Автор: Пользователь скрыл имя, 05 Марта 2013 в 17:56, курсовая работа
В данной курсовой работе рассматривается вопрос расчета установившегося режима замкнутой электрической сети.
Простейшая замкнутая электрическая сеть – кольцевая сеть, состоящая из одного контура, в одном расположен источник питания, в другом – нагрузка.
Установившийся режим электрической сети – нормальный или послеаварийный режим в котором токи, напряжения и мощности в ее элементах принимаются неизменными. Расчет установившегося режима подразумевает определение этих токов, напряжений и мощностей, которые характеризуют режим электрической сети, называют параметрами режима.
Введение
В данной курсовой работе рассматривается вопрос расчета установившегося режима замкнутой электрической сети.
Простейшая замкнутая электрическая сеть – кольцевая сеть, состоящая из одного контура, в одном расположен источник питания, в другом – нагрузка.
Установившийся режим электрической сети – нормальный или послеаварийный режим в котором токи, напряжения и мощности в ее элементах принимаются неизменными. Расчет установившегося режима подразумевает определение этих токов, напряжений и мощностей, которые характеризуют режим электрической сети, называют параметрами режима.
Исходными данными для расчета являются:
- принципиальная
схема электрической сети, характеризующая
взаимную связь между
-расчетная схема замещения электрической сети, состоящая из схемы замещения отдельных ее элементов, т.е из сопротивлений проводимостей и т.д. называемых параметрами схемы замещения электрической сети.
-значения
активных и реактивных
Электрическая сеть с позиции ТОЭ является электрической цепью и для ее расчета справедливы законы Ома и Кирхгофа и все методы расчета электрических цепей, известные в ТОЭ.
Наибольшее
распространение для расчета
любых электрических сетей
Начальные приближения могут задаваться на основании тех или иных представлений о возможных значениях искомых величин.
1. ПАРАМЕТРЫ ЛЭП И ТРАНСФОРМАТОРОВ.
СХЕМА ЗАМЕЩЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ.
1.1 Определим параметры ЛЭП.
Определим параметры ЛЭП 1 для 10 километрового участка:
R1 (10) = r0·l=0,2·10=2 Ом;
X1 (10) = x0·l=0,42·10=4,2 Ом;
B1 (10) = b0·l = 2,7·10-6 ·10=27·10-6 См;
QC1 (10) = U2НОМ·B1 (30)=1102·27·10-6 = 0,32МВАр.
Определим параметры ЛЭП 1 для 12 километрового участка:
R1 (12) = r0·l=0,2·12=2,4 Ом;
X1 (12) = x0·l=0,42·12=5,04 Ом;
B1 (12) = b0·l = 2,7·10-6 ·12=32,4·10-6 См;
QC1 (12) = U2НОМ·B1 (24)=1102·32,4·10-6 = 0,4МВАр.
Определим параметры ЛЭП 2:
R2 = r0·l=0,2·10=2 Ом;
X2 = x0·l=0,42·10=4,2 Ом;
B2 = b0·l = 2,7·10-6 ·10=27·10-6 См;
QC2 = U2НОМ·B2=1102·27·10-6 = 0,32МВАр.
Определим параметры ЛЭП 3:
R3 = r0·l=0,25·10=2,5 Ом;
X3 = x0·l=0,43·10=4,3 Ом;
B3 = b0·l = 2,65·10-6 ·10=26,5·10-6 См;
QC3 = U2НОМ·B3=1102·26,5·10-6 = 0,32МВАр.
Определим параметры ЛЭП 4:
R4 = r0·l=0,25·10=2,5 Ом;
X4 = x0·l=0,43·10=4,3 Ом;
B4 = b0·l = 2,65·10-6 ·10=26,5·10-6 См;
QC4 = U2НОМ·B2=1102·26,5·10-6 = 0,32МВАр.
Определим параметры ЛЭП 5:
R5 = r0·l=0,20·15=3 Ом;
X5 = x0·l=0,42·15=6,3 Ом;
B5 = b0·l = 2,7·10-6 ·15=40,5·10-6 См;
QC5 = U2НОМ·B2=1102·40,5·10-6 = 0,5МВАр.
1.2 Определим параметры трансформаторов.
T1, T2, T3: ТРДН-25000/110
RT1,2,3,= = = 2,54 Ом;
XT1,2,3,= = = 55,55 Ом;
GT1,2,3, = = 1,8·10-6 См;
ΔQX= = 0,19 МВАр;
BT1,2,3, = = = 0,014·10-6 См.
T4: ТРДН-32000/110
RT4= = 1,87 Ом;
XT4= = 43,39 Ом;
GT4 = = 2,4·10-6 См;
ΔQX= = 0,24 МВАр;
BT4 = =0,017·10-6 См.
1.3 Составим схему замещения электрической сети.
Ниже приведена схема замещения электрической сети с номинальным напряжением 110кВ.
2. ПОТЕРИ МОЩНОСТИ В ТРАНСФОРМАТОРАХ.
