 |
1.3. Расчет установившихся режимов на ПЭВМ. Регулирование напряжения
|
|
|
|
1. 3. Расчет установившихся режимов на ПЭВМ. Регулирование напряжения
1. 3. 1. Выбор и обоснование расчетных режимов сети
Расчеты установившихся режимов (УР) выполняются для определения допустимости режима, его экономичности и качественных показателей электрической энергии.
Допустимость режимов определяется величиной загрузки элементов электрической сети. При этом должны быть проанализированы как режимы с нормальной схемой, так и режимы с отключенными элементами электрической сети (линиями, трансформаторами и т. п. ) [4].
Экономичность режима определяется потерями мощности и энергии, а качество электроэнергии определяется величинами отклонений уровней напряжения от номинальных значений, которые возможны как при наибольших, так и при наименьших нагрузках.
Таким образом, должны быть просчитаны следующие режимы:
- режим с максимальными нагрузками узлов и нормальной схемой сети (режим максимальных нагрузок);
- режим с минимальными нагрузками узлов и нормальной схемой сети (режим минимальных нагрузок);
- режимы с максимальными нагрузками узлов и схемой, в которой отключены различные элементы электрической сети (послеаварийные режимы).
Послеаварийных режимов может быть много. Поэтому рекомендуется рассчитать режимы с поочередным отключением отдельных ВЛ, трансформаторов или блока ВЛ-трансформатор (в зависимости от схемы РУ), то есть такие, в которых отключение одних элементов сети приводит к наибольшей загрузке оставшихся в работе элементов сети. Следуя этой логике, должны быть просчитаны и проанализированы режимы, соответствующие отключению наиболее загруженных элементов электрической сети при нормальной схеме.
|
|
|
1. 3. 2. Расчеты режимов сети на ПЭВМ
Для выполнения расчетов на ПЭВМ рекомендуется использовать программу «EnergyCS Режим», разработанную на кафедре «Электрические системы» ИГЭУ и установленную в вычислительной лаборатории этой кафедры и в ОКСО электроэнергетического факультета [4].
Расчеты УР работы сети выполняются при следующих условиях:
· активные и реактивные нагрузки ПС представляются постоянными мощностями (P= пост, Q= пост);
· в качестве балансирующего узла принимаются шины ПС А, напряжение на которых для каждого режима указано в задании;
· точность расчета по мощности задается 1 МВт.
Для режима максимальных нагрузок создается база данных, которая для расчета других режимов корректируется с помощью клавиатуры. Исходные данные по ЛЭП и трансформаторам задаются способом, указанным в программе.
Допустимые токи ЛЭП задаются в исходных данных в соответствии с табл. П2. 8 или по [2, табл. 3. 15].
Результаты расчетов режимов представляются в виде таблиц или отображаются на расчетных схемах (см. рис. П4. 1) и включаются в текст пояснительной записки.
Последовательность расчета УР:
1-я группа режимов (все расчетные режимы) без регулирования напряжения с помощью РПН трансформаторов ( 
);
2-я группа режимов, при расчете которой выполняется регулирование напряжения с помощью РПН трансформаторов и линейных регуляторов (если они необходимы).
1. 3. 3. Выбор и обоснование способов регулирования напряжения
Для регулирования напряжения используются устройства РПН на автотрансформаторах и трансформаторах электрической сети, а также линейные регуляторы (если они установлены) на ПС с автотрансформаторами.
В соответствии с требованиями ПУЭ [3], на вторичных шинах подстанций 6-10 кВ, от которых питаются распределительные сети, должны быть обеспечены уровни напряжения U2:
|
|
|
– в режиме максимальных нагрузок
; (1. 16)
– в режиме минимальных нагрузок
, (1. 17)
где 
– номинальное напряжение сети, питающейся от вторичных шин подстанций ( =6, 0 или = 10, 0 кВ).
Регулирование напряжения должно осуществляться за счет изменения величины коэффициентов трансформации трансформаторов подстанций КТ.
Для выполнения такого регулирования в темпе расчета на ПК целесообразно заранее рассчитать и подготовить таблицы значений KT= f (n), где n - номер ответвления обмотки трансформатора, за счет изменения числа витков которой производится регулирование коэффициента трансформации (табл. 1. 9).
Таблица 1. 9
| n | 
| -2 | -1 | +1 | +2 |
| |||||||
| KT | KT HОМ |
Таблицы вида 1. 11 должны быть подготовлены для всех трансформаторов с различными значениями ступеней регулирования DК для всего диапазона регулирования по данным [2].
