расчет полнофазного режима ЭС электроэнергетической системы заданного района

Для расчета токов и напряжений неполнофазного режима используем программу Оптима. Во второе окно вводим данные полученных сопротивлений (из составленой таблицы). Для всех ветвей LN1.
В третье окно для первой и девятой ветвей вводим вычисленные значения ЭДС.
В последнее четвертое окно вводим матрицу соединений и выполняем расчет.

...

Оглавление

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ 2
1. Выбор схемы электрической сети: 5
2. Расчет нормального режима. 6
3. Аварийный режим. Обрыв линии. 7
4. Нормальный режим после с учетом автотрансформаторов 8
5. Расчет РПН 9
6. Нормальный режим с учетом РПН 10
7. Выбор генератора и блочного трансформатора в узле “А”. 12
8. Составление схем замещения прямой, обратной и нулевой последовательностей. 14

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

В курсовом проекте необходимо выполнить расчет полнофазного режима электрической сети электроэнергетической системы заданного района.
Выполнение задания начинаются с номера варианта. Номер варианта берется по студенческому билету. Группа ЗЭСтд-12 (подгруппа 1 или ЭС-1) (вариант 15) и т.д. Согласно варианту из таблицы 1, 2 или 3 используются необходимые данные.
Исходные данные на проектирование:
1. Электроснабжение потребителей электроэнергии в узлах нагрузки возможно осуществить от пункта питания "А" энергосистемы и от электрических станций, входящих в ЭЭС. Географическое расположение подстанции "А" и узлов электрической сети дано на рис. 1 а), б).
2. При расчетах симметричных режимов потерями мощности в трансформаторах пренебречь. Первоначально принять, что автотрансформаторы на подстанциях 4 и 5 работают с номинальными коэффициентами трансформации.
3. Мощность автотрансформаторов связи (по два на подстанциях 4 и 5) выбрать исходя из расчета максимального режима электрической сети (не менее 0,7 от полной мощности нагрузки).
4. В качестве аварийного симметричного режима рассмотреть отключе-ние наиболее нагруженной из двух линий Л1 и Л4 (вариант а) и Л3 и Л5 (вариант б).

