕГО РЕЖИМА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ …… 11 ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………………….. 22

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК …………………………………………. 23

^ ЗАДАНИЕ НА РГЗ
От шин районной подстанции 1 (п/ст 1) по двухпроводной воздушной ЛЭП осуществляется электроснабжение понизительной подстанции 2 (п/ст 2), на которой установлено два одинаковых трёхобмоточных трансформатора Тр 1 и Тр 2.Схема описанной электрической сети представлена на рис.1, а исходные данные (действующее значение напряжения на шинах узловой подстанции 1 U1; длина ЛЭП от п/ст 1 до п/ст 2 l; марка провода ЛЭП; расположение проводов на опорах; расстояние между осями фаз D; число проводов в фазе n; шаг расщепления аСР; тип трансформатора; номинальные напряжения обмоток высшего, среднего и низшего напряжения UВН/UСН/UНН; нагрузки трансформаторов на сторонах среднего и низшего напряжений и ) приведены в табл.1. Параметры трансформатора приведены в табл.2. Размеры заданной марки провода приведены в табл.3.

Вариант №30


Тр 1

п/ст 1

п/ст 2




Тр 2

U1

l




Рис.1 Схема электрической сети


Таблица 1

^

Исходные данные к РГЗ


Номер варианта
^

Параметры электрической сети




U1,

кВ



l,

км

Марка провода

Расположение

проводов на опорах



D,

м



n



аCР,

мм


Тип

трансформатора



UВН/UСН/UНН,

кВ



,

МВА



,

МВА



30



165



115

АС-400/22

В вершинах треугольника



5,8



1



__

ТДТН-40000/150



158/22/6,6



31+11j




22+6j



Таблица 2

^

Параметры трансформатора


Мощность

SНОМ.ТР, МВА




Тип

Пределы

регулирования напряжения, %
^

Каталожные данные


UНОМ, кВ

UК, %



РК,

кВт



РХ,

кВт



IХ,

%`


ВН


СН


НН


В-С


В-Н


С-Н










40

ТДТН-

40000/150

81,5


158


22

6,6

10,5

18

6

185

53

0,8



Таблица 3

^

Расчётные данные сталеалюминиевого провода АС


Номинальные сечения,

мм2

(алюминий / сталь)

Сечение проводов, мм2

Диаметр провода,

Мм

алюминиевых

стальных

400/22

394

22,0

26,6


^ 1. СОСТАВЛЕНИЕ СХЕМЫ ЗАМЕЩЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ И

РАСЧЁТ ЕЁ ПАРАМЕТРОВ
1.1. Расчёт параметров линии
В курсе “ТОЭ” было рассмотрено, что любая длинная линия является линией с распределёнными параметрами, которую можно представить в виде множества соединённых в цепочку элементарных участков, каждый из которых может быть представлен в виде “П” – образной схемы замещения с одинаковыми значениями погонных параметров ZП и YП, где: ZП = RП + jXП – продольное погонное сопротивление линии; YП = gП +jbП – поперечная погонная проводимость линии. Так как в нашем случае используется относительно короткая ЛЭП (l < 300, км), то распределённые параметры можно заменить на сосредоточенные. Сделав данное допущение, расчетаем параметры ЛЭП.

Найдём активное сопротивление проводов линии. Так как обе цепи исследуемой ЛЭП имеют одинаковые параметры, то их можно объединить в одну. При этом суммарное сечение провода увеличивается вдвое, то полное сопротивление линии уменьшится, а проводимость увеличится в два раза
l, (1.1)
где -удельное сопротивление активной части провода, для алюминия=28,8, Оммм2/км ;

F – сечение активной части провода, мм2;

l – длина ЛЭП, км.
^
Подставляя значения в формулу (1.1), получим


, Ом.

Найдём реактивное сопротивление линии


l, (1.2)

где DСР – расстояние между осями фаз, мм: DСР=D, так как провода расположены в вершинах треугольника;

r – радиус провода, мм: r = d/2 = 26,6/2 = 13,3, мм;

 - магнитная проницаемость материала проводника ( для цветных металлов  = 1, Гн/м ).
^
Подставляя значения в формулу (1.2), получим


115=22,834, Ом.
Тогда выражение для полного сопротивления линии примет вид
ZЛ = RЛ + jХЛ = 4,203 + j22,834, Ом.
Найдём критическое фазное напряжение
, (1.3)
где mО – коэффициент, учитывающий состояние поверхности провода (mО=0,85);

mn - коэффициент, учитывающий состояние погоды (mn=0,8);

 - коэффициент, учитывающий атмосферное давление и температуру

воздуха ( = 0,97).
^
Подставляя значения в формулу (1.3), получим


, кВ.
Найдем фазное напряжение сети UФ
, кВ.
Так как критическое фазное напряжение UКР.Ф, при котором возможно появление короны, больше UФ ( 141,542>95,263), то потери на корону незначительны и активной проводимостью, обусловленной этими потерями, можно пренебречь.

