Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу! Архитектура Биология География Искусство История Информатика Маркетинг Математика Медицина Менеджмент Охрана труда Политика Правоотношение Разное Социология Строительство Физика Философия Финансы Химия Экология Экономика Электроника Справочные и расчетные параметры элементов схемы Иркутский государственный сельскохозяйственный университет     Курсовая работа   Обеспечение качества электроэнергии в распределительных сетях, питающих сельскохозяйственных потребителей.          Работу принял.                                  Д.т.н. Смирнов С.С.                                                                           “ “  ноября 2004г.   Иркутск. 2004   Цель работы 1. Освоение методов расчета режимов распределительной сети. 2.. Освоение методов обеспечения качества электрической связанного с отклонениями напряжения энергии в распределительных сетях. 3. Освоение методов анализа режима сети. Содержание работы 1.Нарисовать расчетную схему сети с отражением на ней режима зимнего максимума нагрузки в соответствии с рассчитываемым вариантом. 2.Найти каталожные данные ЛЭП и трансформаторов используемых в схеме. 3. Рассчитать электрических параметры ЛЭП и трансформаторов по каталожным данным 4. Освоить образец программы расчета режима сети (задание схемы сети, режимов узлов сети, отпаек трансформаторов, организация расчетов, отражение режима сети через таблицы и графики). 5.Внести изменения в программу связанные с изменением состава сети и мощностей нагрузок, в том числе связанные с изменением мощностей ЛЭП и отклонений напряжений узлов. 6. Выбрать номера отпаек на трансформаторах для обеспечения допустимого уровня напряжений в узлах сети. Обосновать необходимость использования РПН в узлах сети 35 и 10кВ или изменения сечений ЛЭП. 8. Составить сводные таблицы, отражающие · добавки напряжений за счет трансформаторов, · величины напряжений в узлах сети для 4 расчетных режимов. 9. Построить график для уровней напряжений всех узлов сети для лета и зимы с учетом изменений в составе сети (2 графика) 10. Построить графики изменения уровней напряжения от узла питания (узел 11100) до наиболее удаленных узлов (узлы 142 и 143)для зимы и лета(4 графика) 9. Составить сводные таблицы, отражающие режим сети по мощности для 4 режимов.На основании таблицы оценить величину потерь в сети (% от мощности нагрузки) 10. Провести анализ степени загруженности ЛЭП по плотности тока. 11. Провести расчет и анализ режима зимнего максимума при подключении к наиболее удаленному узлу 10кВ (узел 1143) конденсаторной батареи мощностью 900кВАр Исходные данные В качестве исходных данных используются: 1. Схема исходной сети в виде файла WORD. 2. Мощности нагрузок узлов сети, 3. Провода, длины и напряжения ЛЭП, 4. Типы трансформаторов, 5. Образец расчета режим сети в табличном редакторе EXCEL, 6. Варианты расширения состава сети и нагрузки дополнительных узлов. · Исходные данные сети, программа расчета и варианты изменения сети приведены в файла «Расчет 3-97. xls.. При выполнении курсовой работы схема дополняется: · узлом 1143 с напряжением 10кВ · узлом143 напряжением 0.4 кВ, · ЛЭП 10кВ межу узлами 1142 и 1143с проводами АС35, · трансформатором ТМ-63/10 между узлами 1143 и 143. · нагрузками узлов 1143 и 143 Варианты отличаются длинами ЛЭП 10кВ между узлами 1142-1143 и нагрузками узла 1143. . Схема сети Рассматривается схема сети приведенная на рис. 1. На схеме отражаются параметры элементов сети и величины нагрузок для режима зимнего максимума.     Рис.1. Расчетная схема сети   2.2. Расчетные режимы нагрузок узлов.   При оценке обеспечения качества напряжения в узлах сети проводится расчеты режимов напряжений двух периодов года: зимы и лета. При этом в каждом периоде рассчитывается режим максимальной и минимальной нагрузок. Во всех режимах напряжение на зажимах нагрузок не должно отклоняться от номинального более чем на ±5%. В сельских сетях широко используются трансформаторы с ПБВ (переключение отпаек в невозбужденном состоянии). С целью обеспечения качества напряжения обыкновенно используется переключение отпаек на трансформаторах 2 раза в году, в соответствии с изменением нагрузок узлов летом и зимой. Величины нагрузок узлов сети приведены в табл.1   Таблица 1. Нагрузки узлов сети Узлы и их нагрузки
		Номинальное напряжение	Зимняя нагрузка				Летнняя нагрузка
			Максимальная		Минимальная		Максимальная		Минимальная
	Узлы	Uн	P	Q	P	Q	P	Q	P	Q
		кВ	кВт	кВар	кВт	кВар	кВт	кВар	кВт	кВар
1	100	0,38	60	40	30	20	20	10	15	10
2	120	0,38	60	40	30	20	20	10	15	10
3	140	0,38	40	40	30	20	10	3	5	2
4	141	0,38	10	6	8	3	10	3	5	2
5	142	0,38	8	6	5	3	10	3	5	2
6	1100	10	300	100	200	100	150	100	100	80
7	1120	10	600	200	400	200	300	100	100	80
8	1140	10	300	100	200	80	150	100	100	80
9	1141	10	300	100	200	80	150	100	100	80
10	1142	10	300	100	200	80	150	100	100	80
11	3100	35	2000	500	1000	400	1000	600	500	400
12	3120	35	1000	300	800	200	500	200	300	200
13	3140	35	1000	500	800	300	500	400	300	300
14	11100	110
15	143	0,38	40	40	30	20	10	3	5	2
16	1143	370	100	250	80	80	150	100	100	80

