Порядок выполнения работы Построение схемы электрической сети

1. Ознакомится с основными элементами электрической схемы (нажать кнопку на панели инструментов Show or hide the Symbol Window).

2. Вставить узлы схемы (нажать кнопку на ПИ Insert Node).В появившемся диалоговом окне указать название узла (Name), номинальное напряжение узла (Un, kV) и частоту (f, Hz).

3. Нарисовать линию электропередачи, связывающую узлы (нажать кнопку на ПИ Insert Line). В диалоговом окне задать название линии(Name), длину линии (Length, km), погонные параметры (R(1), X(1)) и их размерность (Ohm/km).

4. Установить трансформаторы (окно элементов n-Ports/Nodes-, 2W-Transformer), указать имя трансформатора (Name), напряжение ВН и НН (Ur1, kV; Ur2, kV), мощность трансформатора (Sr, MVA) и напряжение короткого замыкания (Ukr(1), %), потери короткого замыкания (URr(1), %) в процентах от номинальной мощности трансформатора (Sr, MVA).

5. Подключить нагрузку (окно элементов 1-Ports-, Load), указать имя нагрузки (Name), указать тип нагрузки (LF-Type), задать активную и реактивную мощность (P, kW, Q, kVar).

6. Подключить питающий узел – фидер (окно элементов 1-Port, Feeder), указать имя фидера (Name).

Компенсация реактивной мощности Расчет исходного установившегося режима

1. Выбрать модуль расчета (Load Flow)

2. Установить допустимый диапазон изменения напряжения (кнопка панели инструментов Parameters, вкладкаReferences)

3. Произвести расчет (кнопка панели инструментов Calculate)

Решение задачи компенсации реактивной мощности

В ходе расчета решаются три отдельные задачи:

• Проведение компенсации реактивной мощности без ограничений по количеству устанавливаемых КУ и по максимальной суммарной мощности КУ. Расчет проводится для двух характерных режимов: максимальных нагрузок (коэффициент изменения нагрузки 1,1) и минимальных нагрузок (коэффициент изменения нагрузки 0,9);

• Проведение компенсации реактивной мощности для случая, когда для установки допускаются только три КУ, при этом их суммарная мощность не ограничена. Расчет ведется без учета максимальных (минимальных) нагрузок (коэффициент изменения нагрузки 1);

• Проведение компенсации реактивной мощности для случая, когда известна максимальная суммарная мощность КУ (1000 кВАр), а число КУ при этом не ограничено. Расчет проводится без учета максимальных (минимальных) нагрузок.

Порядок проведения расчета

1. Выбрать модуль Capacitor Placement

2. Установить в параметрах модуля (кнопка панели инструментов Parameters или операция Analysis – Capacitor Placement – Parameters):

• Питающий узел – Primary feeder bus;

• Максимальное количество КУ – Max. number of installations (если без ограничений, то «0»);

• Шаг изменения мощности КУ – Increment size..kVar (установить «10»);

• Максимальная суммарная мощность КУ – Max. tot. kVar installed (если без ограничений, то «0»);

• Установить множитель для режима максимальных (минимальных) нагрузок – Min(max) Load;

• Убрать указатель создания КУ – Create Capacitors;

• На вкладке Candidate Buses указать узлы, в которых возможна установка КУ.

3. Произвести расчет (кнопка панели инструментовCalculate или операцияAnalysis – Capacitor Placement –Calculation)

4. Просмотр результатов (кнопка панели инструментов Grid Resultsили операцияAnalysis – Capacitor Placement – Show Results)

Отчет

Сформировать отчет по выполненной работе:

• исходная схема электрической сети;

• результаты расчета исходного режима;

• результаты расчета для задачи компенсации реактивной мощности в трех постановках;

• выводы по работе.

Контрольные вопросы

1. Что такое реактивная мощность? В чем состоит ее физический смысл?

2. Пояснить принципы составления баланса реактивной мощности в энергосистеме.

3. В чем состоит цель мероприятия по компенсации реактивной мощности?

4. Какие используются основные источники реактивной мощности? Провести сравнительный анализ компенсирующих устройств.

5. Какие существуют основные потребители реактивной мощности в промышленности?

6. Пояснить способ выбора мощности и мест размещения компенсирующих устройств.

