Расчёт и оптимизация работы участка электроснабжения региональной энергосистемы при подключении нового присоединения
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
?сформаторы - одним продольным сопротивлением.
Рисунок 1.2 - Расчетная схема замещения на фазу для участка электроснабжения
Таблица 1.1 - Данные для линий
ЛинияЛ1Л2Л3Л4Длина, км110120130140Линейное напряжение,кВ220220330330Марка проводаАС - 500/64АС - 500/64АС - 400/51АС - 400/51Количество проводов в фазе1122
Таблица 1.2 - Сопротивление (Ом) нагрузок
Н1Н2Н3250+j160400+j300450+j300
Тип трансформаторов АТДЦТН - 63000/330/220
1.2 Определяем параметры линий и результаты сводим в таблицу 1.3
Удельные активные и реактивные сопротивления, ёмкостные проводимости в зависимости от типа линии взяты из справочника. Комплексы сопротивлений линий и их проводимости на всю длину вычислены по формулам:
zlq =(r0q + jx0q)lq, blq = b0qlq.
Таблица 1.3 Результаты вычисления полных сопротивлений
ЛинияЛ1Л2Л3Л4Марка провода и напряжение линии, кВАС-500/641 220АС-500/641 220АС-400/512 330АС-400/51 330Длина линии, км110120130140r0, Ом/км0.060.060.03750.0375х0, Ом/км0.4130.4130.3230.323b0, См/км2.7410-62.7410-63.4610-63.4610-6zl, Ом6.6 + j45.437.2+ j49.564.875 + j41.995.25 + j45.22bl, См3.01410-43.28810-44.49810-44.84410-4
1.3. Определяем параметры трансформаторов. Результаты сведены в табл. 1.4
Таблица 1.4
Т1Т2Тип трансформатораАТДЦТН-63000/330/220АТДЦТН-63000/330/220Номинальные напряжения Uвн/UCн, кВ330/115330/115Комплексы сопротивлений, Омztr1= 3.30 + j195ztr2= 3.30 + j195
1.4 Заданные значения сопротивлений нагрузок сведены в табл. 1.5
Таблица 1.5
НагрузкаКомплексы сопротивлений, ОмН1zn1 = 250 + j160Н2zn2 = 400 + j300Н3zn3 = 450 + j3001.5 Приводим параметры элементов высокой стороны к низкому напряжению
коэффициент трансформации: :
n = Uвн/UCн = uvtr/ustr = 330/230 = =1.435;
ток собственных нужд второго источника:
i2 = i2 n=70 1.435=100.45 А. - линия 3
zl3 =zl3/ n2 = (4.875+ j41.99)/1.435 2 =2.368+j 20.391 Ом; b l3 = bl3 n2 =4.49810-41.435 2 = 9.2610-4 См; 4
zl4 =zl4/ n2 = (5.25+ j45.22)/1.435 2 =2.55+j 21.96 Ом; b l4 = bl4 n2 = 4.84410-4 1.435 2 =9.97210-4 См;
нагрузка 2
zn2 =zn2/ n2 =(400+j300)/ 1.435 2 = 194.307 + j145.73 Ом; 3
zn3 =zn3/ n2 =(450+j300)/ 1.435 2 = 218.529 + j145.73 Ом;
напряжение второго источника:
Е2 = Е2/ n =196/1.435= 136.606 кВ;
сопротивление транформатора 1
ztr = ztr/ n2 = (3.3+j195)/1.4352 =1.603+j94.725 Ом
1.6 Выполняем расчет цепи рисунок 1.2 методом узловых потенциалов
Поскольку в схеме 4 узла с неизвестными потенциалами, то система уравнений имеет вид:
Y11U1 - Y12U2 - Y13U3 - Y14U4 = J1,
Y21U1 + Y22U2 - Y23U3 - Y24U4 = J2,
Y31U1 - Y32U2 + Y33U3 - Y34U4 = J3,
Y41U1 - Y42U2 - Y43U3 +Y44U4 = J4.
Здесь Y11 = zl1-1 + zn1-1 + ztr-1 + ; Y12 = Y21 = ztr-1; = Y31 = Y14 = Y41 = 0;= ztr-1 + zl3-1 + zn2-1 + ;= Y32 =0; Y24 = Y42 =0;= zl4-1 + zn3-1 + ztr-1 +; = Y43 = ztr-1;= zl1-1 + ztr-1 +;= = zl1-1Е1; J2 = zl3-1Е2; J3 = zl4-1Е2; J4 = zl2-1Е1.
Система уравнений в матричном виде YU=JJ решается с помощью программы Mathcad (см. приложение).
.7 Рассчитываем токи, используя закон Ома и первый закон Кирхгофа
токи в линиях:
;
;
;
;
токи нагрузок:
;
;
;
токи трансформаторов:
А; А;
токи источников:
1.8 Рассчитываем мощности
мощности потерь в линиях: Slp = 3zlpIp2, Sl5 =SSlp; где p=1..4;
ёмкостная мощность линий в расчёте на три фазы:
SC = 30.5[U12bl1+U22bl3+U32bl4+U42bl2+E12(bl1+bl2)+ +E22(bl3+bl4)];
мощности нагрузок:
Snp = 3Up= 3znpInp2; Sn5 =SSnp;
- мощности потерь в трансформаторах:
Strm = 3ztrItrm2; где m=1...2;
мощности, пропускаемые трансформаторами:
SStr1 = -3U1; SStr2 = 3 U3;
мощность собственных нужд источников:
SJ1 = 3E1;
SJ2 = 3E2;
мощности источников:
SЕ1 = 3Е1; SЕ2 = 3Е2.
1.9 Баланс мощностей составлен следующим образом
Мощность источников:
Sist = SЕ1 + SЕ2 - SJ1 - SJ2.
Мощность потребителей:
= Sn4+Sl5+Str1+ Str2 - jSC.
Баланс Sist = Spotr выполняется.
1.10 Поскольку получены значения величин, приведенные к низкому напряжению, вычислим фактические значения токов и напряжений сети на стороне высокого напряжения
I4 = I4 /n, In4 = In4/n, IЕ2 = IЕ2/n, U4 = U4*n.
присоединение линия региональный энергосистема
Результаты решения системы уравнений подразд. 1.6, полученные значения всех токов и мощностей представлены в сводной табл. 5.1
Коэффициент полезного действия системы: h = Re(Sn5)/Re(Sist) = 0.987.
Коэффициент мощности всей системы: cosj = Re(Sist)/Sist = 0.896.
1.11 Анализ режима работы сети
1. Учитывая, что провода линий стале-алюминиевые, можно принять экономическую плотность тока равной 1 А/мм2. Тогда номинальные токи линий численно равны их сечению. Мы видим, что первая, вторая и третья линии работают в режиме, близком к номинальному; четвертая линия загружена слабо.
. Напряжения во всех узлах близки к номинальному. 3. Система работает с довольно низким коэффициентом мощности (0.897). В связи с этим целесообразно произвести искусственную компенсацию реактивной мощности нагрузок.
2. Расчет экономического режима работы сети
.1 Производим расчет сети при условии, что нагрузки работают с коэффициентом мощности 0.85
Сопротивления нагрузок задаём в следующем виде:
Znq = kq|Znqисх|e jarccos0.85,
где q - номер нагрузки; kq - коэффициенты коррекции величины сопротивления нагрузки, первоначально они взяты равными 1; Znqисх - исходное (заданное) значение сопротивлен