Трансформаторы

Типы используемых трансформаторов и узлы их подключения приведены в табл.2

Таблица 2. Подключение трансформаторов

 2.4. Линии передачи

Узлы присоединения, марки проводов и длины ЛЭП приведены в табл.3

Таблица 3. ЛЭП расчетной схемы

Справочные и расчетные параметры элементов схемы

Трансформаторы

При расчете режима сети используется схема замещения трансформатора, приведенная на рис.2.

Рис.2. Схема замещения трансформатора.

По справочным данным, находим величины номинальных напряжений на обмотке низкого напряжения Uнн, на обмотке высокого напряжения Uвн, номинальную мощность трансформатора Sн, напряжение короткого замыкания Uк, тока холостого хода Iо, величины потерь холостого хода Рх, потерь короткого замыкания Рк.

 На основании справочных параметров рассчитываются активное и реактивное сопротивление трансформатора, реактивные потери холостого хода Qх по следующим выражениям (параметры рассчитаны для трансформатора ТМ-63/10)

                                             (1)

где  в кВт и кВА,

- в кВ

                                                                        (2)

где Uк в %

                                                                       (3)

Параметры рассчитаны для трансформатора мощностью 63кВА с порядковым номером 8.

Параметры трансформаторов расчетной схемы приведены в табл.4.

Для поддержания уровней напряжения в распределительной сети широко используется переключение отпаек трансформаторов на обмотке высокого напряжения, что приводит к изменению коэффициента трансформации и эквивалентно введению добавки напряжения на обмотке низкого напряжения на величину Е. Переключение может проводиться при отключенном от сети трансформаторе (трансформаторы с ПБВ- переключение без возбуждения) и при подключенной нагрузке (трансформаторы с РПН- регулирование под нагрузкой). Следует отметить, что трансформаторы с РПН значительно дороже (более, чем в 2 раза) трансформаторов с ПБВ и поэтому их использование ограничено. Использование РПН оправдано в трансформаторах мощностью более 1000МВт. Это, прежде всего трансформаторы питающих центров с первичным напряжением 110кВ. В тех случаях, когда не удается обеспечить отклонение напряжения на зажимах приемников в пределах ±5% с использованием ПБВ, используются трансформаторы с РПН. Номинальные отпайки трансформаторов соответствуют добавке напряжения равной 5 %. Величины добавок напряжения для ПБВ и РПН приведены в табл.5.

Следует отметить, что при увеличении напряжения в сети уменьшаются потери активной мощности в ЛЭП, поэтому желательно поддерживать отклонения напряжения в узлах питания близкими к величине +5%.

Таблица 4. Параметры трансформаторов

Таблица 5. Добавки напряжения при изменении отпаек трансформаторов

Добавки для ПБВ с 5-ю позициями

Добавки для РПН с 13 позициями переключений.

 Добавки для РПН с 19 позициями

Параметры ЛЭП

Расчетная схема ЛЭП представлена на рис.3.

