Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Расчетное задание по курсу «Электрические системы и сети» - файл


скачать (175.2 kb.)




Исходные данные:
Вариант №16


вар

Uг.ном, кВ

Sm1, МВА

nm1

Uвл.ном, кВ

lвл, км

nц.вл

16

13,8

125

2

110

57

2

Sm2, МВА

nm2

Pн, МВт

cos

Uн.ном, кВ




80

2

96

0,93

10





Рис.1. Исходная схема электроэнергетической системы



Рис.2. Расчетная схема замещения

Таблица 1 - Параметры трансформаторов



тип тр-ра

SM ном, МВА

Пределы регул. КM, %

UВН ном

кВ

UНН ном,

кВ

RM,

Ом

ХМ,

Ом

Рх, МВт

QX,

Мвар

ТДЦ-125000/110/13,8

125

2x2.5

121

13,8

0.37

12.3

0,120

0,6875

ТДЦ-80000/110/10,5

80

2x2.5

121

10.5

0.71

19,2

0,070

0,480

Таблица 2 – Рабочие параметры ВЛ 110 кВ



Uвл.ном, кВ

F (Al/сталь), мм2

r0, Ом/км

x0, Ом/ км

b0*10-6, Cм/ км

q0, Мвар/ км

110

240/32

0,12

0,405

2,81

0,0375



Подготовка файла исходных данных

При установке нескольких трансформаторов их параметры на схеме замещения:

активное сопротивление

,

реактивное сопротивление



,

потери мощности холостого хода



,

где n – количество трансформаторов,













Параметры линий:

активное сопротивление участка

,

где r0 – удельное погонное активное сопротивление провода, [1].

Lij – длина линии,

индуктивное сопротивление участка



,

где х0 – удельное погонное реактивное сопротивление провода, [1],



емкостная проводимость ЛЭП



,

где b0 – погонная емкостная проводимость, [1],



реактивная мощность, генерируемая ВЛ ,



,

Полная мощность S, МВА,



,

Реактивная мощность Q, МВар,



,

Составляется файл «режим.rg2» в программе RAStWin.



Расчет режима максимальных нагрузок


По программе рассчитывается режим. Результаты расчета приведены на рисунке 3.




Рис 3 – Результаты расчета режима


Заполняются таблицы результатов.
Таблица 3 – Результаты расчета


Ветвь

Начало

Конец

Рн



Рк



МВт

МВАр

МВт

МВАр

1

1

2

99,8

60,1

99,7

54,4

2

2

3

99,6

54,5

96,4

47,8

3

3

4

96,2

47

95,8

37,9

Таблица 4 – Результаты расчета




Узел

Рнагр

Qнагр

U

МВТ

МВАр

кВ

1

0,2

1,4

13,8

2

-

-

117,95

3

0,1

1,0

109,81

4

96,0

37,9

9,18

Согласно ГОСТ 13109-97 напряжение в узле 4 должно быть 10,5-11 кВ. Как видно из таблицы 4, данное требование не выполняется. Напряжение в сети 110 кВ в узле 2 – 117,95 кВ. Данное напряжение в узле генерации должно быть 1,15Uном=126,5 кВ.



Регулирование напряжения


Следовательно, регулирование требуется на Т1 и Т2.

Регулирование в программе RAstWin происходит с помощью меню «Анцапфы».

Сначала регулируется напряжение на стороне ВН Т1. При положении 2 (-2,5%) добиваемся напряжение в точке 2 – 126,48 кВ. При этом напряжение в узле 4 – 10,03 кВ (рисунок 4).








Рисунок 4 – Результаты расчета режима с регулированием на Т1
Далее регулирование происходит на Т2. При положении 12 (+3х1,5%) добиваемся напряжения в точке 4 – 10,49 кВ. Результаты на рисунке 5. Файл исходных данных называется «режим с регулировкой.rg2» .



Рисунок 5 – Результаты расчета режима с регулированием на Т1 и Т2


Таблица 5 – Результаты расчета с регулированием напряжения


Ветвь

Начало

Конец

Рн



Рк



МВт

МВАр

МВт

МВАр

1

1

2

99,3

55,5

99,1

50,8

2

2

3

99,1

50,8

96,4

46,5

3

3

4

96,2

45,6

96

37,9

Таблица 6 – Результаты расчета с регулированием напряжения




Узел

Рнагр

Qнагр

U

МВТ

МВАр

кВ

1

0,2

1,4

13,8

2

-

-

126,45

3

0,1

1,0

119,14

4

96

37,9

10,49


Выводы


В результате проделанной работы рассчитана схема замещения сети, произведен расчет режима сети по программе RastrWin. В результат расчета получили, что напряжения у потребителей не соответствуют ГОСТ13109-97 .