Например, для трансформатора типа ТДН-16000/110 DК1=1, 78 %.
1 МАКС=+9, 1 МИН = -9.
Для двухобмоточного трансформатора, сопротивления которого приведены к первичному напряжению, величина коэффициента трансформации определяется по выражению
, (1. 18)
где UHOM1 , UHOM2 – номинальные напряжения первичной и вторичной обмоток трансформатора [2].
Для автотрансформатора при приведении его сопротивлений к высшему напряжению величина коэффициента трансформации между обмотками С и В может быть рассчитана по выражению
, (1. 19)
где UНОМ С , UНОМ В – номинальные напряжения обмоток среднего и высшего напряжений автотрансформатора [2];
DКС%, с – ступень регулирования на стороне среднего напряжения и номер включенного ответвления на этой стороне.
Значение коэффициента трансформации между обмотками низшего и высшего напряжения автотрансформатора рассчитывается по соотношению
, (1. 20)
где UНОМ Н – номинальное напряжение обмотки низшего напряжения [2].
|
|
|
Регулирование напряжения целесообразно осуществлять в такой последовательности:
1. Задать на шинах А напряжение UА для конкретного режима ( в соответствии с заданием ).
2. С помощью РПН автотрансформаторов (трансформаторов) узловой подстанции установить на шинах 110 кВ желаемый уровень напряжения (110-115 кВ).
3. Выполнить регулирование напряжения на вторичных шинах
6–10 кВ подстанций района нагрузок с помощью РПН их трансформаторов.
Признаком правильного совместного использования РПН на трансформаторах узловой и остальных подстанций района будут являться нормальные уровни напряжения на вторичных шинах 6-10 кВ при значениях , достаточно удаленных от их предельных значений.
Удаленность величин п от их предельных значений будет обеспечивать достаточный диапазон регулирования напряжений в будущем, когда нагрузки подстанций возрастут.
Результаты расчетов по регулированию напряжения для каждой подстанции необходимо представить в табл. 1. 10 и на принципиальной схеме сети (в графической части проекта).
Таблица 1. 10
| Название Подстанции | Режим работы сети | nС | UС, кВ | n1 | U2, кВ |
| ПС 1 | |||||
| : | |||||
| ПС 2 | |||||
| : | |||||
| ПС 3 и т. д. |
Для обеспечения требуемых уровней напряжения на шинах 10 кВ ПС с автотрансформаторами необходимо выбрать линейный регулировочный трансформатор (ЛР). Номинальная (проходная) мощность его выбирается по пропускной способности обмотки НН автотрансформатора или по нагрузке этой обмотки.
Данные по ЛР приведены в табл. П2. 3. ЛР включаются последовательно с обмоткой НН автотрансформатора (рис. 1. 12).
Рис. 1. 12. Схема замещения линейного регулятора
Величина коэффициента трансформации ЛР зависит от положения переключателя в пределах ±10·1, 5 % и определяется по соотношению
|
|
|
, (1. 21)
где DКЛР % - ступень регулирования ЛР; DКЛР% = 1, 5 %;
nЛР – номер ответвления переключающего устройства ЛР.
Изменение величины КТЛР в зависимости от положения переключателя показано в табл. 1. 11.
Таблица 1. 11
| Положе-ние пере-ключателя | ||||||||||
| nЛР | -10 | -9 | -8 | -7 | -6 | -5 | -4 | -3 | -2 | -1 |
| КТЛР | 0, 850 | 0, 865 | 0, 880 | 0, 895 | 0, 910 | 0, 925 | 0, 940 | 0, 955 | 0, 970 | 0, 985 |
| Положе- ние пере- ключателя | |||||||||||||
| nЛР | |||||||||||||
| КТЛР | 1, 000 | 1, 000 | 1, 000 | 1, 015 | 1, 030 | 1, 045 | 1, 060 | 1, 075 | 1, 090 | 1, 105 | 1, 120 | 1, 135 | 1, 150 |
Таким образом, диапазон регулирования ЛР равен ±15 %, что делает его весьма эффективным техническим средством регулирования напряжения.
В расчетах УР ЛР представляется в виде идеального трансформатора с 
(рис. 1. 12). ( 
, при этом такое допущение практически не приводит к какой-либо заметной погрешности в расчетах УР).
ЛР обеспечивает лишь продольное регулирование напряжения, т. к. фаза напряжения 
по отношению к вектору 
не зависит от величины 
и не превышает 1.
|
|
|
