по дисциплине: Электрические сети и системы

Расчетно-графическая работа

Вариант 8

Выполнил: студент

факультета ИТ и СС,

очного отделения,

4 курса, группа №13- ЭЛО

________ Трошин М.В.

Проверил преподаватель:

___________ Сбитнев Е.А

г. Княгинино

2016 г.

Исходные данные:

Расчетная схема электрической сети

Трансформатор Т1: Тип ТДЦ-200000/330;

Трансформатор Т2: Тип АТДЦТН-250000/330/150;

ЛЭП1:, L=130 км, Марка провода: АС400х2 (2 цепь);

ЛЭП2:, L=60 км, Марка провода: АС-240 (4 цепи);

Нагрузка: P₁=300 МВт, P₂=80 МВт, cos =0,9.

Необходимо определить:

1. В соответствии с заданным вариантом составить схему замещения сети с указанием марок проводов, числа цепей каждой ветви, числа трансформаторов, их номинальных мощностей и напряжений; определить параметры электрической сети, привести их к одной ступени напряжения и нанести на схему замещения.

2.Рассчитать напряжения в узловых точках электрической сети методом последовательных приближений (итерационным методом). Результаты расчетов второй итерации нанести на схему замещения электрической сети. Решение:

1. По справочным материалам находим параметры линий электропередачи и автотрансформаторов:

Параметры ЛЭП1 (Марка провода АС400х2, число цепей = 2):r₀ = 0,6 Ом/км, х₀ = 0,331 Ом/км, b₀ = 3,38х10^-6 См/км, Р_К max = 4,3 кВт/км, Р_К min = 3,2 кВт/км.

Параметры ЛЭП2 (Марка провода АС-240, число цепей = 4):

r₀ = 0,198 Ом/км, х₀ = 0,406 Ом/км, b₀ = 2,7х10^-6 См/км, Р_К max =0 кВт/км, Р_К min = 0 кВт/км.

Параметры двухобмоточного трансформатора( Тип ТДЦ-200000/330)

S_ном=20 МВА; U_ном _вв=347 кВ; U_{ном нн}=15,75кВ; U_к=11%; P_к=560 кВт; P_х=220 кВт; I_x=0,45%; R_т=1,68 Ом; Х_т=66,2 Ом; Q_х=900 квар.

Параметры трехфазный трехбмоточного трансформатора( Тип АТДЦТН-250000/330/150)

S_ном=250 МВА; U_ном _вв=330 кВ; U_ном _сн=158 кВ; U_{ном нн}=38,5(10,5) кВ;

U_{к в-с}=10,5%; U_{к в-н}=54%; U_{к с-н}=42%; Р_{н в-с}=660 Вт; Р_{н в-н}=490 Вт;

Р_{н с-н}=400 Вт;

1.Составляем схему замещения электрической сети:

2. Определяем параметры воздушных линий электропередачи:

ЛЭП1:

;

Аналогично определяем параметры ЛЭП2:

3.Определяем параметры двухобмоточного трансформатора.

Так как все параметры автотрансформатора уже приведены к номинальному напряжению высшей обмотки, то:

Обычно потери в стали трансформатора считаются неизменными, независимо от колебаний напряжения на шинах высшего напряжения трансформатора. В этом случае Sст = Sх.

4. Находим реактивные мощности нагрузок (Q = Ptg ) по известным активным мощностям и cos . Тогда полные мощности нагрузок равны:

S₄ = (55 + j26,4) МВА;

S₅ = (10 + j4,8) МВА.

5. Приводим параметры схемы замещения к одной ступени напряжения. Анализ схемы замещения сети показывает, что удобнее всего выполнить приведение сети к Uном = 330 кВ. В этом случае следует пересчитать только параметры линии ЛЭП2 следующим образом:

Нагрузка через идеальный трансформатор переводится без потерь.

Схема замещения сети, приведенная к Uном = 150 кВ:

6. Определяем узловые напряжения методом последовательных приближений. Выполняем две итерации.

Первая итерация.

На первой итерации расчёта начальное приближение напряжения в узлах принимается равным напряжению участков сети:

U₁=10,5 кВ;

U₂=U₃=150 кВ;

U₄=U₅=35 кВ;

U₆ =10 кВ.

Каждая итерация состоит из двух частей. Сначала, двигаясь от конца сети к началу, находим потери мощности в продольных и поперечных элементах и потоки мощности в начале и в конце сети (прямой ход итерации), затем определяем напряжения на участках сети (обтатный ход).