Найдём реактивную проводимость для половины двухцепной линии

, См. (1.4)
С учётом (1.4) найдём зарядную мощность, генерируемую ёмкостной проводимостью, для половины двухцепной линии и получим
, (1.5)
где U – линейное напряжение в линии, кВ.

Подставляя значения в формулу (1.5), получим
, Мвар.

1.2.Расчёт параметров трансформатора
Так как оба трансформатора исследуемой сети имеют одинаковые параметры, то их можно объединить в один. При этом полное сопротивление каждой фазы трансформатора уменьшится вдвое.

Найдём активные сопротивления обмоток каждой фазы трансформатора, приведённые к высшей обмотке. Так как обмотки трансформатора рассчитаны на одинаковую мощность, то их активные сопротивления будут равны RТР.В=RТР.С=RТР.Н=RТР
, (1.6)
где РК – потери короткого замыкания в трансформаторе, кВт;

UН.ВН – номинальное напряжение высшей обмотки трансформатора, кВ;

SН – номинальная мощность трансформатора, МВА.

Подставляя значения в формулу (1.6), получим
, кОм.

Найдём реактивные сопротивления трансформатора.

Для обмотки ВН:
, (1.7)
где UКВ – напряжение короткого замыкания обмотки ВН, %:

UКВ = 0,5(UК.(В-С) + UК.(В-Н) - UК.(С-Н))=0,5(10,5+18-6)=11,25, %

где - UК.(В-С) , UК.(В-Н) , UК.(С-Н) – напряжения короткого замыкания для каждой

пары обмоток, %;

UН.ВН – номинальное напряжение обмотки ВН трансформатора, кВ;

SН – номинальная мощность трансформатора, МВА.

Подставляя значения в формулу (1.7), получим
, Ом.
Выражение для полного сопротивления обмотки ВН примет вид
ZВ = RТР + jХТР.В = 0,722+j35,106, Ом.
Для обмотки СН:
, (1.8)
где UКС – напряжение короткого замыкания обмотки СН, %:

UКС = 0,5(UК.(В-С) + UК.(С-Н) - UК.(В-Н))=0,5(10,5+6-18)=-0,750, %

где - UК.ВС , UК.ВН , UК.СН – напряжения короткого замыкания для каждой

пары обмоток, %.

Подставляя значения в формулу (1.8), получим
, Ом.
Из-за взаимного влияния обмоток CH и НН, магнитное поле СН скомпенсировано, поэтому значение реактивного сопротивления обмотки СН будем считать приблизительно равным нулю.

Тогда выражение для полного сопротивления обмотки СН примет вид
ZС = RТР + jХТР.С = 0,722, Ом.

Для обмотки НН:
, (1.9)
где UКН – напряжение короткого замыкания обмотки НН, %:

UКН = 0,5(UК.(В-Н) + UК.(С-Н) - UК.(В-С))=0,5(18+6-10,5)=6,750, %

где - UК.(В-С) , UК.(В-Н) , UК.(С-Н) – напряжения короткого замыкания для каждой

пары обмоток, %.

Подставляя значения в формулу (1.9), получим

, Ом.
Выражение для полного сопротивления обмотки НН примет вид

ZН = RТР + jХТР.Н = 0,722+j21,063, Ом.
Активные и реактивные проводимости трансформатора заменяются потерями мощности, связанными с намагничиванием стали, Р, Q. Так как число параллельно работающих одинаковых трансформаторов n равно двум, то потери активной мощности холостого хода увеличатся вдвое.

Потери реактивной мощности холостого хода определяются по формуле (1.10)

, (1.10)
где n – число параллельно работающих одинаковых трансформаторов;

IХ – ток холостого хода, %;

SН – номинальная мощность трансформатора, кВА.

Подставляя значения в формулу (1.10) получим
, кВар.
Выражение для потерь холостого хода трансформатора будет иметь вид
, кВА.

1.2.Составление схемы замещения сети
Составим схему замещения электрической сети, представленной на рис.1.

В нашем случае схема замещения сети может быть упрощена. Так как активная проводимость не учитывается, а действие ёмкостей отражается значениями генерируемой ими реактивной мощности, то схема замещения электрической сети примет вид, представленный на рис.1.1.


