Расчет потерь электроэнергии в сетях
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
Аннотация
Целью данной курсовой работы является разработка алгоритма, написание и отладка программы для решения электротехнической задачи на алгоритмическом языке. Данная программа позволит рассчитать суммарные потери электроэнергии и напряжения.
1.Введение и постановка задачи
В результате интенсивного развития информационных технологий современный инженер-энергетик должен уметь работать на ЭВМ, знать основы программирования электротехнических задач на алгоритмических языках, уметь использовать ЭВМ в своей будущей профессиональной деятельности.
Цель курсовой работы: закрепление практических навыков программирования на алгоритмических языках высокого уровня (в данной работе C++) на примере составления и отладки программы для решения электротехнической задачи, ознакомление со специальной терминологией, приобретение навыков написания и оформления программ.
Задача курсовой работы: разработка и проверка алгоритма, а также разработка блок-схемы, написание и отладка программы для определения суммарных потерь электроэнергии ?Wc и активной мощности ?P в схеме разомкнутой электрической сети по известным аналитическим соотношениям.
Электрические сети предназначены для питания потребителей электрической энергией. Часть электроэнергии при ее передаче по сетям теряется на нагрев проводов линии ?Wл, обмоток ?Wт и сердечников ?Wхх трансформаторов. Очень важно рационально использовать электрическую энергию, а для этого необходимо точно рассчитать потери при ее передаче по электрическим сетям и минимизировать их. Поэтому задача этой курсовой работы является одной из важнейших задач в энергетике.
Для того чтобы реализовать задачу работы, необходимо изучить аналитические соотношения для расчета потерь электроэнергии в сетях, ввести исходные данные, разработать алгоритм и блок-схему программы, написать текст программы и получить результаты расчета.
2.Основные аналитические соотношения
Электрические схемы предназначены для питания потребителей электрической энергией. Часть электроэнергии при ее передаче по сетям теряется на нагрев проводов линии , обмоток и сердечника трансформаторов.
В схеме простейшей разомкнутой электрической сети суммарные потери электроэнергии складываются из трех составляющих и вычисляются по формуле:
(2.1)
где - суммарные потери электроэнергии на линейных участках схемы, ;
- суммарные потери электроэнергии в трансформаторах схемы, ;
- потери электроэнергии в стали трансформаторов, .
Потери электроэнергии на линейных участках определяются по формуле:
(2.2)
где - поток активной энергии на i-м линейном участке схемы, ;
- коэффициент реактивной мощности, о.е.;
- номинальное напряжение сети, ;
- расчетный период (месяц, квартал, год), ч;
- коэффициент формы графика нагрузки, о.е.;
- активное сопротивление i-го участка линии, Ом.
Величина равна отношению к :
(2.3)
где - поток реактивной электроэнергии на i-м линейном участке схемы, ;
- поток активной электроэнергии на участке, .
Значение , и определяются в процессе расчета потокораспределения в схеме.
Квадрат коэффициента формы вычисляется по формуле:
(2.4)
где - коэффициент заполнения графика, равный относительному числу часов использования максимальной активной нагрузки :
(2.5)
Значение определяется по выражениям:
(2.6)
где - общее число участков сети, подключенных к узлу i;
- активная мощность участка, подключенного к узлу i;
- число часов использования максимальной активной нагрузки участка k;
(2.7)
Активное сопротивление участка равно:
(2.8)
где - удельное активное сопротивление участка, Ом/км (справочные данные);
- длина участка в километрах (указана на схеме сети).
Нагрузочные потери электроэнергии на трансформаторных участках схемы определяются аналогичным образом:
(2.9)
где m - число трансформаторных участков в схеме;
- активное сопротивление трансформатора j, Ом,
(2.10)
- потери мощности короткого замыкания трансформатора j, (справочные данные);
- номинальное напряжение высшей обмотки трансформатора j, (принимается равным номинальному напряжению сети );
- номинальная мощность трансформатора j, (указана на схеме).
Постоянные потери электроэнергии в стали трансформаторов равны:
(2.11)
где (2.12)
- потери холостого хода трансформатора j, (справочные данные).
Все искомые величины , , , и сумма (+) должны быть рассчитаны в именованных единицах () и в процентах по отношению к потоку электроэнергии на головном участке линии :
(2.13)
где (2.14)
Кроме потерь необходимо определить потери активной мощности :
(2.15)
(2.16)
(2.17)
(2.18)
в (2.19)
и в процентах по отношению к потоку активной мощности на головном участке схемы
(2.20)
(2.21)
(2.22)
(2.23)
(2.24)
Поток мощности на головном участке линии равен сумме нагрузок всех узлов и суммарных потерь активной мощности в схеме:
(2.25)
Аналогичным образом определяются потери реактивной мощности :
(2.26)
(2.27)
(2.28)
(2.29)
где - ток холостого хода трансформатора j, % (справочные данные), в и в процентах