Лабораторная работа №2
.pdf
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральноегосударственноеавтономноеобразовательноеучреждениевысшегообразования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙТОМСКИЙПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙУНИВЕРСИТЕТ»
Инженерная школа энергетики Отделение Электроэнергетики и электротехники
13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника»
ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ И СЕТИ
Лабораторная работа №2
Создание цифровых моделей радиальной и кольцевой электрических сетей в программном комплексе «RastrWin3». Расчёт режимов максимальных нагрузок и серии ремонтных режимов, выбор мероприятий по регулированию напряжения
Исполнитель: |
|
|
|
студент группы |
5А94 |
Милешкин А.А. |
3.08.2022 |
Руководитель: |
|
|
|
доцент ОЭЭ |
|
Н.П. Фикс |
|
Томск - 2022
ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ
1. Расположение потребителей и источника питания на координатной плоскости, масштаб 10 км/1 см.
2.Характеристики потребителей электроэнергии и источника питания
|
Наименование |
|
РЭС |
|
Потребители |
|
||
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
Активная |
мощность |
в |
режиме |
|
80 |
17 |
25 |
10 |
максимальных нагрузок, МВт |
|
|
|
|
|
|
||
Активная |
мощность |
в |
режиме |
|
45 |
8,5 |
12,5 |
5 |
минимальных нагрузок, МВт |
|
|
|
|
|
|
||
Коэффициент мощности |
|
0,9 |
0,82 |
0,77 |
0,84 |
0,80 |
||
ТМ, час |
|
|
|
|
3800 |
3000 |
7800 |
5300 |
КК , % |
|
|
|
|
100 |
30 |
70 |
20 |
UРЭС MAX, кВ |
|
|
246,4 |
|
|
|
|
|
UРЭС MIN, кВ |
|
|
226,6 |
|
|
|
|
|
Дата выдачи задания___________________________________________
Дата сдачи готового проекта_____________________________________
Руководитель проекта__________________________________________________
Задание к выполнению принял ___________________________________
Студент группы_____________________________________________________(Подпись)
2
Введение
Цель работы: создание цифровых моделей радиальной и кольцевой электрических сетей в программном комплексе «RastrWin3»; расчёт режимов максимальных нагрузок и серии ремонтных режимов, выбор мероприятий по регулированию напряжения.
В данной лабораторной работе мы должны отрегулировать напряжения при помощи анцапф для радиальной и кольцевой сети в режимах максимальной нагрузки и послеаварийном. Для этого необходимо при помощи программного комплекса RastrWin3 указать исходные данные для анцапф и на подстанциях отрегулировать напряжение до желательного значения 10,5 кВ.
3
Исходные данные:
Таблица 1 – Выбранные сечения проводов
Схема |
Участок |
|
ц |
, мм2 |
ном, кВ |
Марка |
|
|
|
|
эк |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
провода |
|
|
РЭС-2 |
2 |
202.661 |
220 |
АС 300/39 |
||
Радиальная |
2-1 |
2 |
122.196 |
220 |
АС 300/39 |
||
2-3 |
2 |
74.554 |
110 |
АС 120/19 |
|||
|
|||||||
|
2-4 |
2 |
31.313 |
110 |
АС 120/19 |
||
|
РЭС-2 |
2 |
289.805 |
220 |
АС 300/39 |
||
|
2-3 |
1 |
179.063 |
|
АС 185/29 |
||
Кольцевая |
3-4 |
1 |
34.255 |
110 |
АС 120/19 |
||
|
2-4 |
1 |
123.575 |
|
АС 150/24 |
||
|
2-1 |
2 |
174.741 |
220 |
АС 300/39 |
||
Таблица 2 – Параметры линий
Схема |
Участок |
Провод |
Длина |
|
|
|
|
|
|
участка, |
л, Ом |
л, Ом |
л, мкСм |
|
|
|
км |
|
|
|
Радиальная |
РЭС-2 |
АС 300/39 |
55 |
5.28 |
23.595 |
145,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2-1 |
АС 300/39 |
47 |
4.512 |
20.163 |
124,3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2-3 |
АС 120/19 |
40 |
9.76 |
17.64 |
102,6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2-4 |
АС 120/19 |
47 |
11.468 |
20.727 |
120,6 |
|
|
|
|
|
|
|
Кольцевая |
РЭС-2 |
АС 300/39 |
55 |
5.28 |
23.595 |