Лабораторная работа №3

Определение оптимальных точек размыкания электрических сетей

Основные сведения

Постановка задачи определения точек размыкания

Городские сети проектируется замкнутыми, но работают в разомкнутом режиме. Это связано с увеличением потерь мощности при наличии неоднородных контуров и с существующими в городских сетях устройствами релейной защиты и автоматики, непредназначенными для работы по замкнутой схеме. Поэтому для получения экономичных разомкнутых режимов работы необходимо решить задачу по определению точек размыкания контуров, соответствующих минимуму потерь мощности.

Схемы городских электрических сетей.

Для электроснабжения крупных городов применяются две принципиально различные системы построения схем электрических сетей напряжением 6-10 кВ:

а) системы с распределительными пунктами (РП), связывающими между собой питающие и распределительные линии (двухступенчатая сеть);

б) системы, в которых трансформаторные подстанции (ТП) потребителей присоединены к центрам питания (ЦП) непосредственно через распределительную сеть (одноступенчатая сеть).

Питающая сетьнапряжением 6-10 кВ является промежуточным звеном между источником питания и распределительной сетью. Ее возникновение определялось развитием городских сетей, проходившим в условиях использования весьма сложных и дорогих РУ 6-10 кВ источников питания и ТП с трансформаторами малой мощности.

В больших городах в прошлом широкое распространение получила система электроснабжения с РП, которые связаны с центрами питания относительно небольшим числом питающих линий большой пропускной способности. К шинам РП присоединяется нужное число линий распределительной сети. Таким образом, РП является как бы повторением источника питания (ИП).

Такая двухступенчатая сеть, в частности, характерна для питающих центров, имеющих схемы с индивидуальным реактированием отходящих линий, вызываемым необходимостью ограничения токов короткого замыкания.

Питающие сети, через которые осуществляется электроснабжение суммарных нагрузок 3000 кВА и более, должны при любом повреждении сети обеспечивать питание потребителей либо по резервным линиям, нормально включенным, либо путем автоматического ввода резерва (АВР).

Если мощность короткого замыкания на шинах РП при параллельной работе большого количества питающих линий получается недопустимо высокой, то применяют схему с раздельной работой распределительных пунктов. В этом случае один из выключателей перемычки между РП нормально отключен; при повреждении питающей линии он включается автоматически.

Схема двухступенчатого питания электронагрузок, несмотря на некоторое снижение протяженности сети 6-10 кВ из-за укрупнения питающих кабелей, по сравнению с одноступенчатой обладает более высокими стоимостными показателями за счет наличия РП, а при индивидуальном реактировании отходящих линий еще и за счет высокой стоимости линейных ячеек с реакторами. Выбор той или иной системы построения сети производится в зависимости от плотности нагрузок, возможности приближения ИП к центру нагрузок, распределения нагрузок по площади и завершается технико-экономическим сравнением возможных вариантов.

Распределительные сети. Петлевая распределительная сеть работает разомкнуто. Каждая линия питается от ИП независимо. Если повреждается какой-либо участок одной из линий, то от релейной защиты отключается выключатель, установленный в начале линии, и питание всех потребителей, присоединенных к этой линии, нарушается. После нахождения места аварии поврежденный участок отключают разъединителями и, замкнув перемычку, восстанавливают питание подстанций. В самом тяжелом случае, когда повреждение произошло на первом участке от ИП, вся нагрузка сети переходит на питание по одной линии; чтобы линия могла выдержать такую увеличенную нагрузку, необходимо делать поверочный расчет сети на нагрев по аварийному режиму, допуская при этом потерю напряжения, разрешаемую для аварийного режима.

Размыкание петли для нормального режима необходимо делать на подстанции, совпадающей с точкой токораздела, так как при этом потери электроэнергии будут наименьшими.

Количество трансформаторных подстанций, присоединяемых к одной петле сетей напряжением 6-10 кВ, не должно быть более 10-12 (т.е. 5-6 подстанций на линию).

Повышению надежности электроснабжения потребителей способствует применение автоматизированных разомкнутых схем сетей с резервированием на стороне ВН или НН. Таковы, в частности, двухлучевая и многолучевая схемы, нашедшие практическое применение в сетях Москвы и других городов России.