Материал: Расчет электрической системы на основе схемы замещения

Расчет электрической системы на основе схемы замещения

Содержание

Введение

1. Исходные данные

. Схемы замещения и параметры воздушных линий электропередач

. Схемы замещения и параметры автотрансформаторов

. Приведённые мощности подстанций

.1 Расчет приведенной мощности на понижающей подстанции

.2 Расчет схемы замещения трансформаторов ТРДЦН-63

.3 Расчёт приведённой мощности на электростанции

.4 Расчет схемы замещения трансформаторов ТДТН-80

. Упрощенная схема замещения электрической сети

. Расчёт установившегося режима электрической сети

.1 Расчёт потоков мощности в электрической сети

.2 Расчет напряжений на подстанциях

. Расчет карты режима сети

. Расчет потерь мощности и энергии в сети

Заключение

Список литературы

Введение

Одним из основных разделов курса «Передача и распределение электрической энергии», подлежащих изучению, являются методы расчёта установившихся режимов электрических сетей. Различают нормальные и послеаварийные установившиеся режимы. В этих режимах рассчитывается потокораспределение по участкам сети. Знание потокораспределения даёт возможность определить потери мощности в сети, напряжения в различных узлах системы и по полученным результатам оценить выполнение ряда технических условий.

Для выполнения расчётов реальной электрической системе ставится в соответствие схема замещения. Схемы замещения современных сложных электроэнергетических систем содержат десятки и даже сотни узлов и ветвей. При анализе режимов работы таких систем и разработке алгоритмов их расчёта на ЭВМ используются аппарат матричной алгебры, теория графов и современные численные методы решения систем уравнений.

Для простых электрических сетей с небольшим числом контуров и узлов расчёты установившихся режимов обычно проводят «вручную» или на ЭВМ, ограничиваясь одной, двумя итерациями. Практика показывает, что во многих случаях этих приближений вполне достаточно.

В дипломной работе предлагается самостоятельно выполнить расчёт установившегося нормального режима электрической сети «вручную», что поможет освоить методы расчёта режимов сети, развить навыки в составлении схем замещения и определении параметров элементов электрических сетей.

1. Исходные данные

Рисунок 1.1 - Электрическая сеть

Таблица 1.1 - Марки проводов и сечения линий

Таблица 1.2- Длины линий, км

Таблица 1.3- Марки (тип) трансформаторов, автотрансформаторов, нагрузки на подстанциях и мощность ТЭЦ

2. Схемы замещения и параметры воздушных линий электропередач

Воздушные линии электропередачи (ВЛ) напряжением 110 кВ и выше длиной до 300 км обычно представляются П-образной схемой замещения (рисунок 2.1) с сосредоточенными параметрами:  - активное сопротивление учитывает потери активной мощности на нагрев провода,  - индуктивное сопротивление определяет магнитное поле, возникающее вокруг и внутри провода,  - активная проводимость учитывает затраты активной мощности на ионизацию воздуха (потери мощности на корону) и токи утечки через изоляторы, которыми для ВЛ можно пренебречь, - ёмкостная проводимость обусловлена ёмкостями между проводами разных фаз и ёмкостью провод-земля.

Рисунок 2.1 - П-образная схема замещения линии электропередачи.

В проекте предусмотрены величины сечений F воздушных линий,, исключающие возможность появления короны (для сетей  , для сетей с  ), поэтому активные поперечные проводимости в схемах замещения учитывать не следует.

Расчёт параметров схемы замещения начинают с определения их значений для 1 км длины линии (погонные параметры).

Погонное активное сопротивление сталеалюминевого провода при температуре 200С определяем выражением:

где  - удельное электрическое сопротивление алюминия при температуре 200С, ;  - расчётное поперечное сечение токопроводящей (алюминиевой) части,  берётся для заданной марки провода из [3, 4];

 - коэффициент, учитывающий удлинение провода из-за скрутки, .

При выполнении расчётов установившихся режимов сети отличие эксплуатационной температуры от 200С не учитывается, согласно ГОСТ 839-80.

1) линия Л1, = 301 мм2 ;

) линия Л2, = 244мм2 ;

) линия Л3, = 244мм2 ;

) линия Л4, = 301мм2  ;

) линия Л5, = 118 мм2 ;

) линия Л6, = 181 мм2 .

Погонное индуктивное сопротивление сталеалюминевого провода рассчитываем по формуле:

,

где d - диаметр провода, d берётся для заданной марки провода из [1, 3, 4];

 - среднегеометрическое расстояние между фазами, определяемое следующим выражением:

.

Здесь  - расстояние между проводами фаз а, в, с.

При расположении фаз по вершинам равностороннего треугольника  равно междуфазному расстоянию , при горизонтальном расположении проводов

При размещении параллельных цепей на двухцепных опорах потокосцепление каждого фазного провода определяем токами обеих цепей. Однако индуктивное сопротивление одной цепи при учёте и без учёта влияния второй цепи разнится на 5-6%, поэтому в практических расчётах вторая цепь не учитывается.

)       Линия Л1, d = 24 мм, Dср = D=6,5 м = 8,2 м

)       Линия Л2, d = 21,6 мм, Dср = D=6,5 м = 8,2 м

;

)       Линия Л3, d = 21,6 мм, Dср = D=6,5 м = 8,2 м

;

)       Линия Л4, d = 24 мм, Dср = D=6,5 м = 8,2 м

;

5)    Линия Л5, d = 15,2 мм, Dср = D= 4 м

;

6)    Линия Л6, d = 18,8 мм, Dср = D= 4 м

.

Погонная ёмкостная проводимость определяем выражением:

;

При выполнении проектных расчётов установившихся нормальных режимов сетей с напряжениями до 220 кВ допустимо использовать упрощенные схемы замещения (рисунке 2.2), в которых погонные ёмкостные проводимости заменяют погонными зарядными мощностями соответствующих линий :

;

) Линия Л1

;

;

) Линия Л2

;

;

) Линия Л3

;

;

) Линия Л4

;

;

) Линия Л5

;

;

6)      Линия Л6

;

;

Если передача электроэнергии осуществляется по двухцепным линиям или по двум одноцепным, то в расчётах установившихся режимов электрической сети используем эквивалентные схемы замещения. Параметры таких схем определяем как результат параллельного сложения двух одинаковых схем, составленных для каждой линии (цепи).

Рис. 2.2. - Упрощенная схема замещения линии электропередачи

Эквивалентные параметры схемы находим по следующим формулам:

Здесь l - длина линии в км;  - номинальное напряжение;

n - количество параллельных линий.

1) Линия Л1

) Линия Л2

) Линия Л3

) Линия Л4

) Линия Л5

) Линия Л6

Таблица 2.1. Параметры схем замещения линий передач

линии      ,

кВМарка

проводаКол-во

цепейДлина,

кмr0,

Ом/кмx0,

Ом/кмв0, 10-6