145,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2-3 |
АС 185/29 |
40 |
6.36 |
17.16 |
105.8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
3-4 |
АС 120/19 |
39.7 |
9.687 |
17.508 |
101.8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2-4 |
АС 150/24 |
47 |
9.588 |
20.398 |
122.7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2-1 |
АС 300/39 |
47 |
4.512 |
20.163 |
124.3 |
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 3 - Параметры трансформаторов для радиальной и кольцевой сети
nТ |
№ |
Тип |
ном, |
Регулирование |
Каталожные данные |
|
|
|||
|
ПС |
трансформатора |
МВА |
напряжения |
UВН, |
UНН, |
Uк, |
Pк, |
Px, |
Ix, |
|
|
|
|
|
кВ |
кВ |
% |
кВт |
кВт |
% |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
ПС1 |
ТРДЦН- |
63 |
РПН в нейтрали |
230 |
11 |
11,5 |
300 |
82 |
0,8 |
|
|
63000/220 |
|
ВН |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
±12% |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
± 12 ступеней |
|
|
|
|
|
|
2 |
ПС3 |
ТДН-25000/110 |
25 |
±9×1,78% |
115 |
11 |
10,5 |
120 |
25 |
0,65 |
2 |
ПС4 |
ТДН-10000/110 |
10 |
±9×1,78% |
115 |
11 |
10,5 |
60 |
14 |
0,7 |
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
Продолжение таблицы 3
nТ |
№ |
Тип трансформатора |
|
Расчетные данные |
|
||
|
ПС |
|
RT, Ом |
|
XT, Ом |
|
QX, кВaр |
2 |
ПС1 |
ТРДЦН-63000/220 |
3,9 |
|
96,7 |
|
504 |
2 |
ПС3 |
ТДН-25000/110 |
2,54 |
|
55,9 |
|
175 |
2 |
ПС4 |
ТДН-10000/110 |
7,95 |
|
139 |
|
70 |
Таблица 4 –Данные автотрансформатора для радиальной и кольцевой сети
|
nТ |
№ |
Тип трансформатора |
|
ном |
, |
Регулирование |
Каталожные данные |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
ПС |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
МВА |
напряжения |
|
|
|
ном, обмоток, кВ |
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ВН |
|
|
СН |
НН |
|
|
||||||||
|
2 |
|
ПС2 |
АТДЦТН- |
|
|
|
|
|
63 |
|
|
|
|
|
РПН с линии СН |
230 |
|
|
|
121 |
|
11 |
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
63000/220/110 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
±12%, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
±6 ступеней |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Продолжение таблицы 4 |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
Каталожные данные |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчетные данные |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
Uк, % |
|
|
|
|
|
Pк, кВт |
|
|
|
Px, |
|
|
Ix, |
|
RT , Ом |
|
|
|
|
ХT , Ом |
|
Qx, |
|
|
|||||||||||||||||||
|
ВН- |
ВН- |
|
СН- |
|
ВН- |
|
ВН- |
|
СН- |
|
|
кВт |
|
% |
|
ВН |
|
СН |
|
НН |
|
ВН |
|
СН |
|
|
НН |
|
кВар |
|
|
||||||||||||||
|
СН |
НН |
|
НН |
|
СН |
|
НН |
|
НН |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
11 |
|
35 |
|
22 |
|
200 |
|
|
160 |
|
140 |
|
37 |
|
|
0,45 |
1,4 |
|
1,4 |
|
2,8 |
|
104 |
|
|
0 |
|
|
195,6 |
|
315 |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 5 - Параметры схемы замещения |
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
№ ПС |
Тип тр-ра |
|
|
|
, мкСм |
|
|
|
, |
|
|
|
|
RT, Ом |
|
|
XT, Ом |
QX, |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
мкСм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кВaр |
|
|
|
|
||||
|
|
ПС1 |
ТРДЦН- |
|
|
1,55 |
|
|
|
|
|
9,53 |
|
0,045 |
|
3,9 |
|
|
|
96,7 |
|
|
|
504 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
63000/220 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
ПС3 |
ТДН- |
|
|
1,89 |
|
|
|
|
|
12,28 |
|
0,095 |
|
2,67 |
|
|
|
55,5 |
|
|
|
162,5 |
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
25000/110 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
ПС4 |
ТДН- |
|
|
1,05 |
|
|
|
|
|
5,29 |
|
0,095 |