^

Рис.1.1 Схема замещения электрической сети



2. РАСЧЁТ ПАРАМЕТРОВ РАБОЧЕГО РЕЖИМА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

СЕТИ
Расчёт параметров рабочего режима будем проводить применительно к электрической сети, схема замещения которой приведена на рис. 2.1.



U0

U2


Рис.2.1. Схема замещения электрической сети
Проведём расчёт первого приближения потокораспределения (нулевая итерация).

Этот приближённый расчёт, суть которого заключается в том, что все напряжения U в узловых точках сети принимают равными одному значению, т.е. расчёт потокораспределения осуществляется без учёта падения напряжения в линии. Примем в трансформаторе U равным номинальному напряжению трансформатора, а в линии равным напряжению в начале линии. Расчёт начинают вести от конца линии, т.е. от пункта, где известно распределение нагрузки.

Потери мощности в обмотках трансформатора и сопротивлениях линии определяются по формуле (2.1)

, (2.1)
где P – активная составляющая полной мощности, оттекающей от исследуемого

участка, МВА;

Q - реактивная составляющая полной мощности, оттекающей от исследуемого

участка, МВА;

U – напряжение исследуемого участка, кВ;

R – активное сопротивление исследуемого участка, Ом;

X - реактивное сопротивление исследуемого участка, Ом;

Определим потери мощности в обмотке НН по формуле (2.1)
, МВА.
Мощность в начале обмотки НН
, МВА.

Определим потери мощности в обмотке СН по формуле (2.1)
, МВА.
Мощность в начале обмотки СН
, МВА.
Мощность в конце обмотки ВН
, МВА.

Определим потери мощности в обмотке ВН по формуле (2.1)
, МВА.
Мощность в начале обмотки ВН
, МВА.
Мощность, подводимая к обмотке ВН с учётом потерь ХХ
, МВА.
Мощность в конце сопротивления линии

, МВА.
Определим потери мощности в продольном сопротивлении линии по формуле (2.1)

, МВА.
Мощность в начале сопротивления линии
, МВА.
Мощность в начале линии с учётом реактивной мощности
, МВА.
В результате нулевой итерации была определена мощность в начале линии. Напряжение и мощность в начале линии являются исходными данными для проведения расчёта второго приближения потокораспределения (первая итерация), в результате которого определяются напряжения в узловых точках сети с учётом их падения, т.е. распределение напряжений, а также уточняются распределение мощностей в линии. Расчёт ведётся по данным начала линии, т.е. от начала к концу.

Потери мощности в обмотках трансформатора и сопротивлениях линии определяются по формуле (2.2)
, (2.2)
где P – активная составляющая полной мощности, подтекающей к исследуемому

участку, МВт;

Q - реактивная составляющая полной мощности, подтекающей к исследуемо-

му участку, МВар;

U – напряжение исследуемого участка, кВ;

R – активное сопротивление исследуемого участка, Ом;

X - реактивное сопротивление исследуемого участка, Ом;

Определим мощность в начале сопротивления линии
, МВА.
Определим потери мощности в продольном сопротивлении линии

по формуле (2.2)
Мощность в конце сопротивления линии
, МВА.
Определим напряжение в конце сопротивления линии
, (2.3)
где UЛ(1) – потеря напряжения в сопротивлении линии,
, (2.4)

где РЛ(1) и QЛ(1) - активная и реактивная составляющие полной мощнос-

ти в начале сопротивления линии;

RЛ и ХЛ - активная и реактивная составляющие полного сопротив-

ления линии.

UЛ(1) – падение напряжения в сопротивлении линии,
. (2.5)
Подставляя (2.4) и (2.5) в (2.3), получим
. (2.6)
Подставляя численные значения в формулу (2.6), получим
, кВ.
Найдем мощность на входе трансформатора
, МВА.
Мощность в начале обмотки ВН с учётом потерь холостого хода
, МВА.

Определим потери мощности в обмотке ВН по формуле (2.2)
, МВА.
Мощность в конце обмотки ВН
, МВА.
Определим напряжение в конце обмотки ВН (нулевая точка трансформатора)
, (2.7)

где UВ(1) – потеря напряжения в сопротивлении высшей обмотки трансформатора,

, (2.8)

где РВ(1) и QВ(1) - активная и реактивная составляющие полной мощнос-

ти в начале высшей обмотки трансформатора;

RТР и ХТР.В - активная и реактивная составляющие полного сопротив-

ления высшей обмотки трансформатора.

