Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
АМУРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
![]() | ![]() |
Учебное пособие подготовлено в рамках реализации проекта о подготовке высококвалифицированных кадров для предприятий и организаций регионов («Кадры для регионов»)
А.А. Казакул
АЛГОРИТМЫЗАДАЧ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ
Методические указания по выполнению лабораторных работ
Благовещенск
Издательство АмГУ
ББК ________ М ______ | Печатается по решению редакционно-издательского совета Амурского государственного университета |
Разработано в рамках реализации гранта «Подготовка высококвалифицированных кадров в сфере электроэнергетики и горно-металлургической отрасли для предприятий Амурской области» по заказу предприятия-партнера ОАО «ДРСК»
Рецензенты:
Тимченко С.А. – Начальник отдела учёта электроэнергии ОАО «ДРСК»
Выходные данные:
М__ Алгоритмы задач электроэнергетики: Методические указания по выполнению лабораторных работ/ сост.: А.А. Казакул. – Благовещенск: Изд-во АмГУ, 2014.- 133с.
Описание пособия:
Методическое пособие предназначено для подготовки бакалавров по направлению «Электроэнергетика и электротехника» профиля «Электроэнергетические системы и сети». Приведённые лабораторные работы направлены на всестороннее изучение способов моделирования ЭЭС для расчётов электрических режимов и токов короткого замыкания.
В авторской редакции.
|
©Амурский государственный университет, 2014
© Казакул А.А. (составитель), 2014
СОДЕРЖАНИЕ
Список сокращений 4
Введение 5
Лабораторная работа № 1. Моделирование электрических сетей
Одного класса номинального напряжения в RastrWin3 7
Лабораторная работа № 2. Моделирование силовых
трансформаторов в RastrWin3 18
Лабораторная работа № 3. Моделирование устройств регулирования
напряжения в RastrWin3 28
Лабораторная работа № 4. Расчет установившегося режима
электрической сети нескольких классов номинального
напряжения в RastrWin3 39
Лабораторная работа № 5. Анализ потерь мощности с
использованием RastrWin 3 44
Лабораторная работа № 6. Анализ статической устойчивости 49
Лабораторная работа № 7. Выполнение вариантных расчетов в
RasrtWin3 56
Лабораторная работа № 8. Расчёт токов короткого замыкания в
RastrWin3 64
Библиографический список 86
Приложение 1. Однолинейные схемы электрических сетей для
расчётов электрических режимов 88
Приложение 2. Однолинейные схемы электрических сетей для
расчётов электрических режимов в сетях с несколькими
уровнями напряжений 112
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
БСК – батарея статических конденсаторов;
ВЛ – воздушная линия;
ВН – высшее напряжение подстанции (трансформатора);
ЕНЭС – единая национальная электрическая сеть;
КРМ – компенсация реактивной мощности;
КЛ – кабельная линия;
ЛЭП – линия электропередач;
НН – низшее напряжение подстанции (трансформатора);
ОИК – оперативно - измерительный комплекс;
ПВК – программно-вычислительный комплекс;
ПК – персональный компьютер;
ПС – подстанция;
|
САПР – система автоматизированного проектирования;
СН – среднее напряжение подстанции;
СТК – статический тиристорный компенсатор;
ТКЗ – ток короткого замыкания;
ТМ – телемеханика;
ШР – шунтирующий реактор;
ЭЭС – электроэнергетическая система.
ВВЕДЕНИЕ
Современные условия дефицита времени требуют от специалистов электроэнергетической отрасли принятия оперативных, технически грамотных и обоснованных решений. Таковые могут быть приняты лишь грамотными и опытными специалистами на основании правильно выполненных расчётов.
Выбор параметров основного электротехнического оборудования основан на результатах расчёта установившихся электрических режимов и токов короткого замыкания, поэтому изучение программных средств расчёта установившихся режимов и токов короткого замыкания является одним из базовых навыков современного специалиста в области электроэнергетики.
Дисциплина «Алгоритмы задач электроэнергетики» входит в цикл специальных дисциплин и относится к дисциплинам, формирующим специальные профессиональные знания и навыки.
Настоящее пособие предполагает обучение студентов практическим навыкам работы в ПВК RastrWin3, для расчётов установившихся режимов и токов короткого замыкания.