2.1 Определим потери мощности.
Суммарные потери мощности в трансформаторе T1:
ΔPT1 = ΔPX+ = 25+ = 0,057 МВт;
ΔQT1 = + = 0,19+ = 0,88 МВАр.
ΔST1 = ΔPT1+ΔQT1=0,057+j0,88.
Суммарные потери мощности во втором трансформаторе T2:
ΔPT2 = ΔPX+ = 0,054 МВт;
ΔQT2 = + = 0,82 МВАр.
ΔST2 = ΔPT2+ΔQT2=0,054+j0,82.
Суммарные потери мощности в третьем трансформаторе T3:
ΔPT3 = ΔPX+ = 0,091 МВт;
ΔQT3 = + = 1,64 МВАр.
ΔST3 = ΔPT3+ΔQT3=0,091+j1,64.
Суммарные потери мощности в четвертом трансформаторе T4:
ΔPT4 = ΔPX+ = 0,089 МВт;
ΔQT4 = + = 1,55 МВАр.
ΔST4 = ΔPT4+ΔQT4=0,089+j1,55.
3. ПОТОКОРАСПРЕДЕЛЕНИЕ МОЩНОСТЕЙ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ С УЧЕТОМ ПОТЕРЬ МОЩНОСТЕЙ И НАПРЯЖЕНИЯ.
3.1 Расчет предварительного потокораспределения без учета потерь.
Ниже приведена схема замещения электрической сети без учета поперечных сопротивлений. Замкнутая электрическая сеть была разомкнута по источнику питания А.
Мощность источников питания:
SA = ;
SA’ = ;
Мощности в узлах (1, 2, 3, 4) складываются из потерь мощности в соответствующем трансформаторе и нагрузки узла на вторичной обмотке трансформаторов (для первого узла дополнительно потери в линии, см. схему):
S1= ΔS2 +ΔST1+SH1=13,5ej41º МВА;
S2= ΔST2+SH2 =13,4ej41º МВА;
S3= ΔST3+SH3 =20ej40º МВА;
S4= ΔST4+SH4 =21ej40º МВА.
Полное продольное сопротивление ЛЭП:
Z1(10)=R1(10)+jX1(10)=2+j4,2 Ом;
Z1(12)=R1(12)+jX1(12)=2,4+j5,
Z3=R3+jX3=2,5+j4,3 Ом;
Z4=R4+jX4=2,5+j4,3 Ом;
Z5=R5+jX5=3+j6,3 Ом.
Тогда, мощности источников питания:
SA = =33,32ej41º = 25,15 + j21,9 МВА;
SA’ = =33,97ej40º = 26,02+j21,84 МВА;
Отсюда, потоки мощностей на участках:
SA1=SA=25,15 + j21,9=33,32ej41º МВА;
S12=SA-S1=15,1+j14,08=20,6ej43
S23=S12-S2=5,1+j7,08=8,7ej54º МВА;
S34=S23-S3=-9,9-j3,92=10,6e-
S4A’=SA’=26,02+j21,84 =33,97ej40º МВА.
Определим и расставим на схеме направление потоков мощностей.
На участке S34 получили знак «минус», следовательно, на этом участке поток мощности течет в противоположном направлении.
Делаем вывод, что узлом потокораздела является узел «3» (см. рисунок ниже)
3.2 Расчет потокораспределения с учетом потерь.
Полученная в предыдущем пункте схема разрезается на две части по узлу потокораспределения и получаем две разомкнутые схемы.
Первый этап – для всех узлов электрической сети задаются начальные приближения напряжений, равные номинальному.
Расчет первой магистральной схемы:
Мощность в конце ЛЭП 3:
S23KOH =S3’=7,53+j5,94 MBA;
Потери на ЛЭП 3:
ΔS23= ΔP23+ jΔQ23= +j-jQC3=0,019-j0,9 МВА;
Мощность в начале ЛЭП 3:
S23НАЧ =S23KOH + ΔS23=7,53+j5,94 +0,019-j0,9 =7,55+j5,04 МВА;
Мощность в конце ЛЭП 2:
S12KOH =S23НАЧ +S2=17,66+j13,74MBA;
Потери на ЛЭП 2:
ΔS12= ΔP12+ jΔQ12= +j-jQC1(12)=0,099-j0,11 МВА;
Мощность в начале ЛЭП 2:
S12НАЧ =S12KOH + ΔS12=17,66+j13,74+0,099-j0,11 =17,75+j13,63МВА;
Мощность в конце ЛЭП 1:
SA1KOH =S12НАЧ +S1=27,92+j22,44MBA;
Потери на ЛЭП 1:
ΔSA1= ΔPA1+ jΔQA1= +j-jQC1=0,21-j0,13МВА;
Мощность в начале ЛЭП 1:
SA1НАЧ
=SA1KOH + ΔSA1=27,92+j22,44+0,21-j0,13=
Расчет второй магистральной схемы:
Мощность в конце ЛЭП 4:
S43KOH =S3’’ =7,53+j5,94МВА;
Потери на ЛЭП 4:
ΔS43= ΔP43+ jΔQ43= +j-jQC4=0,019-j0,29;
Мощность в начале ЛЭП 4:
S43НАЧ =S43KOH+ ΔS43 =7,55+j5,65MBA;
Мощность в конце ЛЭП 5:
SA’4KOH =S43НАЧ+S 4=23,63+j19,15МВА;
Потери на ЛЭП 5:
ΔSA’4= ΔPA’4+ jΔQA’4= +j-jQC5=0,23-j0,018 МВА;
Мощность в начале ЛЭП 5:
SА'4НАЧ =SА’= SA’4KOH+ ΔSA’4 = 23,86+j19,13 = MBA;
Второй этап – по полученному на первом этапе потокораспределению уточняются значения напряжений в узлах.