UВ(1) – падение напряжения в сопротивлении высшей обмотки трансформатора,

. (2.9)

Подставляя (2.8) и (2.9) в (2.7), получим
. (2.10)
Подставляя численные значения в формулу (2.10), получим
, кВ.

^

Найдём распределение мощности в узле трансформации.

Мощность в начале обмотки СН можно определить по формуле


, (2.11)
где P’’В(1) и Q’’В(1) - активная и реактивная составляющие полной мощнос-

ти в конце высшей обмотки трансформатора;

pАСВ и pРСВ - коэффициенты распределения активной и реактивной мощно-

стей между обмотками среднего и высшего напряжений,

, (2.12)

где PC( 0 ) - активная составляющая мощности в начале обмотки СН, найденной

в нулевой итерации;

P’’В( 0 ) - активная составляющая мощности в конце обмотки ВН, найденной

в нулевой итерации;

, (2.13)

где QC( 0 ) - реактивная составляющая мощности в начале обмотки СН, найден- ной в нулевой итерации;

Q’’В( 0 ) - реактивная составляющая мощности в конце обмотки ВН, найденной

в нулевой итерации;

Подставляя (2.12) и (2.13) в (2.11), получим
, (2.14)
Подставляя численные значения в (2.14), получим
, МВА.


Мощность в начале обмотки НН можно определить по формуле


, (2.15)
где P’’В(1) и Q’’В(1) - активная и реактивная составляющие полной мощнос-

ти в конце высшей обмотки трансформатора;

pАНВ и pРНВ - коэффициенты распределения активной и реактивной мощно-

стей между обмотками низшего и высшего напряжений,

, (2.16)

где PН( 0 ) - активная составляющая мощности в начале обмотки НН, найденной

в нулевой итерации;

P’’В( 0 ) - активная составляющая мощности в конце обмотки ВН, найденной

в нулевой итерации;

, (2.17)

где QН( 0 ) - реактивная составляющая мощности в начале обмотки НН, найден- ной в нулевой итерации;

Q’’В( 0 ) - реактивная составляющая мощности в конце обмотки ВН, найденной

в нулевой итерации;

Подставляя (2.16) и (2.17) в (2.15), получим
, (2.18)
Подставляя численные значения в (2.18), получим
, МВА.

Определим потери мощности в обмотке СН по формуле (2.2)
, МВА.
Мощность в конце обмотки СН
, МВА.

Определим потери мощности в обмотке НН по формуле (2.2)

, МВА.

Мощность в конце обмотки НН
, МВА.

Найдём погрешность между заданными мощностями нагрузок и мощностями, найденными в результате расчёта первой итерации.

Погрешность активной мощности обмотки СН

.

Погрешность реактивной мощности обмотки СН

.
Погрешность активной мощности обмотки НН

.
Погрешность реактивной мощности обмотки НН

.

Расчёт рабочего режима считается выполненным, так как найденная выше погрешность расчёта меньше заданной.

Определим напряжение в конце обмотки СН
, (2.18)
где UС(1) – потеря напряжения в сопротивлении средней обмотки трансформатора,

, (2.19)

где РС(1) и QС(1) - активная и реактивная составляющие полной мощнос-

ти в начале средней обмотки трансформатора;

RТР и ХТР.С - активная и реактивная составляющие полного сопротив-

ления средней обмотки трансформатора.

UС(1) – падение напряжения в сопротивлении средней обмотки трансформатора,

. (2.20)
Подставляя (2.19) и (2.20) в (2.18), получим
. (2.21)
Подставляя численные значения в формулу (2.21), получим
, кВ.
Определим напряжение в конце обмотки НН
, (2.22)

где UН(1) – потеря напряжения в сопротивлении низшей обмотки трансформатора,

, (2.23)

где РН(1) и QН(1) - активная и реактивная составляющие полной мощнос-

ти в начале низшей обмотки трансформатора;

RТР и ХТР.Н - активная и реактивная составляющие полного сопротив-

ления низшей обмотки трансформатора.

UН(1) – падение напряжения в сопротивлении низшей обмотки трансформатора,

. (2.24)
Подставляя (2.23) и (2.24) в (2.22), получим
. (2.25)
Подставляя численные значения в формулу (2.25), получим
, кВ.
Найдём действительные значения напряжений обмоток СН и НН с учётом коэффициентов трансформации для обмоток СН и НН, определяемых из следующих выражений:

,

,

, кВ,

, кВ.

Найдём погрешность между номинальными напряжениями вторичных обмоток и напряжениями, найденными в результате расчёта первой итерации.

Погрешность напряжений обмотки СН

.

Погрешность напряжений обмотки НН

.
Найденная выше погрешность не превышает заданную.