В процессе освоения данной дисциплины студент формирует и демонстрирует следующие общекультурные и профессиональные компетенции:
· способностью к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения (ОК-1);
· способностью и готовностью использовать информационные технологии, в том числе современные средства компьютерной графики, в своей предметной области (ПК-1);
|
· готовностью использовать информационные технологии в своей предметной области (ПК-10);
· технологии, базы данных и пакеты прикладных программ в своей предметной области (ПК-19);
· способностью контролировать режимы работы оборудования объектов электроэнергетики (ПК-24);
· способностью анализировать технологический процесс как объект управления (ПК-28);
· готовностью обеспечивать соблюдение заданных параметров технологического процесса и качество продукции (ПК-37);
· готовностью понимать существо задач анализа и синтеза объектов в технической среде (ПК-41).
Самостоятельное выполнение представленных в настоящем пособии лабораторных работ в комплексе с материалом практических занятий позволяет сформировать указанные компетенции.
.
Лабораторная работа № 1.
МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ ОДНОГО КЛАССА НОМИНАЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ В RASTRWIN 3.
Цель работы: получение практических навыков по расчету режимов электрических сетей одного класса номинального напряжения в ПВК RastrWin.
ЗАДАНИЕ
В соответствие с вариантами, приведёнными в приложении 1:
1. Подготовить схему замещения для заданного участка электрической сети.
2. Рассчитать параметры схемы замещения.
3. Пронумеровать узлы схемы замещения.
4. Выполнить моделирование сети в ПВК RastrWin.
5. Подготовить графическую схему потокораспределения в ПВК RastrWin.
КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ЧАСТИ
Составление схемы замещения осуществляется на основании однолинейной схемы для сети одного номинального напряжения. При этом ЛЭП представляются П-образной схемой замещения, количество элементов в которой определяется на основании тип ЛЭП и её номинального напряжения. Однолинейная схема включает в себя графическое представление и краткую характеристику ЛЭП, ПС с описанием основных характеристик оборудования, схемы распределительных устройств, положения коммутационных аппаратов и т.п. На некоторых однолинейных схемах размещается информация о наличии и типах устройств ПА и т.п.
При выполнении расчётов электрических режимов расчётная схема электрической сети является некоторым эквивалентом полной ЭЭС, а именно частью электрической сети. Границы участка определяются назначением расчётов и конфигурацией самой сети.
Часто при выполнении расчётов установившихся режимов в схемах используются нагрузки трансформаторов, приведённых к шинам высшего напряжения (ВН) – приведённые нагрузки. Такие преобразования относятся к эквивалентированию электрической сети или системы.
Под эквивалентированием электрической системы понимается совокупность операций, направленных на упрощение структуры как исходной системы (схем замещения), так и ее математической модели, с заданной точностью [13]. Таким образом, эквивалентирование предусматривает уменьшение размерности решаемой задачи и создание упрощенных моделей, что позволяет сократить объем машинных вычислений, повысить обозримость и наглядность получаемых результатов в сложившихся экономических условиях. Вместе с тем использование эквивалентных моделей позволяет снизить требования к информационному обеспечению электроэнергетических задач. Для решения задач управления электрическими сетями применяются различные эквиваленты, учитывающие их особенности. В качестве критериев эквивалентирования используется сохранение режима в узле примыкания, баланса мощностей и токов до эквивалентирования и после него, близости предельных режимов и переходных процессов исходной и эквивалентной моделей и т.п [2].
С практической точки зрения знание основных правил эквивалентирования позволяет выполнить расчёт режимов значительной части ЭЭС даже с использованием учебных версий программного обеспечения. Например, студенческая версия RastrWin позволяет сохранять схему с количеством узлов до 60, а полная модель 35-500 кВ одного региона может составлять более 1000 узлов.
При составлении расчетной схемы сети все нагрузки предварительно приводятся к стороне высшего напряжения. Приведенная нагрузка получается как сумма заданных нагрузок на шинах низшего и среднего напряжений понижающих подстанций и потерь мощности в сопротивлениях и проводимостях трансформаторов. Приведенная к стороне высшего напряжения мощность электростанций находится путем вычитания из мощности генераторов мощности в сопротивлениях и проводимостях повышающих трансформаторов.
