Электрический расчёт районной радиальной сети

Институт ЭНИН Направление подготовки (специальность) Электроэнергетика и электротехника Кафедра Электроснабжения промышленных предприятий Отчет по лабораторной работе № 1

«Электрический расчёт районной радиальной сети»

Выполнила студентка М. А. Поминова Томск 2015 г.

Исходные данные Рис. 1. Радиальная электрическая сеть

1. Расчет электрических параметров сети.

1.1 Выбор числа цепей и сечения проводов линий выбираем 2, потому что по надежности электроснабжения потребители отнесены ко 2-ой и 1-ой категориям.

Полученное сечение округляется до ближайшего стандартного сечения.. Выбираем наибольшее номинальное сечение АС 95/16 (сталеалюминевого провода).

1. Проводим проверку по механической прочности.

Воздушные ЛЭП напряжением 35 кВ со сталеалюминевыми проводами должны иметь сечение не менее 120 мм². Тем самым гарантируется механическая прочность проводов. [2,табл.2.5.5]

А также мы имеем двух цепную линию, поэтому меняем ранее выбранное сечение АС 95/16, на АС 120/19.

2. Проводим проверку по условию короны и радиопомех.

Проверка по условиям короны подлежат воздушные линии 110кВ и выше. А так как у нас значение напряжение 35кВ проверка не производится. [1]

3. Проводим проверку по допустимым потерям и отклонениям напряжения.

ВЛ 35 кВ и выше не подлежат проверке, так как повышение уровня напряжения путем увеличения сечения проводов таких линий по сравнению с применением трансформаторов с РПН или средств компенсации реактивной мощности экономически не оправдывается. [1]

4. Проводим проверку по максимально допустимым токам или по нагреву.

Допустимый длительный ток для неизолированных проводов марки АС. [1, табл.3.15]

Провод марки АС 120/19 прошёл все проверки.

Записываем его сопротивления:

— удельное активное и реактивное сопротивления проводов ЛЭП. [1]

R_Л и X_Л — сопротивление линии.

1.2 Выбор количества и мощности трансформаторов на подстанции В современной практике проектирования при определении расчётной мощности трансформаторов на понижающих подстанциях с установкой двух трансформаторов (n_ТР=2) применяется эмпирическая формула

По расчётной мощности трансформатора из справочника [1, табл.5.17] выбирается ближайший больший по номинальной мощности понижающий трансформатор и все нужные нам характеристики.

Так как выбираем в большую сторону номинальную полную мощность.

1.3 Составление схемы замещения электропередачи и определение её параметров Для расчётов режимов электрических сетей 35 кВ и ниже можно использовать упрощённую схему замещения ЛЭП, не содержащую поперечных элементов зарядных мощностей. Тогда схема замещения электрической сети будет иметь вид, показанный на рисунке 2.

Рис. 2. Схема замещения электрической сети

2. Расчет электрического режима Целью расчёта установившегося режима электросети является определение следующих параметров: потоков мощностей по всем ветвям; напряжений во всех узлах.

2.1 Расчет потоков мощности по участкам и напряжений в узлах сети При расчётах достаточно ограничится одной итерацией, состоящей из двух этапов.

Рис. 3. Расчетная схема замещения электрической сети.

Первый этап-расчёт потоков мощности на всех участках схемы замещения с учётом потерь мощности. Полагаем, что напряжения во всех точках одинаковы и равны номинальному напряжению сети U_ном. Расчёт потоков мощности по элементам сети осуществляется от конца схемы (где подключена нагрузка) к её началу (где подключён источник питания).

Потери мощности в суммарном сопротивлении трансформаторов Поток мощности в начале трансформаторной ветви Поток мощности в конце линии Потери мощности в сопротивлении линии Поток мощности в начале линии

2.2 Определение напряжения на вторичной обмотке трансформатора Второй этап — расчёт напряжений в узлах и падения (потери) напряжения на элементах схемы замещения. Используя потоки мощности, определённые на первом этапе, рассчитываются падения напряжения на каждом элементе и определяются напряжения во всех узлах сети. Расчёт напряжений осуществляется от известного напряжения источника питания U₀. Падения напряжения на каждом элементе рассчитываются без учёта поперечной составляющей, которую необходимо учитывать при расчёте режимов электрических сетей 220 кВ и выше.

Падение (равное потере) напряжения на сопротивлении линии

Напряжение в узле 2

Падение (равное потере) напряжения на суммарном сопротивлении трансформаторов Напряжение в узле 3″

Определение напряжения на вторичной обмотке трансформатора.

