ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ
по дисциплине "Электрические системы и сети"
5-й семестр
140400 – "Электроэнергетика и электротехника"
Екатеринбург 2015
Оглавление
Лабораторная работа 1. Знакомство с программным комплексом RastrWin. 4
Цель: 4
Задание: 4
Исходные данные для работы: 4
Рекомендации к работе: 5
Скачивание и установка ПК RastrWin. 5
Краткое описание ПК RastrWin. 6
Интерфейс ПК RastrWin. 6
Начало работы.. 8
Подготовка исходных данных для расчета. 8
Ввод исходных данных для расчета. 11
Отчёт: 18
Лабораторная работа 2. Расчет установившегося режима радиальной электрической сети. 19
Цель: 19
Задание: 19
Исходные данные: 19
Рекомендации к работе: 19
Отчёт: 20
Лабораторная работа 3. Расчет потерь энергии в радиальной сети. 21
Цель: 21
Задание: 21
Исходные данные: 21
Рекомендации к работе: 21
Отчёт: 22
Лабораторная работа 4. Расчет графика регулирования отпаек РПН понижающих трансформаторов. 23
Цель: 23
Задание: 23
Исходные данные: 23
Рекомендации к работе: 23
Отчёт: 23
Лабораторная работа 5. Расчет кольцевой электрической сети. 24
Цель: 24
Задание: 24
Исходные данные: 24
Рекомендации к работе: 24
Отчёт: 24
Лабораторная работа 1. Знакомство с программным комплексом RastrWin
Цель:
Ознакомиться с интерфейсом программного комплекса RastrWin.
Задание:
1. Подготовить схему замещения электрической сети для расчета установившегося режима (УР).
2. Выполнить расчет установившегося режима электрической сети для нормальной схемы.
3. Выполнить расчет установившегося режима электрической сети при отключении различных элементов: одной линии электропередачи, одного понижающего трансформатора.
Исходные данные для работы:
Рисунок 1 – Схема электрической сети
Все выключатели на схеме нормально включены.
Линии электропередачи:
· ЛЭП 1: 100 км, 2хАС-240.
· ЛЭП 2: 200 км, 2хАС-150.
· ЛЭП 3: 150 км, АС-240.
Нагрузки:
· Н1: 30 + j 15 МВА.
· Н2: 40 + j 20 МВА.
· Н3: 25 + j 12 МВА.
Генераторы:
· ТВС-32У3.
Напряжение базисного узла:
· 115 кВ.
Трансформаторы:
· Т1: ТРДН-40000/110.
· Т2: ТРДН-40000/110.
БСК:
· КС2-10,5-50.
Рекомендации к работе:
Скачивание и установка ПК RastrWin
Скачать программный комплекс RastrWin (ПК RastrWin) можно с интернет ресурса https://www.rastrwin.ru/, раздел RastrWin. Для студентов лицензия на использование ПК RastrWin предоставляется бесплатно. Подробнее о получении лицензии можно узнать в разделе " RastrWin " -> " Лицензирование и защита от копирования " (https://www.rastrwin.ru/rastr/license.php). Устанавливать желательно 3-ю версию ПК RastrWin. Здесь и далее описание лабораторных работ будет представлено на примере ПК RastrWin3.
Всю необходимую информацию об интерфейсе программы можно узнать в справке к ПК RastrWin " Помощь " -> " Справка " -> " RastrWin3 Документация пользователя ".
Краткое описание ПК RastrWin
ПК "RastrWin" предназначен для решения задач по расчету, анализу и оптимизации режимов электрических сетей и систем. RastrWin используется более чем в 150 организациях на территории России, Казахстана, Киргизии, Беларуси, Молдовы, Монголии, Сербии. В России основными пользователями являются Системный Оператор Единой Энергетической Системы (СО ЕЭС) и его филиалы, Федеральная Сетевая Компания (ФСК), МРСК, проектные и научно-исследовательские институты (Энергосетьпроект, ВНИИЭ, НИИПТ и т.д.).
Интерфейс ПК RastrWin
Основные элементы интерфейса представлен на рисунке 1.
Рисунок 1 – Общий вид интерфейса ПК "RastrWin".
1 – главное меню;
2 – панель быстрого доступа;
3 – окно с текстовой или графической информацией;
4 – протокол сообщений ПК "RastrWin";
5 – название текущего информационного окна
Программа работает с загруженными в Рабочую область файлами. При работе программы одновременно может быть загружен только один файл выбранного типа (например, загрузка файла режима стирает режим, ранее бывший в рабочей области). При загрузке файла выбирается его тип (по умолчанию в графе Тип файла установлен тип Режим (rg2)). Загрузка файлов разных типов не влияет друг на друга (например, можно загрузить один файл графики и загружать различные режимы – при отображении в Окнах связь между графикой и режимом осуществляется по номерам узлов). Структура рабочей области ПК "RastrWin" представлена на рисунке 2.