Для ручных расчётов режимов при определении приведенных реактивных нагрузок, кроме потерь реактивной мощности, учитываются (с соответствующими знаками) емкостные мощности линий электропередач (зарядные мощности), примыкающих к подстанциям. В расчётах с использованием ПВК зарядные мощности линий учитываются в схемах замещения ЛЭП реактивной проводимостью. Нагрузка сети высшего напряжения больше заданной нагрузки на величину потерь мощности в трансформаторах.
Приведение нагрузок к сети высшего напряжения (для расчёта в ПВК) выполняется по формуле:
, (1)
где ,
— соответственно активная и реактивная мощности нагрузок, заданных на стороне вторичного напряжения подстанций;
Rтр, Хтр — суммарные активные и реактивные сопротивления трансформаторов данной подстанции;
,
- активные и реактивные потери холостого хода в трансформаторе.
В учебных расчётах допускается использовать допущение о том, что в трансформаторе теряется 2% активной мощности и 10% реактивной от мощности нагрузки.
В данной лабораторной работе нагрузка ПС задаётся на шинах ВН по мощности трансформаторов указанной на отходящей стрелке (на трансформаторе) с учётом потерь в трансформаторах, которую можно задать приближённой. Порядок определения нагрузки для лабораторной показан ниже.
После подготовки схемы замещения и проверки её преподавателем необходимо задать её в ПВК RastrWin.
Порядок создания модели ПВК RastrWin для расчётов установившихся режимов
1. Запускается программа (RasrtWin.exe или Rasr3.exe)
2. Создаются необходимые шаблоны для работы.
Для этого во вкладке «Файл» необходимо выбрать – Новый. В появившемся окне отмечаются галочками файлы формата *.rg2 и *.grf. (рисунок 1).
Рисунок 1– Загрузка шаблоновRasrtWin3.
3. Вводятся исходные данные
3.1 Ввод схемы рекомендуется начинать с данных по узлам. Для открытия таблицы «Узлы» в меню «Открыть» выбираем /Узлы/Узлы - рисунок 2.
Минимально необходимой информацией для каждого узла является его номер (Номер) и номинальное напряжение (U_ном). Вид таблицы «Узлы» показан на рисунке 3.
Одна строка в таблице «Узлы» моделирует один узел в схеме замещения.
Рисунок 2 – Открытие таблицы «Узлы».
Рисунок 3 – Таблицы «Узлы»в RastrWin3.
В ПВК RastrWin при задании модели сети все узлы разделяются на нагрузочные (Нагр), генерирующие (Ген) и балансирующие (База).
Для выполнения расчётов установившихся режимов один из узлов связной схемы должен быть назначен базисным (балансирующим), для чего в меню Тип этого узла надо выбрать строку База. В данном узле необходимо задать модуль напряжения в графе V_зд. Напряжение данного узла согласно заданию(UИП).
Генераторные узлы могут задаваться моделью P, Q = const или моделью P, U = const. В первом случае в узле необходимо задать P_г и Q_г, при этом напряжение в данном узле будет зависимой величиной. Во втором случае в генераторном узле необходимо задать P_г, V_зд, а так же пределы изменения реактивной мощности (Q_min, Q_max). При этом напряжение в данном узле является независимой величиной, пока соблюдаются пределы по выработке/потреблению реактивной мощности (Q_min, Q_max). При нарушении ограничений узел переходит в модель P, Q = const.
3.2 Заполняется таблица «Ветви».
Для открытия таблицы «Ветви» в меню «Открыть» выбирается /Ветви/Ветви – рисунок 4.
Рисунок 4 – Открытие таблицы «Ветви».
В таблице «Ветви» задаются параметры ЛЭП и трансформаторов.
При моделировании ЛЭП в таблице «Ветви» задаются номера узлов, ограничивающих ветвь, сопротивления, активная и реактивная проводимости. Сопротивления задаются в Ом (положительные), проводимости для ЛЭП в мкСм со знаком минус.
Таблица «Ветви» показана на рисунке 5.
Рисунок 5 - Таблица «Ветви».
Часть перечисленных параметров в таблице скрыта, изменить их видимость можно с помощью меню, вызываемого щелчком правой кнопки мыши на заголовке таблицы – «Выбор колонок».
Для работы с таблицами в RastrWin разработан универсальный набор инструментов. Для добавления/копирования строк в таблицах RastrWin3 /
.
Для удаления лишних строк используются кнопки. Оставлять в таблицах «Узлы» и «Ветви» пустые (нулевые) строки нежелательно.
