Ход работы

1. Активизировать программный комплекс Mathcad. Открыть предыдущий расчет.

2. Заменить значение коэффициентов трансформации трансформаторов на его комплексное значение. В расчете проводимостей ветвей, содержащих трансформаторы, и матрице проводимостей над коэффициентами трансформации поставить знак комплекса.

3. Задать в начальных приближениях угловое смещение напряжения для каждого узла.

4. Произвести первую итерацию по методу Ньютона.

5. Выполнить необходимое количество итераций (сходимость метода Ньютона обеспечивается 4-5 итерациями).

6. Выполнить анализ полученных результатов.

Пример

Вывод: в ходе лабораторной работы учащийся должен оценить учет влияния комплексного коэффициента трансформации на результаты расчета. Так же необходимо уяснить, что угол не оказывает влияния на значение напряжения, а просто разворачивает вектора на угол 30°.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4

ВВЕДЕНИЕ В РАСЧЕТ УСТАНОВИВШЕГОСЯ РЕЖИМА

РАБОТЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ ПРОВОДИМОСТИ ШУНТОВ

Цель - на основе предыдущей л/р необходимо с помощью программного комплекса Mathcad рассчитать установившийся режим сети с учетом влияния на расчет проводимости шунтов.

Основные понятия

Шунты в узлах схемы включают в себя поперечные ветви схем замещения линий, трансформаторов, а также нерегулируемых компенсирующих устройств.

Например, для участка сети, содержащей линию 110 кВ и трансформатор 110/10, схема с учетом всех шунтов выглядит следующим образом:

Рис. Шунты

Очевидно, что изменяются и проводимости узлов. Так, собственная проводимость узла 2 определяется:

Знак «±» необходимо выбирать исходя из следующей логики: активное и индуктивное сопротивления шунтов должны понижать напряжение в узле; емкостное сопротивление, играя роль компенсирующего устройства, должно увеличивать протекающую активную мощность, а, следовательно, повышать напряжение в узле.

Ход работы

1. Активизировать программный комплекс Mathcad. Открыть предыдущий расчет.

2. Добавить проводимости шунтов в определении проводимости узлов.

3. Произвести первую итерацию по методу Ньютона.

4. Выполнить необходимое количество итераций (сходимость метода Ньютона обеспечивается 4-5 итерациями).

5. Выполнить анализ полученных результатов.

Пример

Вывод: в ходе лабораторной работы учащийся должен оценить влияние учета шунтов на полученные результаты, сделать выводы о необходимости регулирования напряжения.

Лабораторная работа №5 регулирование напряжения

Цель - на основе предыдущей л/р необходимо с помощью программного комплекса Mathcad рассчитать установившийся режим сети, отрегулировать до допустимого уровня напряжение в узлах сети.

Основные понятия

На первый взгляд кажется, что для получения решения достаточно в качестве начальных значений напряжений узлов задать номинальные напряжения и ориентировать векторы напряжений по осям комплексной плоскости, задать активную и реактивную мощности нагрузки, активную и реактивную мощности генераторов и применить какой-либо метод решения нелинейных уравнений. Итерации прекращаются по достижении заданной точности сведения балансов.

При такой постановке задачи итерационный процесс либо расходится, либо дает решение, как правило, не соответствующее условиям задачи, т.к. система нелинейных уравнений может иметь несколько решений. Для получения решения, имеющего смысл, необходимо учесть физические свойства объекта, для которого составлена система уравнений.

Чтобы получить напряжения узлов, соответствующие условиям задачи, необходимо в ходе решения системы уравнений контролировать и регулировать напряжения в узлах схемы.

Способы регулирования напряжения:

а) Регулирование напряжения на электростанциях. Изменение напряжения на выходе генератора осуществляется за счет регулирования тока возбуждения генератора. Напряжение на выходе генератора U_Г изменяется в пределах (0,95…1,05)U_НОМ.

Повышающие трансформаторы на электростанциях имеют диапазон, ограниченный пределами ±2х2,5% U_НОМ.

б) Регулирование напряжения на подстанциях. Одним из основных средств регулирования напряжения в электрических сетях является изменение коэффициентов трансформации трансформаторов на подстанциях. Коэффициент трансформации определяется отношением числа витков первичной w₁ и вторичной w₂ обмоток трансформатора или отношением номинальных первичного U_ВН и вторичного U_НН напряжений трансформатора при его холостом ходе:

Трансформаторы имеют специальные ответвления от обмоток, позволяющие изменять коэффициент трансформации и, следовательно, регулировать напряжение.

Переключение ответвлений может осуществляться:

• устройством переключения без возбуждения (ПБВ) при отключении трансформатора от сети. Эти переключения производятся редко, например, при сезонность изменении нагрузки. Такие трансформаторы не могут использоваться для регулирования напряжения при изменении нагрузки в течение суток;

• устройством регулирования под нагрузкой (РПН) без отключения трансформатора от сети. Такие трансформаторы более гибкие, позволяют реагировать на изменение нагрузки в течение суток. Трансформаторы оборудуются автоматическими регуляторами напряжения, которые реагируют на изменения напряжения на вторичной обмотке трансформатора, давая команды на переключение ответвлений РПН.

Ответвления РПН соответствуют изменению коэффициента трансформации до величины , где i - номер ответвления. Для повышения напряжения на вторичной обмотке трансформатора его коэффициент трансформации необходимо уменьшить, что соответствует знаку минус в данном выражении. Для понижения напряжения на вторичной обмотке трансформатора - наоборот.

Для регулирования напряжения также используются специальные регулировочные трансформаторы, устанавливаемые на подстанциях.