ЗАКЛЮЧЕНИЕ



В данной работе был проведён расчёт параметров рабочего режима электрической сети итерационным методом (методом последовательных приближений). В первом приближении (нулевая итерация) априорным путём было получено первоначальное потокораспределение. Во втором приближении (первая итерация) были уточнены потокораспределение и напряжения в узлах сети. В результате расчётов нагрузочные мощности на сторонах среднего и низшего напряжений совпали с заданными мощностями в пределах допустимой погрешности. С учётом рассчитанного потокораспределения были определены напряжения на шинах обмоток среднего и низшего напряжений, которые тоже совпали с номинальными напряжениями в пределах допустимой погрешности.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК


  1. Методические указания к оформлению учебно – технической документации. /Сост. А.Н. Шпиганович, В.И. Бойчевский, Липецк: ЛГТУ, 1997. – 32 с.

  2. Методические указания и контрольные задания к расчётно – графическому заданию “Расчёт режимов электрических сетей”. /Сост. А.Н. Шпиганович, В.И. Бойчевский, Липецк: ЛГТУ, 1997. – 14 с.

  3. Солдаткина Л.А. Электрические сети и системы. – М.: Энергия, 1978. – 216 с.

Похожие:

Расчётно-графическая работа №1 по курсу“Электрические сети систем электроснабжения” на тему “Расчёт режимов электрических сетей”  iconМожет быть выполнен заказ на весь перечень работ по проектированию...
Заказчикам предлагается проектирование силовых сетей, сетей электроосвещения и розеток, электрических щитов, систем бесперебойного...
Расчётно-графическая работа №1 по курсу“Электрические сети систем электроснабжения” на тему “Расчёт режимов электрических сетей”  iconКомплекс программ ртп 3 расчет установившихся режимов, технических...
Соналу предприятий и районов электрических сетей (пэс и рэс) энергосистем, распределительных сетевых компаний, отделений Энергосбыта,...
Расчётно-графическая работа №1 по курсу“Электрические сети систем электроснабжения” на тему “Расчёт режимов электрических сетей”  iconКурсовая работа по курсу "Экономика электроснабжения" на тему "Технико-экономический...
Расчёт численности и состава работающих, определение фонда заработной платы
Расчётно-графическая работа №1 по курсу“Электрические сети систем электроснабжения” на тему “Расчёт режимов электрических сетей”  iconКафедра теоретической радиотехники и электроники Пояснительная записка...
При расчёте электрических цепей обычно используют три основных закона электротехники: Ома, первый и второй закон Кирхгофа
Расчётно-графическая работа №1 по курсу“Электрические сети систем электроснабжения” на тему “Расчёт режимов электрических сетей”  iconКурсовая работа по курсу “Электрические аппараты” на тему “Расчёт...
Расчет проведем для шести различных значений между якорем и сердечником методом вероятных путей потока. С этой целью разобьем поле...
Расчётно-графическая работа №1 по курсу“Электрические сети систем электроснабжения” на тему “Расчёт режимов электрических сетей”  iconКурсовой проект по курсу "Релейная защита и автоматизация управления...
Тр1 однотрансформаторной подстанции, а также произвести полный расчет дифференциальной токовой защиты без торможения на реле рнт...
Расчётно-графическая работа №1 по курсу“Электрические сети систем электроснабжения” на тему “Расчёт режимов электрических сетей”  iconКурсовая работа по курсу“Электрические машины” на тему“Расчёт трёхфазного...
Для трёхфазного трансформатора, паспортные данные и соединение обмоток которого приведены в табл. 1, выполнить следующее
Расчётно-графическая работа №1 по курсу“Электрические сети систем электроснабжения” на тему “Расчёт режимов электрических сетей”  iconОтчет по лабораторной работе №7-8 по курсу “Электрические и электронные...
Цель работы – изучить устройство и принцип действия таких электрических аппаратов, как трансформаторы, автоматические воздушные воключатели,...
Расчётно-графическая работа №1 по курсу“Электрические сети систем электроснабжения” на тему “Расчёт режимов электрических сетей”  iconРасчетно-графическая работа по курсу «Внешнеэкономическая деятельность»...
«Перспективы развития страхового бизнеса Украины в условиях экономической интеграции»
Расчётно-графическая работа №1 по курсу“Электрические сети систем электроснабжения” на тему “Расчёт режимов электрических сетей”  iconРасчетно-графическая работа По дисциплине “Вычислительная математика”...
Материалы данного файла могут быть использованы без ограничений для написания собственных работ с целью последующей сдачи в учебных...
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2019
контакты
pochit.ru
Главная страница