После задания данных в таблицы «Узлы» и «Ветви» необходимо приступить к формированию схемы потокораспределения (графики).
3.3 Оформление графики в растр RastrWin.
Открывается окно Графика в меню Открыть/Графика (рисунок 6).
Подготовка графической схемы осуществляется на основе предварительно загруженной (составленной) расчетной схемы и заключается в последовательном выполнении следующих операций [6]:
· расстановка узлов в пространстве на условно бесконечной доске;
· улучшение внешнего вида схемы путем изменения точек присоединения ветвей и фигур к узлу и создания изломов ветвей;
· расстановка окон отображения текстовой информации;
· ввод поясняющих надписей.
После открытия окна «Графика» перед пользователем открывается условно бесконечное поле для расстановки элементов сети (рисунок 6).
Отображение заданных элементов начинается после нажатия кнопки Ввод - .
Нажимая левой кнопкой мыши на поле Графической схемы расставляются узлы, заданные ранее в соответствующей таблице «Узлы».
Номер вводимого узла отображается в диалоговом вспомогательном окне «Узел ввода» (рисунок 7).
Рисунок 6 –Вызов окна для формирования графической схемы сети.
Рисунок 7 – Диалоговое окно «Узел ввода».
Для отображения на Графике узлов в порядке, отличающемся от предложений программы, необходимо установить зелёный флажок около требуемого узла. Для выбора узла, не попавшего в список, нужно ввести его номер в поле Узел и щелкнуть мышью на слове Вставить.
После ввода всех узлов на графическую схему выполняется улучшение внешнего вида схемы с использованием инструментов .
Основная команда для ввода узлов – Ввод . Она используется как для ввода, так и для перемещения узла. Введенные узлы можно передвинуть на более удобные места. Узел можно удалить, щелкнув на нем правой кнопкой мыши в режиме
.
При начальном вводе узлов не следует сразу стремиться улучшить внешний вид узла, лучше сначала ввести все узлы, а затем приступить к «наведению блеска» [6].
Советы по редактированию:
Для улучшения восприятия результатов расчёта режимов графическую схему потокораспределения необходимо сделать похожей на отображаемую однолинейную.
Для принудительной горизонтальной ориентации шины в режиме ввода необходимо нажать клавишу Alt, для вертикальной – клавишу Shift.
Узел также можно изобразить в виде точки. Для этого нужно нажать на него левой кнопкой мыши удерживая одновременно клавиши Alt и Shift.
При оптимизации программа создает на каждой ветви два излома, показанных на рисунке. Для добавления новых изломов, изменения места уже имеющихся и удаления ненужных служит режим Излом.
Вместе с изломами для улучшения внешнего вида узла используется режим Присоединение . Такой режим нужно использовать для перемещения точки присоединения элемента (изображения нагрузки, генератора, реактора или ветви). Перемещение в этом режиме выполняется левой кнопкой мыши.
Получить более подробную информацию о применении графического интерфейса RastrWin можно в разделе Помощь/Справка.
После выполнения расчёта режимов на подготовленной графической схеме отображается информация об уровнях напряжения (в кВ), величине угловδ(в градусах) узлов, потоках активной и реактивной мощности (в МВА) и токах в ветвях (А).
Размер, шрифт, цвет и количество отображаемой информации на графической схеме можно настроить используя таблицу «Текст» в меню Дополнительно/Параметры/Текст (рисунок 8).
Рисунок 8 – Вызов окна для редактирования текстовых полей на графической схеме.
ПЕРЕЧЕНЬ И КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОБОРУДОВАНИЯ И МАТЕРИАЛОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ
Для выполнения лабораторной работы необходим ПК с установленной системой компьютерной математики MathCad для расчёта параметров моделей элементов ЭЭС и с установленным программным комплексом RastrWin3.
ОПИСАНИЕ ХОДА ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ
1. Составляется схема замещения электрической сети, согласно варианту задания (выделяются узлы и ветви схемы замещения).
2. Выполняется нумерация каждого узла для задания в ПВК RastrWin натуральными цифрами от 1 до 2 147 483 647.
3. Выполняется расчёт каждого из параметров схемы замещения:
· для линий электропередачи (ЛЭП) определяются продольное сопротивление и проводимость на землю В (в ПВК RastrWin емкостная проводимость ЛЭП задается в микросименсах со знаком минус в таблице Ветви;
· для каждого узла нагрузки определяется активная и реактивная мощности, приведённые к стороне ВН. В лабораторной работе их необходимо определить по формулам приведенным ниже:
; (2)
, (3)
где - номинальная мощность трансформаторов на подстанции (задана в МВА на схемах приложения 1).
