ESiS_rgr1

АЛМАТИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ

Некоммерческое акционерное общество

Кафедра электрических станций, сетей и систем

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА № 1

Дисциплина: Электрические сети и системы _

Специальность: 5В071800 – Электрэнергетика__________________ __

Выполнил: Әкімқожа Ә.С Группа: Эк 14-6

№ зачетной книжки:134243 ____________________________________

Принял: Мукашева Р.Т

_________________ «___» ________________________ 2017 г.

Подпись

Алматы, 2017

Содержание

1 Исходные данные……………………………………………………………….3

2 Схема замещения ЛЭП и трансформатора …………………………………....4

2.1 Расчет параметров ЛЭП…………………………………...………………….4

2.2 Расчет параметров трансформатора …………………………………...........5

3 Расчет потерь мощностей …………………………………...………………....5

3.1 Расчет потерь мощностей в трансформаторе……………………………….5

3.2 Расчет потерь мощностей в ЛЭП …………………………………................6

4 Расчет уровней напряжения в узловых точках ……………………………….7

5 Контрольные вопросы …………………………………...……………………..8

Заключение …………………………………...………………………………….11

Список литературы …………………………………...…………………………12

1 Исходные данные

Потребители понизительной подстанции, на которой установлен трехобмоточный трансформатор, получают электроэнергию по ВЛ длиной 90 км. Среднегеометрическое расстояние между проводами 4.5 м. Мощность потребителей подстанции на шинах среднего и низкого напряжения составляет соответственно 0,6 и 0,3 от номинальной мощности трансформатора и имеют одинаковые значения T_max и cosφ.

Требуется:

а) составить схему замещения ЛЭП и схему замещения трансформатора. Параметры схем замещения определить расчетным путем;

б) определить потери мощности в элементах сети и уровни напряжения в узловых точках схемы замещения электропередачи.

Рисунок 1 – Расчетная схема сети

Таблица 1 – Исходные данные

Тип трансформатора	n	Марка провода	D,м	α	β	L, км	cosφ	Расположение фазных проводов
АТДЦТН – 125000/220/110/10	2	АС-300/39	8	0,55	0,4	50	0,9	горизонтальное

2 Схема замещения ЛЭП и трансформатора

Рисунок 2 – Схема замещения

2.1 Расчет параметров ЛЭП

Марка провода : АС-300/39;

Длина линии: 50 км;

r₀=0,429 Ом/км;

Активное сопротивление ЛЭП:

R_л=(r₀·L)/2=(0,429·50)/2=10,72 Ом,

где r₀=0,429 Ом/км для данного провода

Среднее расстояние между проводами линии

D_ср= м,

Индуктивное сопротивление ЛЭП:

x₀==0,144·lg()+0,016/2=0,51 Ом/км

где радиус данного провода: r_пр=D_пр/2=24/2=12мм=0,012 м

X_л=(x₀·L)/2=(0,51·50)/2=25,41 Ом

Межпроводная проводимость ЛЭП:

b₀===2,55·10^-6 См/км

B_л=b₀·L=2,55·10^-6·50=1,27·10^-4 См

2.2 Расчет параметров трансформатора АТДЦТН – 125000/220/110 :

Рисунок – 3 Схема замещения трансформатора

S_ном =125 MBA, U_н.ВН=230 кВ, U_н.СН=121 кВ, U_н.НН=6,6 кВ,

U_к.ВС=11%, U_к.ВН=42%, U_к.СН=27%, P_х=80 кВт, І_х=0,5%

Для данного трансформатора:

U_кВ=0,5· (U_к.ВС + U_к.ВН - U_к.СН)= 0,5·(11+42-27)=13%; U_кС=0,5·( U_к.ВС + U_к.СН - U_к.ВН)= 0,5·(11+27-42)=-2%;

U_кН=0,5·( U_к.ВН + U_к.СН - U_к.ВС)= 0,5·(42+27-11)=29%;

Индуктивное сопротивление обмоток трансформатора:

X_тр1===55,01 Ом;

X_тр2=0;

X_тр3===122,73 Ом;

P_к=105 кВт;

І_х=0,5%;

ΔP_кВ = ΔP_кС = ΔP_кН =0,5 ΔP_к(ВН) =0,5·105=52,5 кВт;

R_общ=;

Рисунок – 3 Общая схема замещения

3 Расчет потерь мощностей

3.1 Расчет потерь мощностей в трансформаторе

R₂₃=R₃₄=R₃₅=0,5·R_общ=0,5·55,54 = 27,8 Ом;

P_тр=S_тр·cosφ=125000·0,9= 112,5 МВт

ΔQ_тр= S_тр·

P₄ = P_тр ·α = 112,5·0,55 = 61,87 МВт;

Q₄= Q_тр·α = 54,48·0,55 = 29,96 МВАр;

P₅ = P_тр ·β = 112,5·0,4 = 45 МВт;

Q₅= Q_тр· β = 54,48·0,4 = 21,79 МВАр;

Потери мощности во второй обмотке трансформатора:

ΔP₃₄ = == 9,93 МВт;

ΔQ₃₄ == 0;

ΔP₃₅ = ==5,25 МВт;