Было произведено регулирование напряжения на станции (ПБВ Т1) и у потребителя (РПН Т2). В результате регулирования получили, что данных устройств регулирования достаточно для поддержания напряжения у потребителя в пределах 10,5-11 кВ.




Контрольные вопросы
1. Как моделируются элементы электрических сетей и рассчитываются их параметры?

Для поведения расчета установившегося режима электрической сети исходную схему энергосистемы преобразуют в схему замещения, на которой все элементы (трансформаторы, линии электропередач и потребители) представлены их схемами замещения в соответствии с принятыми допущениями.

Сопротивления и проводимости элементов схемы замещения определяют по каталожным данным элементов электрической системы, которые часто задают в процентах от номинальных значений. Реактивное сопротивление генератора или синхронного компенсатора может быть определено по формуле:

где: Uном – номинальное напряжение аппарата, кВ;



Sном – его номинальная мощность, МВА;

xг,ном. – сопротивление аппарата (здесь – генератора), заданное в процентах от его номинального сопротивления.

Реактивное сопротивление двухобмоточного трансформатора, приведенное к ступени напряжения Uном, рассчитывается следующим образом:



где: uк – напряжение короткого замыкания трансформатора, заданное в процентах от его номинального напряжения.

Параметры П-схемы замещения ЛЭП определяются по формулам:



где: rл0, xл0 и bл0 – погонные параметры линии, Ом/км;



l – длина линии, км.
2. Как с помощью трансформаторов можно регулировать напряжение нагрузочных узлов?
Сущность регулирования напряжения с помощью трансформаторов заключается в том, что при необходимости изменения напряжения на вторичной стороне трансформатора изменяют его коэффициент трансформации. С этой целью на всех трансформаторах выполняют специальные ответвления, каждое из которых соответствует определенному числу витков обмотки и, следовательно, определенному коэффициенту трансформации.

Действительно, напряжение на шинах НН двухобмоточного понижающего трансформатора можно представить так:



где  U'Н — напряжение на шинах НН, приведенное к шинам высшего напряжения;



UНН — номинальное напряжение обмотки НН;

UВН — номинальное напряжение среднего ответвления обмотки ВН;

kт— ступень (шаг) регулирования напряжения на обмотке ВН,%; 



п — количество включенных ответвлений относительно среднего ответвления.

Таким образом, каждому ответвлению трансформатора соответствует свое номинальное напряжение обмотки. Переводя переключатель ответвлений из одного положения в другое, т.е. изменяя п, можно изменять номинальное напряжение обмотки ВН, что неизбежно приведет к регулированию напряжения U на шинах НН.

Очевидно, что при увеличении номинального напряжения обмотки ВН (в скобках — знак «+») напряжение U будет снижаться, а при уменьшении коэффициента трансформации (в скобках — знак «—») — увеличиваться.
3. Какие типы регулирующих устройств существуют у трансформаторов?
Обмотки трансформаторов снабжаются дополнительными ответвлениями, с помощью которых можно изменять коэффициент трансформации. Переключение ответвлений может происходить без возбуждения (ПБВ), т.е. после отключения всех обмоток от сети или под нагрузкой (РПН).



Рис.1. Схема регулирования напряжения ПБВ:
а - ответвления вблизи нулевой точки обмотки ±5% с трехфазным переключателем на три положения,
б - ответвления в середине обмотки ±2x2,5% с однофазными переключателями на пять положений (фаза А);
1 - неподвижный контакт, 2 - сегмент контактный;
3 - вал переключателя, 4 - контактные кольца
Устройство ПБВ позволяет регулировать напряжение в пределах ±5%, для чего трансформаторы небольшой мощности кроме основного вывода имеют два ответвления от обмотки высшего напряжения: +5% и -5% (рис.1,а). Если трансформатор работал на основном выводе 0 и необходимо повысить напряжение на вторичной стороне U2, то, отключив трансформатор, производят переключение на ответвление -5%, уменьшая тем самым число витков w1.

На трансформаторах средних и больших мощностей предусматриваются четыре ответвления ±2х2,5%, переключение которых производится специальными переключателями барабанного типа, установленными отдельно для каждой фазы (рис.1,б). Рукоятка привода переключателя выведена на крышку трансформатора.

При замыкании роликом переключателя контактов A4-A5 трансформатор имеет номинальный коэффициент трансформации. Положения А34 и А23 соответствуют увеличению коэффициента трансформации на 2,5 и 5%, а положения А56 и А67 - уменьшению на 2,5 и 5%.

