
- •Содержание
- •Лекционный курс
- •1. Теоретические основы передачи и распределения электроэнергии
- •2. Системотехника передачи и распределения электроэнергии
- •2.1. Электроэнергетические системы
- •2.2. Сети передачи и распределения электроэнергии
- •2.2.1. Структура и функции сетей п и рэ
- •2.2.2. Основные требования к сетям п и рэ
- •2.3. Классификация сетей передачи и распределения электроэнергии
- •2.3.1. По признакам, связанным с номинальным напряжением
- •2.3.2. По роду тока
- •2.3.3. По конфигурации
- •2.3.4. По конструктивному исполнению
- •2.4. Элементы сетей передачи и распределения электроэнергии
- •2.4.1. Параметры и схемы замещения линий электропередач
- •2.4.2. Параметры и схемы замещения трансформаторов
- •2.4.3. Учет электрических нагрузок
- •2.4.4. Графики электрических нагрузок
- •2.4.5. Потери мощности и электроэнергии в электрических сетях
- •3. Режимы сетей передачи и распределения электроэнергии
- •3.1. Виды режимов электроэнергетических систем. Общие положения расчета установившихся режимов
- •3.2. Расчеты установившихся режимов разомкнутых сетей с одним источником питания
- •3.2.1. Расчетные нагрузки узлов электрической сети
- •3.2.2. Расчет режима разомкнутой сети по напряжению, заданному в конце сети
- •3.2.3. Расчет режима разомкнутой сети по напряжению, заданному в начале сети
- •3.2.4. Расчет напряжения на вторичной обмотке трансформатора
- •3.2.5. Особенности расчета местных электрических сетей
- •3.3. Расчеты установившихся режимов замкнутых сетей
- •3.4. Регулирование режимов систем передачи и распределения электроэнергии
- •3.4.1. Регулирование частоты и активной мощности
- •3.4.2. Регулирование напряжения и реактивной мощности
- •4. Основы типового проектирования сетей передачи и распределения электроэнергии
- •4.1. Типовые схемы внешнего электроснабжения предприятий
- •4.2. Выбор номинального напряжения сети
- •4.3. Выбор сечений воздушных и кабельных линий
- •4.3.1. Экономические критерии выбора
- •4.3.2. Технические критерии выбора сечений проводов воздушных линий
- •4.3.2. Технические критерии выбора жил кабельных линий
- •4.4. Выбор схем присоединения понижающих подстанций и трансформаторов на понижающих подстанциях
- •Аппаратный лабораторный практикум Лабораторная работа №1. Регулирование напряжения в электрических сетях
- •Теоретические сведения
- •Описание лабораторного стенда нтц–67 «Распределительные сети систем энергоснабжения »
- •Ход выполнения работы Эксперимент №1. Регулирование напряжения методом изменения коэффициента трансформации
- •Эксперимент №2. Регулирование напряжения методом поперечной компенсации мощности конденсаторной батареей
- •Эксперимент №3. Регулирование напряжения методом продольной компенсации мощности конденсаторной батареей
- •Варианты индивидуальных заданий
- •Задания на защиту лабораторной работы
- •Лабораторная работа №2. Исследование установившихся режимов работы разомкнутой распределительной электрической сети
- •Теоретические сведения
- •Ход выполнения работы Эксперимент №1. Измерение параметров установившегося режима работы трансформатора
- •Эксперимент №2. Исследование параметров установившегося режима разомкнутой распределительной электрической сети
- •Варианты индивидуальных заданий
- •Задания на защиту лабораторной работы
- •Виртуальный лабораторный практикум (часть 1) Работа №1. Моделирование простейших электрических цепей в программном обеспечении схемотехнической сапр
- •Ход выполнения работы
- •Практические рекомендации по выполнению работы и использованию программного обеспечения Основы работы с пакетом CircuitMaker
- •Пример 1. Моделирование участка электрической цепи с активным сопротивлением
- •Пример 2. Моделирование участка электрической цепи с активно-индуктивным сопротивлением
- •Типичные ошибки моделирования и способы их исправления
- •Варианты индивидуальных заданий
- •Задания на защиту работы
- •Работа №2. Математическое моделирование простейших электрических цепей