Рисунок 2 – Структура рабочей области ПК "RastrWin".
После выполнения коррекции для сохранения данных используются команды "Сохранить Как" и "Сохранить Все". Команда "Сохранить Все" производит сохранение данных под последним использованным именем, поэтому при первоначальном вводе данных следует использовать команду "Сохранить Как".
При выходе из программы содержимое загруженных файлов автоматически сохраняется, а при запуске – восстанавливается.
Существует возможность сохранить и загрузить всю рабочую область. Для этого в меню Тип Файла ("Файлы" -> "Загрузить") следует выбрать команду «Без шаблона». Во избежание путаницы не рекомендуется давать таким файлам используемые в программе расширения типов файлов.
Начало работы
Перед вводом каких-либо исходных данных рекомендуется сначала создать новый файл ("Файл" -> "Новый" -> Выбрать необходимые типы файлов). Далее необходимо сохранить каждый загруженный файл (пока еще пустой, без данных) рабочей области в пользовательский каталог ("Файл" -> "Сохранить как" -> Ввести название файла и выбрать необходимое расширение файла).
Подготовка исходных данных для расчета
Перед проведением расчетов по программе нужно подготовить исходные данные по схеме, нагрузкам и генераторам электрической сети в форме, понятной RastrWin3. Для этого необходимо:
· нарисовать схему с указанием всех узлов и ветвей;
· Перед началом каких-либо расчетов установившихся режимов (УР) на базе ПК RastrWin рекомендуется нарисовать однолинейную схему сети и обозначить на ней номера всех узлов. В качестве номера узла можно принять любое натуральное число не превышающие 2 147 483 647. Рекомендуется придерживаться некоторых правил при нумерации узлов с целью для облегчения читаемости схемы:
o Если в сети единственный базисный узел ему лучше присваивать номер «1».
o Номера узлов разных классов напряжений должны быть в различных диапазонах ряда натуральных чисел. Например: сеть 110 кВ от 2 до 99, сеть 10 кВ от 100 до 199.
o Близкие по смыслу узлы должны иметь похожие номера. Например: шины высшего напряжения (110 кВ) понижающего трансформатора имеют номер 7, тогда шины низшего напряжения (10 кВ) этого же понижающего трансформатора должны иметь номер 107. для каждого узла определить его номинальное напряжение [кВ] и нанести на схему;
· для каждого узла нагрузки определить активную [МВт] и реактивную [МВар] мощность потребления. Если исходные данные заданы активной мощностью и cos φ, – рассчитать реактивную мощность;
· для узлов с синхронными машинами (генераторы, компенсаторы) определить активную мощность [МВт] генерации, пределы регулирования реактивной мощности (Qmin − Qmax) [Мвар] и заданный (фиксированный) модуль напряжения (Vзд) [кВ]. Особенности задания исходных данных для таких узлов объясняются действием регуляторов возбуждения синхронных машин (СМ). Обычно СМ поддерживает неизменным модуль напряжения на шинах высокого напряжения (за трансформатором) или на шинах генераторного напряжения за счет регулирования реактивной мощности, выдаваемой СМ. Минимальная реактивная мощность Qmin соответствует cos φ = 0,96, а максимальная, как правило, cos φ = 0,85 (для некоторых турбогенераторов минимальное значение cos φ = 0,80). В ходе расчета режима RastrWin3 контролирует реактивную мощность и при нарушении одного из заданных пределов фиксирует реактивную мощность на его значении и освобождает модуль напряжения;
· при наличии в узле шунтов на землю – батареи статических конденсаторов (БСК) или шунтирующих реакторов (ШР) – определить их проводимость [мкСм] и нанести на схему;
Рисунок 3 – Схема замещения шунтирующего реактора и БСК
· для линий электропередачи (ЛЭП) определить продольное сопротивление [Ом] и проводимость на землю [мкСм] (емкостный характер отражает ся знаком минус);
Рисунок 4 – Схема замещения ЛЭП
· для двухобмоточных трансформаторов определить сопротивление [Ом], приведенное к стороне высокого напряжения, проводимость шунта на землю [мкСм] и коэффициент трансформации, равный отношению низшего номинального напряжения к высшему (таким образом, коэффициент трансформации будет меньше единицы);
Рисунок 5 – Схема замещения двухобмоточного трансформатора,
потери холостого хода представлены в виде шунта
Рисунок 6 – Схема замещения двухобмоточного трансформатора,
потери холостого хода заданы постоянной мощностью
· автотрансформаторы и трехобмоточные трансформаторы представить по схеме звезда с промежуточным узлом ("Узел 2")и тремя ветвями, две из которых имеют коэффициенты трансформации.
Рисунок 7 – Схема замещения трехобмоточного трансформатора (автотрансформатора), потери холостого хода заданы постоянной мощностью