Устройство ПБВ не позволяет регулировать напряжение в течение суток, так как это потребовало бы частого отключения трансформатора для производства переключений, что по условиям эксплуатации практически недопустимо. Обычно ПБВ используется только для сезонного регулирования напряжения.



Регулирование под нагрузкой (РПН) позволяет переключать ответвления обмотки трансформатора без разрыва цепи. Устройство РПН предусматривает регулирование напряжения в различных пределах в зависимости от мощности и напряжения трансформатора (от ±10 до ±16% ступенями приблизительно по 1,5%).


Рис.2. Устройство РПН трансформаторов
а - схема включения регулировочных ступеней,
Аb - основная обмотка, bс - ступень грубой регулировки,
de - ступени плавной регулировки, П - переключатель, И - избиратель,
б - переключающее устройство РНТ-13,
1 - переключатель, 2 - горизонтальный вал, 3 - кожух контакторов,
4 - вертикальный вал, 5 - коробка привода, 6 - бак трансформатора

4. Какие требования по уровню напряжения задаются в нормативных документах?

По ГОСТ 32144-2013 Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения установлены следующие требования:


Медленные изменения напряжения электропитания (как правило, продолжительностью более 1 мин) обусловлены обычно изменениями нагрузки электрической сети.

Показателями КЭ, относящимися к медленным изменениям напряжения электропитания, являются отрицательное   и положительное   отклонения напряжения электропитания в точке передачи электрической энергии от номинального/согласованного значения, %:
; (2)
, (3)

где  ,   - значения напряжения электропитания, меньшие   и большие   соответственно, усредненные в интервале времени 10 мин;
U0 - напряжение, равное стандартному номинальному напряжению   или согласованному напряжению  .

В электрических сетях низкого напряжения стандартное номинальное напряжение электропитания   равно 220 В (между фазным и нейтральным проводниками для однофазных и четырехпроводных трехфазных систем) и 380 В (между фазными проводниками для трех- и четырехпроводных трехфазных систем).

В электрических сетях среднего и высокого напряжений вместо значения номинального напряжения электропитания принимают согласованное напряжение электропитания  .

Для указанных выше показателей КЭ установлены следующие нормы: положительные и отрицательные отклонения напряжения в точке передачи электрической энергии не должны превышать 10% номинального или согласованного значения напряжения в течение 100% времени интервала в одну неделю.

Установленные нормы медленных изменений напряжения электропитания относятся к 1008 интервалам времени измерений по 10 минут каждый.



Колебания напряжения электропитания (как правило, продолжительностью менее 1 мин), в том числе одиночные быстрые изменения напряжения, обусловливают возникновение фликера.

Показателями КЭ, относящимися к колебаниям напряжения, являются кратковременная доза фликера  , измеренная в интервале времени 10 мин, и длительная доза фликера  , измеренная в интервале времени 2 ч, в точке передачи электрической энергии.

Для указанных показателей КЭ установлены следующие нормы:

- кратковременная доза фликера   не должна превышать значения 1,38,

- длительная доза фликера   не должна превышать значения 1,0 в течение 100% времени интервала в одну неделю.

Одиночные быстрые изменения напряжения вызываются, в основном, резкими изменениями нагрузки в электроустановках потребителей, переключениями в системе либо неисправностями и характеризуются быстрым переходом среднеквадратического значения напряжения от одного установившегося значения к другому.

Обычно одиночные быстрые изменения напряжения не превышают 5% в электрических сетях низкого напряжения и 4% - в электрических сетях среднего напряжения, но иногда изменения напряжения с малой продолжительностью до 10%   и до 6%   соответственно могут происходить несколько раз в день.

Если напряжение во время изменения пересекает пороговое значение начала провала напряжения или перенапряжения, одиночное быстрое изменение напряжения классифицируют как провал напряжения или перенапряжение.

Список литературы


      1. Справочник по проектированию электроэнергетических систем: учеб. / Под ред. С.С. Рокотяна и Н.М. Шапиро. - М.: Энергоатомиздат, 1985. - 352 с.: ил.

      2. Идельчик В.И. Электрические системы и сети: учебник для вузов. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 592 с.

      3. Электрические системы. Электрические сети / под ред. В.А. Веникова, В.А. Строева. – М.: Высш. шк., 1998. – 511 с.

      4. Правила устройства электроустановок. – М.: КноРус, 2014 (Все действующие разделы шестого и седьмого изданий с изменениями и до- полнениями по состоянию на 1 февраля 2014 г.)



Скачать файл (175.2 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации