Лабораторная работа №1

Цель работы

режим работа электрическая сеть Целью работы является получения навыков применения пакета программ «RASTR» для расчета стационарных режимов работы электрических сетей.

Рисунок 1. Однолинейная схема сети.

Исходные данные и расчет параметров элементов сети

Таблица 1. Нагрузки и номинальные мощности трансформаторов.

Таблица 2. Параметры ЛЭП.

Источник питания представлен моделью источника бесконечной мощности с постоянным напряжением U₆=115 кB = const.

Нагрузка задана моделью постоянной мощности (= const), а нагрузки и типовыми статическими характеристиками по напряжению 10 кВ.

ЛЭП представлены П-образной схемой замещения (рисунок 2).

Рисунок 2. П-образной схемой замещения Параметры схемы замещения ЛЭП определяются по выражениям:

x_л=x_ol; (1).

x_л1−2=0,40 116 = 6,416;

x_л2−3=0,42 317 = 7,191;

x_л3−4=0,4219 = 7,98;

x_л4−1=0,40 118 = 7,218;

r_л = r_ol ;

r_л1−2 = 0,1216 = 1,92;

r_л2−3 = 0,24 917 = 4,233;

r_л3−4 = 0,31 419 = 5,966;

r_л4−1 = 0,1218 = 2,16;

b_л = b_ol ;

b_л1−2 = 2,8516 =45,6;

b_л2−3 = 2,6917 =45,73;

b_л3−4 = 2,6519 =50,35;

b_л4−1 = 2,8518 =51,3.

где x_л — индуктивное сопротивление продольной ветви схемы замещения линии (Ом);

r_л — активное сопротивление продольной ветви схемы замещения линии (Ом);

b_л — емкостная проводимость поперечной ветви схемы замещения линии (мкСм).

Параметры схемы замещения ЛЭП сводим в таблицу 1.

Таблица 1. Расчет параметров схем замещения ЛЭП.

Для двухобмоточных трансформаторов принята Г-образразная схема замещения.

Считая загрузку обмоток трансформаторов с расщепленной обмоткой одинаковой представим такие трансформаторы Г-образразной схемой замещения, аналогичной схеме замещения двухобмоточных трансформаторов. Гобразная схема замещения двухобмоточного трансформатора имеет вид (рисунок 3).

Рисунок 3. Г-образная схема замещения двухобмоточного трансформатора Параметры схемы замещения двухобмоточного трансформатора определяются по выражениям:

; (2).

;

; (3).

; (4).

(5).

где r_т и x_т — активное и индуктивное сопротивление продольной ветви схемы замещения трансформатора (Ом);

g_т и b_т — активная и индуктивная проводимость ветви намагничивания схемы замещения трансформатора (мкСм);

S_н, — номинальная мощность трансформатора (кВА) ;

U_н — номинальное напряжение трансформатора (кВ) (в качестве U_н принимается U_ВН — номинальное напряжение на стороне высшего напряжения, или U_НН — номинальное напряжение на стороне низшего напряжения трансформатора в зависимости от того к какой стороне приводятся параметры схемы замещения);

U_K, % - напряжение короткого замыкания трансформатора в процентах от номинального напряжения;

Р_К — активная мощность потерь короткого замыкания (кВт);

Р_ХХ — активная мощность потерь холостого хода (кВт).

I_ХХ % - ток холостого хода трансформатора в процентах от номинального тока.

Параметры схемы замещения трансформатора сводим в таблицу 2.

Таблица 2. Расчет параметров схем замещения трансформаторов.

Расчет коэффициентов трансформации в зависимости от текущего номера анцапфы трансформатора (номер положения отпайки РПН) Коэффициент трансформации трансформатора снабженный устройством регулирования напряжения определяется по выражению:

(6).

где U_н нач — номинальное напряжение обмотки трансформатора относящейся к начальному узлу в описании ветви с трансформатором;

— номинальное напряжение обмотки трансформатора относящейся к конечному узлу в описании ветви с трансформатором, например если ветвь с трансформаторами П/С 1 описана как 2−5 то U_н нач = U_ВН, а U_н кон = U_НН;

m — номер анцапфы;

U_ст% - величина ступени регулирования в процентах от номинального напряжения.

Расчет коэффициентов трансформации сводим в таблицу 3.

Таблица 3. Расчет коэффициентов трансформации П/С- (номер (а) подстанций).

Информацию о моделях нагрузки заносим в таблицу 4.

Таблица 4. Модели нагрузок.

Полная схема замещения сети приведена на рисунке 2.

Рисунок 2. Полная схема замещения сети Исходные данные для расчета сети программой RASTR приведена в таблицах 5 — Узлы, 6 — Ветви, 7 — Полиномы.

Таблица 5. Узлы.

Где: Номер— номер узла схемы замещения сети;

СХН — ссылочный номер модели статической характеристики нагрузки описанной в таблице 7 (задается только для нагрузочных узлов, в которых модель нагрузки отлична от модели. Модель задана в программе по умолчанию);

U_ном -номинальное напряжение узла в кВ (для узла соответствующего базисному узлу задается базисное напряжение U₆);

Р_наг, Q_наг — соответственно активная и реактивная мощность нагрузки узла в МВт и Мвар соответственно.

Таблица 6. Ветви.

Где: N_нач, N_кон — номера узлов являющиеся началом и концом ветви;

N_п — число параллельных цепей в ветви;

R_лин, Х_лин — соответственно активное и индуктивное сопротивление ветви (Ом);

G_лин, В_лин — соответственно активная и индуктивная проводимость шунта (мкСм) схемы замещения со знаком; Для ЛЭП В_лин — есть полная проводимость b_л со знаком минус (емкостная проводимость). Для трансформатора G_лин есть G_т, а В_лин — это В_т со знаком плюс (индуктивная проводимость).

К_т/в — вещественная составляющая коэффициента трансформации в ветви.

Таблица 7. Полиномы.

Где: СХН — номер модели нагрузки (задается пользователем произвольно в диапазоне 1−255). Каждая модель нагрузки в программе описывается единожды. На этот номер (СХН) в таблице Узлы можно ссылаться многократно для тех нагрузочных узлов, для которых задана эта модель.

P0, P1, P2, Q0, Q1, Q2 — соответствуют коэффициентам p0, p1, p2 и q0, q1, q2 из таблицы 4.

Выполняем расчет нормального установившегося режима сети программой RASTR.

Нанесим на исходную однолинейную схему сети откорректированные напряжения всех узлов сети и номера отпаек трансформаторов (анцапфы). Найдем точку потокораздела в кольце (1−2-3−4-1).

Рисунок 4. Схема замещения сети Структуру потерь активной мощности в сети в нормальном режиме заносим в таблицу 8.

Таблица 8. Потери активной мощности в сети в нормальном режиме.

Токи нормального режима заносим в таблицу 9.

Две однолинейные схемы сети в соответствующих режимах при отключенных ЛЭП 1−2 и ЛЭП 1−4 (аварийные и ремонтные режимы сети) (Рисунок 5, 6).

Выполним расчеты режимов при поочередном отключении ветвей 1−2 и 1−4.

Соответствующие результаты заносим в таблицы 8 и 9.

Ремонтная схема сети: ЛЭП 1−2 отключена.

Рисунок 5. Схема замещения сети без 1−2.

Ремонтная схема сети: ЛЭП 1−4 отключена.

Рисунок 5. Схема замещения сети без 1−4.

Таблица 9. Проверка сечений ЛЭП по длительно-допустимому току.