- •Ход выполнения работы
- •Практические рекомендации по выполнению работы и использованию программного обеспечения Основы работы с пакетом MathCad
- •Пример 1. Анализ участка электрической цепи с активным сопротивлением
- •Пример 2. Анализ участка электрической цепи с активно-индуктивным сопротивлением
- •Задания на защиту работы
- •Работа №3. Исследование режимов передачи мощности по линиям электропередачи
- •Теоретические сведения
- •Ход выполнения работы
- •Практические рекомендации по выполнению работы и использованию программного обеспечения
- •Варианты индивидуальных заданий
- •Задания на защиту работы
- •Работа №4. Исследование п-образной схемы замещения линий электропередач
- •Теоретические сведения
- •Ход выполнения работы
- •Практические рекомендации по выполнению работы и использованию программного обеспечения
- •Задания на защиту работы
- •Виртуальный лабораторный практикум (часть 2) Работа №1. Исследование схем замещения трансформаторов и автотрансформаторов
- •Ход выполнения работы
- •Практические рекомендации по выполнению работы и использованию программного обеспечения Пример 1. Использование программной анимации
- •Пример 2. Расчет параметров схемы замещения двухобмоточного трансформатора
- •Пример 3. Расчет параметров схемы замещения автотрансформатора
- •Варианты индивидуальных заданий
- •Задания на защиту работы
- •Работа №2. Расчет и анализ регулирующего эффекта нагрузки электроэнергетической системы по напряжению
- •Теоретические сведения
- •Ход выполнения работы
- •Практические рекомендации по выполнению работы и использованию программного обеспечения
- •Варианты индивидуальных заданий
- •Задания на защиту работы
- •Работа №3. Построение и расчет параметров суточных графиков нагрузки
- •Ход выполнения работы
- •Практические рекомендации по выполнению работы и использованию программного обеспечения Пример выполнения расчета по ходу выполнения работы
- •Дополнительные рекомендации по выполнению индивидуальных вариантов
- •Варианты индивидуальных заданий
- •Задания на защиту работы
- •Работа №4. Расчет и анализ параметров упорядоченных сезонных графиков нагрузки. Расчет нагрузочных потерь
- •Ход выполнения работы
- •Практические рекомендации по выполнению работы и использованию программного обеспечения
- •Варианты индивидуальных заданий
- •Задания на защиту работы
- •Работа №5. Режим холостого хода линий электропередач с установками поперечной компенсации
- •Теоретические сведения
- •Ход выполнения работы
- •Часть 1
- •Часть 2
- •Практические рекомендации по выполнению работы и использованию программного обеспечения
- •Часть 1
- •Часть 2
- •Варианты индивидуальных заданий
- •Задания на защиту работы
- •Работа №6. Режим линий электропередач с продольной компенсацией
- •Теоретические сведения
- •Ход выполнения работы
- •Практические рекомендации по выполнению работы и использованию программного обеспечения
- •Варианты индивидуальных заданий
- •Задания на защиту работы
- •Литература
Пример 2. Расчет параметров схемы замещения двухобмоточного трансформатора
Рассмотрим расчет параметров Г-образной схемы замещения (см. Error: Reference source not found–б) для трансформатора ТМН-2500/110. Расчетные параметры RT, XT, GT, BT определяют по паспортным данным трансформатора (для выполнения работы соответствующие данные приведены в таблице индивидуальных вариантов):
SТ ном – номинальная мощность трансформатора, SТ ном = 2500 кВА;
Uвн, Uнн – номинальные напряжения обмоток высшего и низшего напряжения трансформатора, Uвн = 110 кВ, Uнн = 6,6 (11,0) кВ;
DPх – потери активной мощности при холостом ходе трансформатора, DPх = 5,5 кВт;
Iх – ток холостого хода, % Iном (в приведении параметров схемы замещения к высшему напряжению Iном = Iвн), Iх = 1,5%;
uк – напряжение короткого замыкания, % Uном (в приведении параметров схемы замещения к высшему напряжению Uном = Uвн), uк = 10,5%;
DPк – потери активной мощности при коротком замыкании трансформатора, DPк = 22 кВт.
