Передачи и распределение электроэнергии

Автор: Пользователь скрыл имя, 05 Марта 2013 в 17:56, курсовая работа

Краткое описание

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.

Файлы: 1 файл

PZ_po_kursovoy_rabote.docx

— 68.22 Кб (Скачать)



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 отдельными  элементами

-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 мощностей  источников питания

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 получил итерационный метод или метод последовательных приближений. В этом методе искомые величины определяются в результате повторяющейся вычислительной процедуры (итерации). На первой итерации осуществляется переход от начальных приближений к более точным значениям искомых величин. На последующих итерациях эти значения уточняются.

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+j5,04 Ом;

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=20,6ej43º МВА;

S23=S12-S2=5,1+j7,08=8,7ej54º МВА;

S34=S23-S3=-9,9-j3,92=10,6e-j158º МВА;

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=28,19+j22,31 МВА;

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=7,54+j5,62 МВА;

 

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

 

  1. В.Н. Костин, Е.В. Распопов, Е.А. Радченко: Передача и распределение электроэнергии, СПб, 2003г.
  2. В.С. Азаров: Передача и распределение электроэнергии в примерах и решениях, М., 2006г.
  3. В.И. Идельчик: Электрические системы и сети, М.,1989г.
  4. А.А. Герасименко: Электроэнергетические системы и сети, 2008г.

 


Информация о работе Передачи и распределение электроэнергии