Параметры схемы определяются выражениями

; ;

где сопротивление и проводимости Ом/км и См/км

l- длина линии, км

Рис.3. Расчетная схема участка ЛЭП

                                                                                                 (4)

t-температура воздуха

r_o20- сопротивление 1км провода, приводится в справочниках.

Для провода А35 при температуре –20^оС

                                                                                              (5)

где D_ср –среднее геометрическое расстояние между проводами фаз

Зависимость D_ср от напряжения сети приведена в табл.6

Таблица 6. Среднегеометрические расстояния между фазами ЛЭП

Do- диаметр провода, находится в справочниках.

Для провода АС70 Do=11.4мм

Для ЛЭП 35кВ с проводом АС70 найдем Хо

.                   (6)

Реактивная мощность, генерируемая ЛЭП

.                                       (7)

Таблица 4. Параметры ЛЭП схемы

Для ЛЭП 35 кВ генерация реактивной мощности становится значительной и ее необходимо учитывать в расчетах.

Расчет режима сети

Расчет режим сети проводится в два этапа:

На первом этапе рассчитываются мощности, протекающие в ЛЭП и трансформаторах, потери мощности и напряжения в ЛЭП и трансформаторах. Расчет проводится на основании величин нагрузок концов ЛЭП и вторичных обмоток трансформаторов. Расчет начинается от самых удаленных узлов и заканчивается трансформатором центра питания. На втором этапе рассчитываются отклонения напряжения в узлах при заданном отклонении питающего узла 11100. Расчет начинается с питающего трансформатора и заканчивается самыми удаленными узлами сети.

Мощность конца ЛЭП равна

                                                                                (8)

где - мощность начала следующей ЛЭП

- мощность потребляемая подключенным к узлу n трансформатором

      - эквивалентна мощность подключенных к узлу нагрузок и и ЛЭП, не указанных в схеме

Аналогично рассчитывается реактивная мощность конца ЛЭП.

                                                                (9)

Для конца ЛЭП 7 (узлы присоединения1142-1143), к которому присоединены трансформатор и местная нагрузка).

                        P₇ =0+40.4+300=340.43кВт

                        Q₅ =0+100+43.7=143.7кВАр

      находятся потери мощности в ЛЭП

                      (10)

             (11)

Мощность начала ЛЭП 5

=340.6+10.6=351.2 кВт                                                                            (12)

=143.7+4.9-3.169=145.6кВАр                                                 (13)

Потери напряжения в ЛЭП в % от номинального напряжения

              (14)

Мощности обмотки низкого напряжения трансформатора находятся по тем же уравнениям, что и для ЛЭП. По таким же уравнениям рассчитываются потери мощности и напряжения. Мощность обмотки высокого напряжения рассчитывается по уравнениям

                                                                                    (15)

                                                                             (16)

В табл.5 отражен расчет режима ЛЭП для максимальной зимней нагрузки

В табл. 6 отражен расчет режима трансформаторов для максимальной зимней нагрузке

На втором этапе рассчитываются отклонения напряжения узлов при заданном напряжении сети 110кВ (узел 11100)

Отклонение напряжения следующего узла сети определяется путем вычитания из отклонения напряжения предыдущего узла потери напряжения соединяющего узлы элемента –ЛЭП или трансформатора. Для трансформатора к отклонению напряжения добавляется величина добавки напряжения E за счет изменения позиции РБВ или РПН.

Пример расчета отклонений напряжений узлов отражен в табл. 7.

Анализ режима сети по величинам мощностей используется для оценки величины потребляемой мощности, величин потерь мощностей в ЛЭП и трансформаторах.

В таблице 8 отражен режим схемы для мощностей.

Таблица 5. Режим ЛЭП для максимальной зимней нагрузки

Таблица 6: Режим трансформаторов для максимальной зимней нагрузки

Таблица 7. Режим узлов сети для зимнего максимума

Таблица 8. Мощности сети для режимов зимы и лета

Из таблицы 8 видно, что потери в сети активной мощности максимальны зимой и составляют 6.39% и обусловлены в основном потерями в ЛЭП. Потери реактивной мощности обусловлены в основном трансформаторами. Потери реактивной мощности в ЛЭП и генерация реактивной мощностью ЛЭП близки по величине..

.