Основні теоретичні відомості. " Моделювання та аналіз режимів напруги в електричних мережах"
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 5
" Моделювання та аналіз режимів напруги в електричних мережах"
Мета роботи. Ознайомлення із засобами регулювання напруги для забезпечення допустимих відхилень напруги у споживачів.
Робоче завдання
1.1. При попередній підготовці для заданої електропостачальної системи (ЕПС), схему якої наведено на рисунку 1, необхідно:
1) вибрати необхідні відгалуження регуляторів напруги розподільних трансформаторів ліній на напругу 10 кВ та визначити закон регулювання напруги в центрі живлення (ЦЖ).
2) виконати розрахунки з оптимізації режим напруги за допомогою «ИВК СЭС».
1.2. У звіті мають бути представлені:
– розрахункові схеми і їх параметри;
– результати аналітичних розрахунків;
– результати лабораторної перевірки;
– висновки по кожному з експериментів.
Вихідні дані за варіантами наведено в таблицях 1-3.
Таблиця 1 – Параметри вузлів
Варіант 1 | Варіант 2 | Варіант 3 | Варіант 4 | Варіант 5 | ||||||
Марка трансформатора | Навантаження на стороні 0,4кВ, А | Марка трансформатора | Навантаження на стороні 0,4кВ, А | Марка трансформатора | Навантаження на стороні 0,4кВ, А | Марка трансформатора | Навантаження на стороні 0,4кВ, А | Марка трансформатора | Навантаження на стороні 0,4кВ, А | |
ТП1 | тм-630 | 635,5 | тм-400 | 403,2 | тм-630 | 635,5 | тм-400 | 403,2 | тм-400 | 403,2 |
ТП2 | тм-400 | 403,2 | тм-630 | 635,5 | тм-630 | 634,4 | тм-630 | 634,4 | тм-400 | 401,8 |
ТП3 | тм-400 | 401,8 | тм-630 | 636,1 | тм-630 | 636,1 | тм-630 | 635,9 | тм-400 | 402,1 |
ТП4 | тм-400 | 402,1 | тм-400 | 402,1 | тм-630 | 635,9 | тм-630 | 636,1 | тм-400 | 400,9 |
Таблиця 2. Параметри ліній (всі кабелі марки «АПвЭгП»)
Варіант 1 | Варіант 2 | Варіант 3 | Варіант 4 | Варіант 5 | ||||||
Переріз, мм2 | Довжина лінії, км | Переріз, мм2 | Довжина лінії, км | Переріз, мм2 | Довжина лінії, км | Переріз, мм2 | Довжина лінії, км | Переріз, мм2 | Довжина лінії, км | |
ЦЖ-РП | 1,7 | 1,7 | 1,7 | 1,7 | 1,7 | |||||
РП-ТП1 | 0,580 | 0,580 | 0,580 | 0,580 | 0,580 | |||||
ТП1-ТП2 | 0,370 | 0,370 | 0,370 | 0,370 | 0,370 | |||||
ТП2-ТП3 | 0,450 | 0,450 | 0,450 | 0,450 | 0,450 | |||||
ТП3-ТП4 | 0,420 | 0,420 | 0,420 | 0,420 | 0,420 |
Рисунок 1 - Схема електропостачання
Основні теоретичні відомості
У розподільних мережах 6-10 кВ підтримка допустимого рівня напруги на затискачах споживачів забезпечується використанням регулюючих можливостей центрів живлення (ЦЖ) і розподільних трансформаторів (РТ). У ЦЖ можливо автоматичне регулювання напруги в заданому діапазоні за допомогою регулятора (БАР), що реагує на зміну навантаження системи. Регулювання РТ з ПБЗ здійснюється установкою відповідних відгалужень, в результаті чого змінюється коефіцієнт трансформації. Перестановці відповідних відгалужень мережевих трансформаторів проводиться при знятій напрузі, в основному, один раз в сезон. У зв'язку з цим виникає завдання вибору такого поєднання відгалужень з законом регулювання ЦЖ, при якому протягом тривалого періоду було б можливим підтримка відхилень напруги у споживачів (в мережі НН) в допустимих межах.
Вибір закону регулювання в ЦЖ та ступені регулювання кожного трансформатора визначається двома режимами роботи мережі при максимальних і мінімальних навантаженнях однорідних споживачів.
Відхилення напруги у споживача визначається співвідношенням:
де Еп– надбавка напруги, що створюється в ЦЖ;
Ет – надбавка напруги РТ;
– втрати напруги в розподільчій мережі 6-10 кВ, РТ і мережі 0,38 кВ відповідно;
β – коефіцієнт завантаження.
За результатами розрахунку максимального і мінімального режимів визначають три граничних значення надбавок напруги ЦП – , які і визначають діапазон дії регулятора ЦЖ в залежності від режиму роботи мережі (рис. 2).
Рисунок 2
визначаються за трьома контрольними точками.
Перша з них (TI) вибирається по умові максимального режиму на шинах 0,4 кВ найближчого до ЦП РТ при 0-й надбавці розподільного трансформатора. Такою точкою можна вважати шини того РТ, для якого . Еп вибирається таким чином, щоб при підвищенні напруги ЦП відхилення напруги в цій точці не перевищувало і визначалося за співвідношенням:
В даному випадку , Ет=0; , β=1, тобто У міру віддалення трансформаторів від ЦП (що виражається в збільшенні ), рівень напруги на шинах 10 кВ буде знижуватися у відповідності з лінією 1 (рис.3).
Для забезпечення нормального відхилення; в режимі мінімальних навантажень визначаються дві добавки и .
Верхня допустима межа визначається для шин 0,4 кВ найближчого РТ з максимальною надбавкою напруги Eт (пряма 3, рис.3).
.
В даному випадку , тобто
Нижня допустима межа визначається до найбільш віддаленого споживача в мережі 0,38 кВ, підключеного до шин останнього РТ з найменшою добавкою напруги (пряма 5, рис.3).
Для мереж c однорідними навантаженнями при правильно вибраному законі зустрічного регулювання і відповідної розстановці відгалужень на РТ можуть бути забезпечені прийнятні відхилення напруги на затискачах електроприймачів при найбільшій втраті напруги .
Число ступенів, що використовуються визначається за формулою:
,
где – максимальна втрата напруги в мережі;
– добавка напруги на одному ступені регулювання.
Вибір відгалужень проводиться за таблицею:
nст | |||||
Ет | 2,5 | 7,5 | |||
0+2,5 | 2,5+5 | 5+7,5 | 7,5+10 | 10+12,5 |
Відхилення напруги на шинах 0,4 кВ РТ в максимальному режимі зображено на рис.3 у вигляді пилкоподібної лінії 2. А в максимальному режимі – лініями 4 і 6, відповідно з урахуванням верхньої і нижньої меж регулювання.
Рисунок 3