Потокораспределение мощностей в электрической сети.

Прямой ход итерации.

Определяем потери в шунте участка 4-5 следующим образом:

Определяем поток мощности в конце участка 4-5, используя первый закон Кирхгофа, по формуле:

Рассчитаем потери мощности в продольном сопротивлении участка 4-5, используя первый закон Кирхгофа, следующим образом:

Поток мощности в начале участка 4-5:

Расчёт потерь в автотрансформаторе осуществляем упрощенным способом. Тогда поток мощности, протекающий по обмотке среднего напряжения автотрансформатора, рассчитывается по формуле:

Поток мощности, протекающий в обмотке высшего напряжения, принимаем равным мощности:

Тогда поток мощности в обмотке высокого напряжения автотрансформатора S₃ определяем как сумма потоков мощностей S₃и S₆, используя уравнение:

Для определения потерь мощности в автотрансформаторе определяем модуль потоков мощностей S₃, S₄, S₆ по формулам:

Активные потери мощности в автотрансформаторе определяются по формуле:

где:

Если значение принимает отрицательный знак, то в дальнейших расчётах эта величина не учитывается.

Активные мощности определяются уравнением:

Реактивные потери мощности в автотрансформаторе определяется по формуле:

где:

Если значение принимает отрицательный знак, то в дальнейших расчётах составляющая потерь реактивной мощности в средней обмотке не учитывается.

Реактивные потери мощности определяются следующим образом:

Определяем потери в шунте участка 2-3 следующим образом:

Определяем поток мощности в конце участка 4-5, используя первый закон Кирхгофа, по формуле:

Поток мощности в начале участка 2-3:

Тогда поток мощности трансформатора рассчитывается по формуле:

Модуль S₂:

Расчёт потерь в трансформаторе осуществляем упрощенным способом.

Активные потери мощности в трансформаторе определяются по формуле:

;

Активные мощности определяются уравнением:

Реактивные потери мощности в трансформаторе определяются по формуле:

Реактивные мощности определяются уравнением:

Поток мощности на входе трансформатора Т1:

На этом этапе прямой ход итерации окончен.

Обратный ход итерации.

Если напряжение участка сети меньше или равно 110 кВ, то поперечную составляющую напряжения можно не учитывать.

Продольная составляющая падения напряжения на участке 2-3 равна:

Поперечная составляющая падения напряжения на участке 2-3 равна:

Определяем напряжение в узле 2 по формуле:

Тогда напряжение в узле 3 определяется следующим образом:

Определяем напряжение в узле 4, приведённое к стороне высокого напряжения по формуле:

Действительное напряжение в узле 4 равно:

Определяем напряжение в узле 5, приведённое к стороне высокого напряжения по формуле:

Аналогичным образом определяем напряжение в узле 6, приведённое к стороне высокого напряжения. Для этого воспользуемся формулой:

Действительное напряжение в узле 4 равно:

Обратный ход итерации окончен.

Вторая итерация.

Вторая итерация отличается от первой тем, что в качестве напряжения в конце участка сети используется результат, полученный в ходе первой итерации. При этом выполняются следующие расчёты

Вторая итерация окончена.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Ананичева С.С., Мызин А.Л. Схемы замещения и установившиеся режимы электрических сетей: Учеб. Пособие. - 4-е изд., испр. и доп. – Екатеренбург: Изд-во Урал. гос. техн. ун-та, 2001. – 78 с.

2. Ананичева С.С., Мызин А.Л. Методы расчета параметров электрических сетей и систем: Метод. Пособие. - 3-е изд., испр. и доп. – Екатеренбург: Изд-во Урал. гос. техн. ун-та, 2001. – 56 с.

3. Бухарова Г.Д., Дунаева М.Г., Окуловская Т.Я. Расчеты установившихся режимов. Схемы замещения электрических систем. Изд-во Урал. проф. пед. ун-та, 1998. – 26 с.

4. Идельчик В.И. Электрические сети и системы: Учеб. Для вузов. – М.: Энергоатомиздат, 1998. – 592 с.

5. Справочник по проектированию электроэнергетических систем / Под ред. С. С. Рокотяна и И.М. Шапиро. – 3-е изд., и доп. – М.:Энергоатомиздат, 1985. – 352 с.