Нормальный режим после с учетом автотрансформаторовВ узлах 4 и 5 нужно выбрать автотрансформаторы и необходимо отрегулировать напряжения в этих узлах до 230 кВ с помощью РПН.Для трансформаторов необходимо определить наибольшую мощность, которая через них протекает. Режим с обрывом Л1:, (значения U4, I4 берутся из расчета аварийного режима в четвертом узле при обрыве линии Л1 )Принимаем S4=630 МВА.,(значения U5, I5 берутся из расчета аварийного режима в пятом узле при обрыве линии Л1, Р5 и Q5 – активные и реактивные мощности узлов - выбирается из табл.3 )Принимаем S5=40 MBA.Выбираем автотрансформаторы по полученной мощности (Фабисович, табл. 5.23)Трансформаторы АТРДН 630000/230/110/35/10, АТРДН 40000/230/110/35/105. Расчет РПНЧтобы учесть изменение коэффициента трансформации в расчётах необходимо определить количество ответвлений, cosφ и (активную и реактивную).Узел 4:,Принимаем U жел=230, ΔU = 2В,,,Вычисляем коэффициент трансформации cos и sin φВычисляем уточненное значение ЭДС,,,,То же самое делаем и для узла 5.,,,,6. Нормальный режим с учетом РПНПересчитаем нормальный режим с РПН, внеся полученные значения активной и реактивной ЭДС для 4 и 5 узла в соответствующее окно программы Оптима.Результат представим в табличном виде по формеU, кВузел №1узел №2узел №3узел №4узел №5узел №6узел №7узел №8Uа196,532189,632187,079207,472197,974195,394191,094201,904Uр-55,983-64,345-67,171-38,516-53,154-57,285-63,885-47,005U204,35200,252198,773211,017204,986203,618201,49207,303Расчет значений тока по формеI, Аветвь №1ветвь №2ветвь №3ветвь №4ветвь №5ветвь №6ветвь №7ветвь №8ветвь №9ветвь №10Iа742,865251,93599,724674,267-99,724348,959267,68627,288107,521236,189Iр-127,874-86,603-39,365-173,92220,994-76,864-60,359-135,706-21,753-52,486I753,791266,404107,213696,337101,91357,323274,401641,799109,7241,95Потери активной мощности в сети Р=60522,789 кВтНесимметричный режим. Для расчета несимметричного режима (данные таблицы № 2) используется только ветвь Л1-Л2-Л3:U, кВузел №1узел №2узел №3Uа225,141189,63285,411Uр-51,0-64,345-54,29U284,35200,252101,20I, Аветвь №1ветвь №2ветвь №3Iа0253,085184,541Iр0-115,039-171,36I0278,003251,832Потери активной мощности в сети Р=3282.69 кВт7. Выбор генератора и блочного трансформатора в узле “А”. Ток генератора выбирается по формуле:Полный ток генератора вычисляется как сумма активного и рективного токов, по формулеПринимая напряжение в узле равным 230 кВ, находим мощность генератора:Мощность трансформатора в узле А вычисляется по формуле:Трансформатор выбирается по значению максимальной мощности стр. 157 [2]: АТДЦТН 250000/220/110.генератор – стр. 100, [2], СВ-835/235-32.После этого необходимо выбрать понижающие трансформаторы в узлах 1,2,3:Sн1 – полная мощность нагрузки узла №1. (Расчитывается как сумма активной и реактивной составляющей),значения P и Q берутся из табл.2Выбираем модели трансформаторов [1].Для узла 1: ТДЦ-125000/220Для узла 2: ТДЦ-80000/220Для узла 1: ТДЦ-80000/2208. Составление схем замещения прямой, обратной и нулевой последовательностей.В курсовой работе используем упрощенные схемы замещения. В соответствии с ними линии электропередачи можно представить в виде:145161093980Z линии – полное сопротивление линии00Z линии – полное сопротивление линии391858535560007099303556000Аналогично представляется и трансформатор 8.1. Составление схемы прямой последовательности. Схема прямой последовательности является схемой, которую составляют для расчета любого симметричного трехфазного режима. Таким образом схема замещения прямой последовательности для линий Л1, Л2, Л3 будет выглядеть следующим образом:Здесь 1,2,3 – это узлы (подстанции), Zл – полное сопротивление линии электропередачи, Zт – полное сопротивление трансформатора, Zн - сопротивление нагрузки, Zна – сопротивление нагрузки базового узла А, Zтр - сопротивление трансформатора базового узла, Zг - сопротивление генератора базового узла, Eг – ЭДС базового узла, Ec – ЭДС системы (т.