ΔQ₃₅ ===23,2 МВАр;

P₃= ΔP₃₄ + ΔP₃₅ = 9,93+5,25 =15,18 МВт;

Q₃ = ΔQ₃₄ + ΔQ₃₅ = 0+23,2 = 23,2 МВАр;

ΔP₂₃ = == 1,61 МВт;

ΔQ₂₃ === 3,19 МВАр;

P₂= ΔP₂₃ + P₃ = 1,61+15,18 =16,79 МВт;

Q₂ = ΔQ₂₃ + Q₃ = 3,19+23,2 =26,39 МВАр;

ΔP₁₂ = == 0,19 МВт;

ΔQ₁₂ === 1,88 МВАр;

4 Расчет уровней напряжения в узловых точках

;

=

==

=114,5кВ;

=

= =

=113,11 кВ;

=

==

= 110,669 кВ;

=

==

=83,62 кВ;

Контрольные вопросы

Вариант 1

1. Приведите порядок расчета районной сети по «данным конца».

Возможны четыре случая постановки задачи расчета линий.

Первый случай — известны напряжение и мощность в конце линии электропередачи U₂ и S'₂; требуется определить напряжение и мощность в начале линии U₁ и S'₁,

Второй случай — известны напряжение и мощность в начале линии U₁ и S'₁ требуется определить напряжение и мощность в конце линии U₂ и S'₂.

Третий случай — известны мощность в начале линии S'₁ и напряжение в конце линии U₂; требуется определить напряжение в начале линии U₁ и мощность в конце линии S'₂.

Четвертый случай — известны мощность в конце линии S'₂ и напряжение в начале линии U₁ требуется определить напряжение в конце линии U₂ и мощность в начале линии S'₁.

Каждый из этих случаев является характерным для практического решения задач о передаче мощности:

первый — от любой точки сети энергосистемы к потребителю с заданной мощностью, с установкой на передающем конце линии регулирующего напряжение линейного автотрансформатора;

второй — от электростанции в любую точку сети энергосистемы, с установкой на приемном конце линии линейного или силового автотрансформаторов, регулирующих напряжение в точке примыкания электропередачи к сети энергосистемы (т. е. на расчетном напряжении в первом случае и на вторичном напряжении во втором);

третий — от отдельной электростанции, связанной рассчитываемой электропередачей с сетью энергосистемы на приемном конце линии (при любом числе цепей);

четвертый — от любой точки сети энергосистемы с фиксированным уровнем напряжения к потребителю с заданной нагрузкой. Как правило, в этом, наиболее распространенном на практике случае расчет линий электропередачи ведут с учетом трансформаторов, устанавливаемых на приемных подстанциях.

Отметим, что два последних случая с заданными исходными величинами по разным концам линии приводятся в расчетном отношении к первым двум случаям, т. е. к расчету по данным конца линии или по данным начала линии, соответственно заданному исходному напряжению.

2. Как определяются потери мощности и энергии в трансформаторах и автотрансформаторах?

По обыкновению известные паспортные данные трансформаторов: DP_к, DРх. _х.,U _К. , І _{х. х.}

Для мощных силовых трансформаторов справедливые следующие соотношения

 ;  ;

 ;  ,

где DР _м..ном и DQ _{г. ном} – потери активной и реактивной мощности в обмотках (в меди) трансформатора за номинальной нагрузке; D Р_с и DQc – потери активной и реактивной мощности в стали трансформатора.

Потери активной мощности в стали не зависят от нагрузки трансформатора, а потери в меди (в обмотках) прямо пропорциональные квадрату нагрузки:

;

.

Для n одинаковых, параллельно включенных трансформаторов

,

где S – суммарная нагрузка всех трансформаторов; S_ном – номинальная мощность одного трансформатора.

Потери активной мощности в автотрансформаторах:

_,

 

где ;

_;

_.

Потери энергии в трансформаторах определяются по выражению

где t = t₁+t₂+…+tn; S₁, S₂,…, Sn - нагрузка трансформатора в соответствующие периоду времени.

При n одинаковых параллельно включенных трансформаторах

,

где n₁ и t₁, n₂ и t₂ – соответственно число включенных трансформаторов и время самых больших потерь для отрезков времени t₁ и t_2.

Потери энергии в автотрансформаторах определяются по выражению

.

Заключение

В ходе выполнения данной работы я ознакомился с основными параметрами ЛЭП и трансформатора, научился считать потери мощностей на участках линии и узловые напряжения, приобрел навыки работы с технической литературой. Также определил потери мощности в элементах сети и уровни напряжения в узловых точках схемы замещения электропередачи. Использовал техническую литературу для определения некоторых данных, необходимых для расчетов.

Список литературы

1. Идельчик В. И. Электрические сети и системы.

2. Идельчик В. И. Справочник по проектированию электроэнергетических систем.

3. Справочник по проектированию электроэнергетических систем. (1985) Ред.: С.С. Рокотян, И.М. Шапиро

4. Сажин В. Н., Генбач Н. А. Электрические сети и системы. Методические указания к выполнению расчетно-графических работ для студентов специальности 5В071800 – электроэнергетика.