где U_НН и U_ВН — номинальные напряжения соответственно обмоток низшего и высшего напряжений трансформатора.

Режим максимальной нагрузки с РПН:

Без регулировки напряжения Рис. 4. Узлы Рис. 5. Ветви Рис. 6. Графика С регулировкой напряжения

С регулировкой на 6 ступени Рис. 7. Ветви Рис. 8. Узлы Рис. 9. Графика

С регулировкой напряжения на 6 ступени Рис. 10. Узлы Рис. 11. Ветви Рис. 12. Графика Послеаварийные режимы

Отключена ЛЭП Подберем желаемый коэффициент трансформации так, чтобы напряжение на потребителе удовлетворяло условию: U_п = 10,5+1%. Для этого будем изменять номер отпайки до тех пор, пока не добьемся желаемого результата. В данном случае нам понадобится данный номер отпайки n_{отпайки} = 4.

Рис. 13. Узлы Рис. 14. Ветви Рис. 15. Графика Отключен трансформатор Так как один из трансформаторов был отключен, то потери мощностей в сердечниках уменьшатся в 2 раза. Для достижения результата выбираем третью отпайку.

Рис. 16. Узлы Рис. 17. Ветви

Рис. 18. Графика

Режим минимальной нагрузки Берем минимальную мощность, равную 70% процентам от максимальной. Рассчитаем полную минимальную мощность и минимальную реактивную мощность. Заменим нагрузку на вновь посчитанную. Для того, чтобы отрегулировать напряжение выбираем 6 отпайку.

Рис. 19. Узлы Рис. 20. Ветви Рис. 21. Графика Даже при максимальной пайке, коэффициент трансформации недостаточен, чтобы приблизить напряжение к. Поэтому отключаем один из трансформаторов (рисунок 22). Затем выбираем 6 отпайку.

Рис. 22.

Рис. 23. Узлы Рис. 24. Ветви Рис. 25. Графика Даже после отключения трансформатора мы не смогли добиться данного результата.

Вывод В данной лабораторной работе было изучено основные понятия для расчёта районной цепи. Было выбрано сечение АС 95/16, а затем был проведён ряд проверок сечения, в результате которых сечение было изменено на АС 120/19, далее был выбран трансформатор ТМН (ТМ)-6300/35, составлена схема замещения электрической сети и определены её параметры. В режиме максимальной нагрузки при помощи изменения номера отпайки нужно было добиться напряжения на потребителе U_п = 10,51% кВ.

Послеаварийный режим — режим, в котором находится потребитель электрической энергии в результате нарушения в системе его электроснабжения до установления нормального режима после локализации отказа. Таких режимов было два, отключения линии электропередач и отключения трансформатора. В этих режимах также нужно добиться напряжения на потребителе в диапазоне [10,395…10,605] кВ, также при помощи отпаек.

В режиме минимальной нагрузки напряжение на первичной стороне подстанций, как правило, не должно быть выше номинального напряжения сети и может составлять. С помощью регулировки РПН добились напряжения, но получить желаемого напряжения не удалось, поэтому отключаем один трансформатор и получаем напряжение, которое также не удовлетворяет нашему условию.

Подстанции, к которым присоединены распорядительные сети (потребители), устройства регулирования должны обеспечить поддержание напряжение в пределах:

ь В режиме максимальных нагрузок ;

ь В режиме минимальных нагрузок — на уровне

В послеаварийных режимах целесообразно, если имеется техническая возможность, поддерживать напряжение на уровне, как в режимах максимальных нагрузок.

Исходя из полученных данных, мы рассчитали потоки мощностей по участкам схемы с учётом потерь мощности в элементах и напряжения в узлах схемы.

Поток мощности в начале трансформаторной ветви

Поток мощности в конце линии

Поток мощности в начале линии

Напряжение в узле 2

Напряжение в узле 3″

Напряжения на вторичной обмотке трансформатора

Изначально расчёт был произведен вручную, а затем с помощью программы RastrWin3 и на основании одинаковых результатов, сделан вывод о правильности расчетов.

трансформатор сеть электропередача

1. Справочник по проектированию электрических сетей / под ред. Д. Л. Файбисовича. — 4-е изд., перераб. и доп. — Москва: ЭНАС, 2012. — 376 с

2. Правила устройства электроустановок ПУЭ: Утв. Мин. топлива и энергетики РФ. Разд. 6; Разд. 7, Электрическое освещение. Электрооборудование специальных установок. — 7-е изд. — Москва: НЦ ЭНАС, 1999. — 79 с