к. узел не конечный), Zс – переходное сопротивление системы. Стрелки – это выбранное нами направление тока принимаемое за положительное.8.2. Составление схемы обратной последовательности. Схема обратной последовательности по структуре аналогична схеме прямой последовательности, так как пути протекания токов обратной последовательности те же, что и для токов прямой последовательности. Различие между этими схемами состоит в том, что в схеме обратной последовательности ЭДС генерирующих ветвей условно принимают равными нулю.8.3. Составление схемы нулевой последовательности. Симметричная система токов нулевой последовательности существенно отличается от прямой и обратной. Она представляет собой систему трех переменных токов, совпадающих по фазе и имеющих одинаковую амплитуду. Эти токи являются, по существу, разветвлением однофазного переменного тока, для которого три провода трехфазной цепи составляют один прямой провод, а обратным служит земля или четвертый (нулевой) провод. Большое значение имеют соединения обмоток трансформаторов сети и заземление их нейтралей. Чтобы из точки КЗ протекал в данную часть схемы ток нулевой последовательности, необходимо, чтобы у трансформатора имелась заземленная нейтраль. Обмотки, незаземленные и соединенные в треугольник, являются фильтрами нулевой последовательности и не дают возможности соответствующим токам протекать дальше по схеме или в землю. Различия имеются и в линиях электропередач. В то время как при токе прямой (обратной) последовательности  взаимоиндукция с другими фазами уменьшает сопротивление фазы, при токах нулевой последовательности она увеличивает его. Токи нулевой последовательности, протекающие в тросах ЛЭП, оказывают размагничивающее действие, что приводит к некоторому уменьшению результирующего потокосцепления фазы. В зависимости от материала троса они оказывают разное влияние на уменьшение индуктивного сопротивления нулевой последовательности линии.Поскольку у нас нейтрали трансформаторов заземлены, то схема примет следующий вид:Пронумеруем узлы и составим общую схему.Здесь у нас может быть 2 случая:а) Обрыв двух фаз, например в линии 2:Здесь пронумерованы все узлы и линии, место разрыва соединяется с другой последовательностью.б) Обрыв одной фазы, например в линии 2:9. Методика расчетаРасчет для случая а. Результат расчёта оформим в виде таблицы:№ ветвиФормулаЗначение1Расчет линии 1:Л1=Zг+ZтZт берется из табл. 5.17Сопротивление генератора надо привести к стороне ВН трансформатора:.Xd – продольное сверхпререходное реактивное сопротивление (таблица 5.1)U ном генератора – табл. 5.1n - коэффициент трансформации S ном генератора – таблица 5.1., Вычислим ЭДС :10+8j2Расчет линии 2:Л2=Zна, где S – полная мощность Здесь необходимо вычислить коэффициент мощности, т.к. в начале линии мощность больше, чем в конце cos и sin φВычисляем активное и реактивное сопротивление нагрузки,,Таким образом12+10j3Расчет линии 3:Л3=Zл1L - длина линии 110+8j4Расчет линии 4:Л4=Zн+ZтZт – сопротивление трансформатора из табл. 5.17S мощность узла – из таблицы 3.Вычисляем коэффициет мощности cos и sin φ:Вычисляем активное и реактивное сопротивление нагрузки,,Таким образом11+10j5Расчет линии 5:Л2=Zна, где S – полная мощность Здесь необходимо вычислить коэффициент мощности, т.к. в начале линии мощность больше, чем в конце cos и sin φВычисляем активное и реактивное сопротивление нагрузки,,Таким образом13+10j6Расчет линии 6:Л6=Zн+ZтZт – сопротивление трансформатора из табл. 5.17S мощность узла – из таблицы 3.Вычисляем коэффициет мощности cos и sin φ:Вычисляем активное и реактивное сопротивление нагрузки,,Таким образом10+8j7Расчет линии 7:Л7=Zна, где S – полная мощность Здесь необходимо вычислить коэффициент мощности, т.к. в начале линии мощность больше, чем в конце cos и sin φВычисляем активное и реактивное сопротивление нагрузки,,Таким образом7+10j8Расчет линии 8:Л8=Zн+ZтZт – сопротивление трансформатора из табл. 5.17S мощность узла – из таблицы 3.Вычисляем коэффициет мощности cos и sin φ:Вычисляем активное и реактивное сопротивление нагрузки,,Таким образом13+14j9Расчет линии 9:Xc (переходное сопротиление системы)=10 Ом – это известно из данных к КРХс (прямой последовательности)=Хс (обратной последовательности) Хс (нулевой последовательности) = 20 Ом – тоже дано.Для учета ЭДС системы, необходимо переходное сопротивление умножить на 4:Z9=4*jХс10+4j10Расчет линии 1:Л1=Zг+ZтZт берется из табл. 5.17Сопротивление генератора надо привести к стороне ВН трансформатора:.Xd –реактивное сопротивление обратной последовательности (таблица 5.1)U ном генератора – табл. 5.1n - коэффициент трансформации S ном генератора – таблица 5.1., Вычислим ЭДС :9+5j11Расчет линии 11:, где - полное сопротивление прямой последовательности вычисленная в Л2Вычисляем активное и реактивное сопротивление нагрузки,,Таким образом8+10j12Расчет линии 12:Л12=Zл1L - длина линии 110+8j13Расчет линии 13:Л13=Zн+ZтZт – сопротивление трансформатора из табл. 5.17S мощность узла – из таблицы 3.Вычисляем коэффициет мощности cos и sin φ:Вычисляем активное и реактивное сопротивление нагрузки,,Таким образом9+6j14Расчет линии 14:Л14=Zна, где S – полная мощность Здесь необходимо вычислить коэффициент мощности, т.к.