|
7,95 |
|
|
|
139 |
|
|
|
|
70 |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
10000/110 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 6 - Расчетные параметры автотрансформатора |
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
№ |
Тип тр-ра |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, Ом |
|
|
|
|
|
|
|
, |
|
|
|
|
, |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
ПС |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
мкСм |
|
|
мкСм |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
ВН |
|
|
|
СН |
|
|
|
|
НН |
|
|
|
|
|
|
|
|
СН- |
НН- |
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ВН |
ВН |
|
|||
|
ПС2 |
АТДЦТН- |
|
|
1,4+j104 |
|
|
1,4 |
|
|
|
2,8+j195,6 |
|
5,36 |
|
|
|
|
0,69 |
|
|
0,526 |
|
0,048 |
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
63000/220/110 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Схемы замещения:
Рисунок 1 – Радиальная схема замещения
Рисунок 2 – Кольцевая схема замещения
6
Расчет режимов максимальной нагрузки Радиальная сеть
Таблица 7 - Результаты расчета режима максимальных нагрузок для узлов радиальной электрической сети
Таблица 8 - Результаты расчета режима максимальных нагрузок для ветвей радиальной электрической сети
В установившемся режиме максимальных нагрузок напряжения в узлах потребителей устанавливается ниже допустимых пределов. Для потребителей в этом режиме номинальное напряжение равняется 10.5 кВ, а для остальных узлов отклонения напряжения не должны превышать 10% от номинального по ГОСТ 32144-2013, который устанавливает стандартные напряжения для оборудования [1]. Необходимо отрегулировать напряжения в узлах с помощью анцапф по принципу встречного регулирования.
7
Таблица 9 - Анцапфы для регулирования напряжения в узлах радиальной электрической
сети в режиме максимальных нагрузок
N_bd |
Названия |
EИ |
+/- |
Тип |
Место |
Кнейт |
V_нр |
V_рег |
N_анц |
Шаг |
1 |
ТР1 |
% |
+ |
РПН |
ВН |
1 |
230 |
11 |
12 |
-1 |
3 |
ТР3 |
% |
+ |
РПН |
ВН |
1 |
115 |
11 |
9 |
-1,78 |
4 |
ТР4 |
% |
+ |
РПН |
ВН |
1 |
115 |
11 |
9 |
-1,78 |
2 |
ЛРТ ПС2 |
% |
+ |
РПН |
ВН |
1 |
11 |
11 |
23 |
1,5 |
Таблица 10 - Результаты расчета режима максимальных нагрузок с отрегулированным напряжением в узлах радиальной электрической сети
Таблица 11 - Результаты расчета режима максимальных нагрузок для ветвей радиальной электрической сети с отрегулированным напряжением
8
Кольцевая сеть
Таблица 12 - Результаты расчета режима максимальных нагрузок для узлов кольцевой электрической сети
Таблица 13 - Результаты расчета режима максимальных нагрузок для ветвей кольцевой электрической сети
В установившемся режиме максимальных нагрузок напряжения в узлах потребителей установятся ниже допустимых пределов. Для потребителей в этом режиме номинальное напряжение равняется 10.5 кВ, так как при более высоких напряжениях увеличиваются потери. И чтобы до потребителя дошло установленное ГОСТом напряжение, необходимо немного понижать значение номинального напряжения [1].
9
Таблица 14 - Анцапфы для регулирования напряжения в узлах кольцевой электрической
сети в режиме максимальных нагрузок
N_bd |
Названия |
EИ |
+/- |
Тип |
Место |
Кнейт |
V_нр |
V_рег |
N_анц |
Шаг |
1 |
ТР1 |
% |
+ |
РПН |
ВН |
0 |
230 |
11 |
12 |
1 |
2 |
ЛРТ ПС2 |
% |
+ |
РПН |
СН |
0 |
11 |
11 |
23 |
-1,5 |
3 |
ТР3 |
% |
+ |
РПН |
ВН |
0 |
115 |
11 |
9 |
1,78 |
4 |
ТР4 |
% |
+ |
РПН |
ВН |
0 |
115 |
11 |
9 |
1,78 |
Таблица 15 - Результаты расчета режима максимальных нагрузок с отрегулированным напряжением в узлах кольцевой электрической сети
Таблица 16 - Результаты расчета режима максимальных нагрузок для ветвей кольцевой электрической сети с отрегулированным напряжением
10