4. Подготовить отчет по лабораторной работе.
ФОРМА ПРЕДСТАВЛЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ, ПОЛУЧЕННЫХ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ РАБОТЫ
В отчёт по лабораторной работе необходимо включить: однолинейную схему моделируемой сети, схему замещения с рассчитанными параметрами, таблицы «Узлы» и «Ветви» из ПВК RastrWin с заданными параметрами, а так же графическое представление электрической сети из ПВК RastrWin (схема потокораспределения). Схемы потокраспределения необходимо представить для нормального режима работы сети и для послеаварийного – отключения наиболее загруженной ветви.
ВЫВОДЫ
В результате выполнения лабораторной работы закрепляются теоретические и навыки по расчёту параметров схем замещения элементов ЭЭС и практические навыки работы в ПВК RastrWin при выполнении расчётов электрических режимов.
ВОПРОСЫИ ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО КОНТРОЛЯ.
1) Для каких целей задаются пределы изменения реактивной мощности (Qmin, Qmax)?
2) Что такое балансирующий узел и зачем он задается?
3) Что понимаю под эквивалентированием электрической системы?
4) Сколько параметров схемы замещения и какие рассчитывается для ВЛ и КЛ 35 кВ?
5) Сколько параметров схемы замещения и какие рассчитывается для ВЛ и КЛ 10 кВ?
Лабораторная работа № 2
МОДЕЛИРОВАНИЕ СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ В ПВК RASTRWIN3.
Цель работы: изучение моделирования силовых трансформаторов в ПВК RastrWin.
ЗАДАНИЕ
В соответствие с вариантами, приведёнными в таблице 1:
1. Подготовить схему замещения для заданных силовых трансформаторов;
2. Рассчитать параметры схемы замещения трансформаторов.
3. Пронумеровать узлы схемы замещения.
4. Выполнить моделирование в ПВК RastrWin.
5. Подготовить графическую схему в ПВК RastrWin.
КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ЧАСТИ
Основные возможности моделирования трансформаторов в ПВК RastrWin [6,8]:
- Расчет параметров трансформатора по паспортным данным;
- Расчет взаимосвязанного Kт;
- Расчет допустимых токов обмотки ВН, СН, общей обмотки (АТ);
- Расчет сопротивлений трансформатора в зависимости от положения анцапф;
- Расчет номинальных напряжений;
- Расчет полной БД Анцапф и возможность её редактирования;
- Графическое отображение 3х обм. трансформаторов и АТ.
Таблица 1 – Параметры трансформаторов для моделирования.
№ варианта | Каталожные данные | Расчетные данные | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Марка трансформатора | Место установки устройства Регулирования напряжения | Uном, обмоток, кВ | uк,% | ∆ РК, кВт | ∆ РХ,кВт I | Iх, % | Rт, Ом | Хт, Ом | B, См | G, См | ∆Q, кквар | |||||||||||||||||||||||||||||
ВН | СН | НН | В-С | В-Н | С-Н | ВН-СН | ВН- НН | СННН | ВН | СН | НН | ВН | СН | НН | ||||||||||||||||||||||||||
ТДТНЖ-25000/220 | РПН в нейтрали ВН ±12%, ПБВ±8x1,5% СН +2x2,5% | 27,5; 38,5 | 6,6; 11; 27,5 | 12,5 | 6,5 | - | 1,2 | 5,7 | 5,7 | 5,7 | 5,67 | 0,95 | ||||||||||||||||||||||||||||
