Полная схема замещения сети приведена на рисунке 2.

Цель работы

Целью работы является получения навыков применения пакета программ "RASTR" для расчета стационарных режимов работы электрических сетей.

 

 

Однолинейная схема сети (Рисунок 1).

 

 

Рисунок 1

 

Исходные данные о параметрах элементов сети

 

Таблица 1 – нагрузки и номинальные мощности трансформаторов

№ варианта	P1, МВт	Q1, Мвар	P2, МВт	Q2, Мвар	P3, МВт	Q3, Мвар	SНТ1, МВА	SНТ2, МВА	SНТ3, МВА

 

Таблица 2 - параметры ЛЭП

№ варианта	l12, км	l23, км	l34, км	l14, км	F12, мм2	F23, мм2	F34, мм2	F14, мм2

 

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

 

Параметры схемы замещения ЛЭП определяются по выражениям:

x_л=x_o*l;

r_л=r_o*l; (1)

b_л=b_o*l,

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

ЛЭП	Марка провода	Длина l (км)	Погонные значения	Расчетные значения
r0 (Ом/км)	x0 (Ом/км)	b0 (мкСм/км)	rл, Ом	xл, Ом	bл, мкСм

 

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. Г- образная схема замещения двухобмоточного трансформатора имеет вид (Рисунок 3)

 

 

Рисунок 3

 

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;

DР_К – активная мощность потерь короткого замыкания (кВт);

DР_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

 

П/С

Тип трансформатора

Sн, кВА

UВН, кВ

UНН, кВ

UK %

DРК, кВт

DРХХ, кВт

IХХ, %

rт, Ом

xт, Ом

gт, мкСм

bт, мкСм

 

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 тарнсформаторами П/С 1 описана как 2-5 то U_{н нач} = U_ВН, а U_{н кон} = U_НН;

m – номер анцапфы;

DU_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)

Номер анцапфы, m	Коэффициент трансформации Кт	Номер анцапфы, m	Коэффициент трансформации Кт	Номер анцапфы, m	Коэффициент трансформаци Кт
ПС-1	ПС-2	ПС-3
-1		-1		-1
-2		-2		-2
-3		-3		-3
-4		-4		-4
-5		-5		-5
-6		-6		-6
-7		-7		-7
-8		-8		-8
-9		-9		-9

 

 

Информацию о моделях нагрузки заносим в таблицу 4.

Таблица 4 – Модели нагрузок

Нагрузка	Модель нагрузки	Коэффициенты аппроксимации модели нагрузки
р0	р1	р2	q0	q1	q2

 

 

Полная схема замещения сети приведена на рисунке 2.

 

Рисунок 2

 

 

Исходные данные для расчета сети программой RASTR приведена в таблицах 5 – Узлы, 6 – Ветви, 7 – Полиномы.

 

Таблица 5 – Узлы

Номер	СХН	Название	Uном	Рнаг	Qнаг

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

Nнач	Nкон	Nп	Rлин	Xлин	Gлин	Bлин	КТ/В

 

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

N_п - номер параллельной цепи 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

СХН	P0	P1	P2	Q0	Q1	Q2

 

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

Структуру потерь активной мощности в сети в нормальном режиме заносим в таблицу 8

 

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

Режим	Потери в ЛЭП	Потери в трансформаторах	Общие потери в сети
%	МВт	%	МВт	МВт
Нормальный
Отключение ЛЭП 1-2
Отключение ЛЭП 1-4

 

Токи нормального режима заносим в таблицу 9

 

Две однолинейные схемы сети в соответсвующих 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

Ремонтная схема сети: ЛЭП 1-4 отключена.

 

 

Рисунок 5

 

Таблица 9 Проверка сечений ЛЭП по длительно-допустимому току.

Участок сети (ветвь)	Марка провода	Iдл.доп, А	Ток ветви (ЛЭП), А
В нормальном режиме	Отключение ЛЭП 1-2	Отключение ЛЭП 1-4
1 - 2
2 - 3
3 - 4
1 - 4

 

 

Выводы: