3 Расчет основных режимов работы сети

Задачей выполнения данного раздела проекта является определение действительного потокораспределения и напряжений на шинах подстанций в основном нормальном режиме работы сети и при отключениях линий и трансформаторов.

Для четкого представления учитываемых параметров линий и трансформаторов и последовательности расчетов составляется схема замещения всей сети, на которой указываются значения параметров сети и режима. Параметры режима наносятся на схему замещения после расчета режима.

3.1 Режим максимальных нагрузок

Рисунок 13 – Вариант 1

Определяем активные и реактивные сопротивления и проводимости трансформаторов на подстанциях.

На каждой подстанции установлено два трансформатора ТРДН-40000/220. Параметры трансформаторов:

S_ном = 40 МВА, U_ВН = 230 кВ, U_НН = 6,6 кВ,

Р_хх = 50 кВт, Р_к = 170 кВт, u_к = 12%, I_х = 0,9%.

Активные и реактивные потери в стали для трансформаторов на каждой из пяти подстанций одинаково:

Р_ст1 = n∙Р_хх = 100 кВт;

Q_ст1 = = 720 квар.

Найдем активные и реактивные потери в меди для каждой подстанции и вычислим суммарные потери для каждой подстанции.

ПС 1:

Р_м1 = = = 39,013 кВт;

Q_м1 = = = 1102 квар.

Потери в трансформаторе составят:

= Р_ст1 + Р_м1 + Q_ст1 + Q_м1 =

= 100 + 39,013 + 720i + 1102i = 139,013 + 1822i кВА.

ПС 2:

Р_м2 = = = 26,116 кВт;

Q_м2 = = = 737,396 квар.

Потери в трансформаторе составят:

= Р_ст2 + Р_м2 + Q_ст2 + Q_м2 =

= 100 + 26,116 + 720i + 737,396i = 126,116 + 1457,396i кВА.

ПС 3:

Р_м3 = = = 87,781 кВт;

Q_м3 = = = 2479 квар.

Потери в трансформаторе составят:

= Р_ст3 + Р_м3 + Q_ст3 + Q_м3 =

= 100 + 87,781 + 720i + 2479i = 187,781 + 3199i кВА.

ПС 4:

Р_м4 = = = 23,294 кВт;

Q_м4 = = = 657,725 квар.

Потери в трансформаторе составят:

= Р_ст4 + Р_м4 + Q_ст4 + Q_м4 =

= 100 + 23,29 + 720i + 657,725i = 123,29 + 1377,725i кВА.

ПС 5:

Р_м5 = = = 8,061 кВт;

Q_м5 = = = 227,6 квар.

Потери в трансформаторе составят:

= Р_ст5 + Р_м5 + Q_ст5 + Q_м5 =

= 100 + 8,061 + 720i + 227,6i = 108,061 + 947,6i кВА.

Расчёт параметров установившегося режима

1 этап заключается в определении потоков и потерь мощности в элементах сети последовательно по элементам, сначала головные участки, затем остальные.

Пересчитываем мощности по ПС, для расчета головных участков:

Рисунок 14 – Схема варианта 1, развернутая по узлу источника питания

ПС 1:

ПС 2:

ПС 3:

ПС 4:

ПС 5:

Этап 1. Находим мощности головных участков.

Так как все линии имеют одно сечение, то расчет головных участков будем вести по следующим формулам:

.

Проверка правильности нахождения полной мощности на участке:

+ ;

100,684 + 60,685i = 100,684 + 60,685i.

Проверка показала правильность расчета распределения мощности.

Этап 2. Разрезаем схему в точке потокораздела и определяем потери мощности в линиях

Рисунок 15 – Схема варианта 1, рассеченная в точке потокораздела

Участок РЭС-4.

Мощность в конце участка цепи 3-4:

МВА.

Потери мощности в линии 3-4:

МВА.

Мощность в начале участка цепи 3-4:

МВА.

Мощность в конце участка цепи 1-3:

МВА.

Потери мощности в линии 1-3:

МВА.

Мощность в начале участка цепи 1-3:

МВА.

Мощность в конце участка цепи РЭС-1:

МВА.

Потери мощности в линии РЭС-1:

МВА

Мощность в начале участка цепи РЭС-1:

МВА.

Участок РЭС`-4`.

Мощность в конце участка цепи 4-5:

МВА.

Потери мощности в линии 4-5:

МВА.

Мощность в начале участка цепи 4-5:

МВА.

Мощность в конце участка цепи 5-2:

МВА.

Потери мощности в линии 5-2:

МВА.

Мощность в начале участка цепи 5-2:

МВА.

Мощность в конце участка цепи РЭС-2:

МВА.

Потери мощности в линии РЭС-2:

МВА

Мощность в начале участка цепи РЭС-2:

МВА.

Мощность генерации:

Сопротивления трансформаторов на подстанциях.

Для каждой из пяти подстанций:

R_т = = Ом;

Х_т = = Ом;

См;

См.

Этап 3. Определяем напряжения в узлах и падения напряжений последовательно по элементам от начала сети к концам сети.

U_РЭС = 1,06U_ном = 1,06 220 = 233,2 кВ.

Линия РЭС-1.

Определим продольную составляющую падения напряжения в линии РЭС-1:

U_{Л РЭС-1} = = кВ.

Определим поперечную составляющую падения напряжения в линии РЭС-1:

кВ.

Напряжение на стороне ВН подстанции 1:

кВ.

Определим продольную составляющую падения напряжения в трансформаторах:

Определим поперечную составляющую падения напряжения в трансформаторах:

Определим приведенное к ВН напряжение подстанции:

.

Коэффициент трансформации, одинаков для каждой подстанции:

.

Действительное напряжение на стороне НН:

кВ.

Линия 1-3.

U_{Л 1-3} = = кВ.

кВ.

кВ.

.

кВ.

Линия 3-4.

U_{Л 3-4} = = кВ.

кВ.

кВ.

.

кВ.

Линия РЭС-2.

U_{Л РЭС-2} = = кВ.

кВ.

кВ.

.

кВ.

Линия 5-2.

U_{Л 5-2} = = кВ.

кВ.

кВ.

.

кВ.

Линия 4-5.

U_{Л 4-5} = = кВ.

кВ.

кВ.

.

кВ.

Так же расчёт проведём на ЭВМ с помощью программно-вычислительного комплекс «Project». Результаты расчета представлены ниже.

Вносим параметры схемы замещения выбранного варианта сети в “Данные: узлы” и ”Данные: связи”.

Рисунок 16 – Данные по узлам для максимального режима

Рисунок 17 – Данные по связям для максимального режима

Выбираем нужную точность вычисления в окне “Установки”, нажимаем в окне “Установки” клавишу “Выполнить расчет” и получаем параметры режима, в данном случае режима максимальных нагрузок электрической сети.

Рисунок 18 – Протокол расчета

Результаты расчета режима можно увидеть в окне“Результат: схема”, “Результат: узлы” и ”Результат: связи”.

Рисунок 19 – Результат расчета по схеме в целом

Рисунок 20 – Результат расчета по узлам

Рисунок 21 – Результат расчета по связям

Рисунок 22 - Схема замещения параметров сети

в режиме максимальных нагрузок