ТДТН-40000/220 | РПН в нейтралиВН ±12%, ПБВ ±8x1,5% СН ±2x2,5% | 38,5 | 6,6; 11 | 12,5 | 9,5 | - | 1,1 | 3,6 | 3,6 | 3,6 | 8,32 | 1,04 | ||||||||||||||||||||||||||||
ТДТНЖ-40000/220 | РПН в нейтрали ВН ±12%, ПБВ±8x1,5% СН ±2x2,5% | 27,5; 38,5 | 6,6;11; 27,5 | 12,5 | 9,5 | - | 1,1 | 3,9 | 3,9 | 3,9 | 8,32 | 1,25 | ||||||||||||||||||||||||||||
АТДЦТН-63000/220/ 110 | РПН в линии СН ±12%, ± 6 ступеней | 6,6;11; 27,5; 38,5 | - | 0,5 | 1,4 | 1,4 | 2,8 | 195,6 | 5,95 | 0,85 | ||||||||||||||||||||||||||||||
АТДЦТН- 63000/220/ 110/0,4* | РПН в линии СН ±12%, ±8x1,5% ПБВ 0,4 кВ ±2x2,5% | 0,4 | - | - | - | 0,4 | 1,2 | 1,2 | - | 4,76 | 0,62 | - | ||||||||||||||||||||||||||||
АТДЦТН-125000/220/ 110 | РПН в линии СН ±12%, ± 6 ступеней | 6,6;11;38,5 | 11/ 11 | 31/ 45 | 19/ 28 | 290/ 305 | - | 85/ 65 | 0,5 | 0,5/ 0,52 | 0,5/ 0,52 | 1,0/ 3,2 | 48,6/ 49,0 | 82,5/ 131 | 11,82 | 1,61 | ||||||||||||||||||||||||
ТДЦ-80000/220 | ПБВ на стороне ВН ±2x2,5% | 6,3;10,5;13,8 | 0.6 | 2,9 | 80,5 | 8,2 | 1,79 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
ТРДЦН-100000/220 | РПН в нейтрали ВН ±12 %, | 20-20 | 0,5 | 2,4 | 9,45 | 1,32 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
ТДЦ-125000/220 | ПБВ на стороне ВН ±2x2,5% | 10,5; 13,8; 15,75 | 0,5 | 1,4 | 51,5 | 10,67 | 2,31 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
Продолжение таблицы 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ТРДЦН-160000/220 | РПН в нейтрали ВН ±12%, | 38,5*; 11-11 | 13,5 | 0,6 | 1,08 | 44,9 | 18,14 | 3,16 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
ТДЦ (Ц) -200000/220 | ПБВ на стороне ВН ±2x2,5% | 13,8; 15,75; 18 | 0,45 | 0,77 | 32,2 | 15,36 | 3,42 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
ТДТН-25000/220 | РПН в нейтрали ВН ± 12%, 12 ступеней ПБВ СН ±2x2,5% | 38,5 | 6,6; 11 | 12,5 | 6,5 | - | 1,2 | 5,7 | 5,7 | 5,7 | 5,67 | 0,95 | ||||||||||||||||||||||||||||
АТДЦТН-200000/220/110 | РПН в линии СН ±12%, ± 6x 2 ступеней | 6,6; 11;38,5 | - | 0,5 | 0,3 | 0,3 | 0,6 | 30,4 | 54,2 | 18,9 | 2,36 | |||||||||||||||||||||||||||||
АТДЦТН-200000/220/110 (Мощность обмотки НН 80 и 100 МВА) МЭЗ | РПН в линии СН ±12%, ± 6 ступеней | 38,5;6,3;6,6 10,5; | - | 0,24 | 0,2 | 0,2 | 0,5 \0,4 | 30,4 | 54,2 | 9,07 | 1,51 | |||||||||||||||||||||||||||||
АТДЦТН-250000/220/110 | РПН в линии СН ±12%, ± 6 ступеней | 6,6; 10,5; 11 | 33,4 | 20,8 | - | 0,5 | 0,2 | 0,2 | 0,4 | 25,5 | 45,1 | 23,63 | 2,74 | |||||||||||||||||||||||||||
ТРДНС-40000/330 | РПН в нейтрали ВН ± 12%, 12 ступеней | 6,3-6,3;6,3-10,5; 10,5- | 1,4 | 12,3 | 5,14 | 0,73 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
ТРДЦН-63000/330 | РПН в нейтрали ВН ±12%, ±12 ступеней | 6,3-6,3; 6,3-10,5; | 0,7 | 7,3 | 4,05 | 1,01 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
ТРДН-32000/220 | 6,3-6,3; 6,6-6,6 | 11,5 | 0,65 | 7,7 | 190,5 | 3,93 | 0,85 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
ТРДНС-40000/220 | 11-11;11-6,3 | 11,5 | 0,9 | 5,6 | 152,4 | 6,81 | 0,95 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
Схемы замещения трансформаторов и порядок расчёта их параметров приведены в [1, 5, 7, 16 и др].