Падение напряжения на участке А1:
ΔUA1 = ·=0,86e-j27º кВ;
Напряжение в первом узле:
U1=U0 - ΔUA1=114ej0 кВ;
Падение напряжения на участке 12:
ΔU12 = ·=0,62e-j30º кВ;
Напряжение во втором узле:
U2=U1 – ΔU12=113ej0, кВ;
Падение напряжения на участке 23:
ΔU23 = ·=0,21e-j29º кВ;
Напряжение в третьем узле:
U3=U2 – ΔU23=112,8ej0 кВ;
Падение напряжения на участке А'4:
ΔUA’4 = ·=1,08e-j27º кВ;
Напряжение в четвертом узле:
U4=U0– ΔUA’4=114,1ej0 кВ.
Уточнённый расчёт мощностей.
Мощность в конце ЛЭП 3:
S’23KOH =S3’=7,53+j5,94 MBA;
Потери на ЛЭП 3:
ΔS’23= ΔP’23+ jΔQ’23= +j-jQ’C3=0,014-j0,32 МВА;
Мощность в начале ЛЭП 3:
S’23НАЧ
=S’23KOH + ΔS’23=7,53+j5,94+0,014-j0,32=
Мощность в конце ЛЭП 2:
S’12KOH =S’23НАЧ +S2=17,35+j14,15 MBA;
Потери на ЛЭП 2:
ΔS’12= ΔP’12+ jΔQ’23= +j-jQ’C2=0,094-j0,21 МВА;
Мощность в начале ЛЭП 2:
S’12НАЧ =S’12KOH + ΔS’12=17,44+j13,94 МВА;
Мощность в конце ЛЭП 1:
S’A1KOH =S’12НАЧ +S1=27,25+j22,47 MBA;
Потери на ЛЭП 1:
ΔS’A1= ΔP’A1+ jΔQ’A1= +j-jQ’C1=0,19+j0,053МВА;
Мощность в начале ЛЭП 1:
S’A1НАЧ =S’A1KOH + Δ S’A1=27,44+j22,52МВА;
Расчет второй магистральной схемы:
Мощность в конце ЛЭП 4:
S’43KOH =S3’(’’) =7,53+j5,94 МВА;
Потери на ЛЭП 4:
ΔS’43= ΔP’43+ jΔQ’43= +j-jQ’C4=0,018-j0,03;
Мощность в начале ЛЭП 4:
S’43НАЧ =S’43KOH+ ΔS’43 =7,55+j5,91MBA;
Мощность в конце ЛЭП 5:
S’A’4KOH = S’43НАЧ + S’4=23,64+j18,94МВА;
Потери на ЛЭП 5:
Δ S’A’4= ΔPA’4+ jΔQA’4= +j-jQC5=0,21-j0,08 МВА;
Мощность в начале ЛЭП 5:
S’А'4НАЧ = S’А’= S’A’4KOH+ Δ S’A’4 = 23,85+j18,86 = MBA;
4. НАПРЯЖЕНИЕ В УЗЛАХ.
Уточним напряжения в узлах электрической сети используя значения потоков мощностей с уточнёнными значениями.
Падение напряжения на участке А1:
ΔU’A1= 1,45-j26º кВ;
Напряжение в первом узле:
U’1=U0 – ΔU’A1=114ej0 кВ;
Падение напряжения на участке 12:
ΔU’12 = ·=0,6e-j31º кВ;
Напряжение во втором узле:
U’2=U’1 – ΔU’12=113ej0 кВ;
Падение напряжения на участке 23:
ΔU’23 = ·=0,2e-j27º кВ;
Напряжение в третьем узле:
U’3=U’2 – ΔU’23=112,8ej0 кВ;
Падение напряжения на участке А'4:
ΔU’A’4 = ·=1,09e-j27º кВ;
Напряжение в четвертом узле:
U’4=U0– ΔU’A’4=114,03ej0 кВ.
Все рассчитанные ранее параметры (напряжения, значения и направления перетоков мощностей) указаны на схеме ниже.
Литература