Рассчитаем активное сопротивление продольной ветви Г-образной схемы замещения трансформатора по формуле (22):
Ом.
Рассчитаем индуктивное сопротивление трансформатора продольной ветви Г-образной схемы замещения трансформатора по формуле (23):
Ом.
Рассчитаем активную проводимость поперечной ветви Г-образной схемы замещения трансформатора по формуле (25):
См.
Рассчитаем величину потерь реактивной мощности DQх по формуле (28):
Рассчитаем реактивную проводимость поперечной ветви Г-образной схемы замещения трансформатора по формуле (26):
См.
Пример 3. Расчет параметров схемы замещения автотрансформатора
Рассмотрим расчет параметров трехлучевой схемы замещения для автотрансформатора АТДЦТН-63000/220 (схема аналогична схеме замещения трехобмоточного трансформатора – см. Error: Reference source not found). Расчетные параметры RTв, RTс, RTн, XTв, XTс, XTн, GT, BT и DQх определяют по паспортным данным автотрансформатора (для выполнения работы соответствующие данные приведены в таблице индивидуальных вариантов):
SАТ ном – номинальная мощность автотрансформатора (АТ), SАТ ном = 63000 кВА;
Uвн, Uсн, Uнн – номинальные напряжения обмоток высшего, среднего и низшего напряжения АТ, Uвн = 230 кВ, Uсн = 131 кВ, Uнн = 6,6 (10,5; 38,5) кВ;
DPх – потери активной мощности при холостом ходе АТ, DPх = 45 кВт;
Iх – ток холостого хода, % Iном (в приведении параметров схемы замещения к высшему напряжению Iном = Iвн), Iх = 0,6%;
uкв-с, uкв-н и uкс-н – напряжения короткого замыкания на каждую пару обмоток, % Uном (в приведении параметров схемы замещения к высшему напряжению Uном = Uвн), uкв-с = 11 кВ, uкв-н = 34 кВ, и uкс-н = 21 кВ;
Pкв-с, Pкв-н и Pкс-н – потери активной мощности на каждую пару обмоток, при коротком замыкании АТ, кВт, или только одно значение потерь короткого замыкания ∆Рк = ∆Ркв-с = 215 кВт;
aнн – доля мощности обмотки низшего напряжения от номинальной мощности АТ ( ), aнн = 0,5.
Рассчитаем активную проводимость поперечной ветви схемы замещения АТ по формуле (25):
См.
Рассчитаем величину потерь реактивной мощности АТ DQх по формуле (28):
Рассчитаем реактивную проводимость поперечной ветви схемы замещения АТ по формуле (26):
См.
Если в исходных данных заданы потери активной мощности на каждую пару обмоток, то значения потерь активной мощности в каждой обмотке рассчитываются по формулам (32). После этого активные сопротивления обмоток АТ рассчитываются, как и для двухобмоточного трансформатора, по формуле (22), с подстановкой соответствующего значения потерь:
, Ом; , Ом; , Ом.
Если в исходных данных, как в рассматриваемом примере, задано только одно значение потерь короткого замыкания ∆Рк = ∆Ркв-с, то активные сопротивления обмоток высшего и среднего напряжений АТ равны между собой:
Ом.
Активное сопротивление обмотки низшего напряжения определяется ее мощностью и вычисляется по формуле:
Ом.
Индуктивные сопротивления обмоток АТ рассчитываются, как и для двухобмоточного трансформатора, по формуле (23), с подстановкой соответствующего значения напряжения короткого замыкания. Рассчитаем значения напряжений короткого замыкания для каждой обмотки по формулам (30):
Индуктивные сопротивления обмоток АТ рассчитываются, как и для двухобмоточного трансформатора, по формуле (23), с подстановкой соответствующего значения напряжения короткого замыкания. При этом одно из значений реактивных сопротивлений, значительно меньшее двух других по абсолютной величине, и принимается равным нулю [9, 10, 23, 26]:
Ом;
Ом;
.