Для моделирования двухобмоточных трансформаторов в RastrWin 3, необходимо определить и занести в таблицу Ветви следующие параметры:
- Сопротивление , приведенное к стороне высокого напряжения,
- Проводимость шунта на землю
- Коэффициент трансформации, равный отношению:
, (4)
где - низшее номинальное напряжение трансформатора (по справочнику);
- высшее номинальное напряжение трансформатора (по справочнику);.
Таким образом, коэффициент трансформации будет меньше единицы.
Пример заполнения таблицы Ветви при моделировании двухобмоточного трансформатора 35/6 мощностью 6,3МВА представлен на рисунке 9.
Рисунок 9– Пример заполнения таблицы Ветви.
Далее на основе составленной расчетной схемы осуществляется подготовка графической схемы двухобмоточного трансформатора (Рисунок 10).
Для моделирования автотрансформаторов и трехобмоточных трансформаторов необходимо заполнить таблицы «Узлы», «Ветви», «Транс.Паспорт», «Трансформаторы».
Рисунок 10– Графическое представление двухобмоточного трансформатора RastrWin 3.
Наиболее простым способом моделирования трёхобмоточных трансформаторов является задание его тремя ветвями в таблице Ветви. Для этого необходимо представить трансформатор по схеме трёхлучевой звезды, то есть задать три ветви для каждой их которой необходимо определить и занести в таблицу «Ветви» следующие параметры:
· Сопротивление , приведенное к стороне высокого напряжения;
· Проводимость шунта на землю (только для стороны ВН);
· Коэффициент трансформации.
Пример заполнения таблицы Ветви при моделировании трёхобмоточного трансформатора 110/35/6 мощностью 40 МВА представлен на рисунке 11.
Рисунок 11– Пример заполнения таблицы Ветви.
Для уточнения расчётной модели в RastrWin 3 предусмотрена функция дополнительного расчёта параметров трансформаторов по паспортным данным. Для этого необходимо открыть таблицу Открыть - Трансформаторы – Трансформаторы – рисунок 12.
Рисунок 12– Открытие таблицы «Трансформаторы».
Таблица «Трансформаторы» предназначена для моделирования трехобмоточных и автотрансформаторов, и позволяет рассчитывать сопротивления трансформаторов по их паспортным данным, устанавливать на один трансформатор несколько устройств регулирования типа ПБВ, РПН, ВДТ и рассчитывать взаимосвязный комплексный коэффициент трансформации. Кроме того, пересчитывается сопротивление и допустимые токи трансформатора в зависимости от положений анцапф [6].
В таблице «Трансформаторы» имеются следующие поля для заполнения[6]:
N_bd - Номер (обязательное поле);
Название - название трансформатора (необязательное поле);
Тип - Тип трансформатора (Трехобмоточный трансформатор, Автотрансформатор) – (обязательное поле);
S – состояние генератора (включен/отключен) (обязательное поле);
N_В, N_C, N_Н, N_0 - номера узлов на высокой/средней/низкой сторонах и номер узла нейтрали соответственно (обязательное поле);
U_В, U_C, U_Н - Номинальные напряжения сторон. (обязательное поле);
Uk_ВC, Uk_ВН, Uk_CН - напряжение КЗ между обмотками ВН-СН, ВН-НН, СН-НН соответственно, отнесенные к номинальной мощности (авто)трансформатора Sном, % номинального напряжения; (обязательное поле);
dP_кз(В-С), dP_кз(В-Н), dP_кз(С-Н) - потери КЗ между обмотками ВН-СН, ВН-НН, СН-НН соответственно (обязательное поле);
dP_хх - потери холостого хода (потери в стали) трех фаз трансформатора(обязательное поле);
I_хх - ток холостого хода трансформатора, % номинального тока. (обязательное поле);
I_допВН, I_допВН, I_допОО - допустимые токи высокой/средней/общей обмоток соответственно(обязательное поле)
I_ВН, I_СН, Io – токи на ВН,СН и общей обмотки для АТ соответственно(поле заполняется автоматически при расчете режима);.
N_ПБВ, N_РПН, N_ВДТ - ссылка в таблицу «Анцапфы» на устройство регулирования(обязательное поле);
N_Хt - ссылка в таблицу «Анцапфы БД» на коэффициент трансформации. Если это поле задано указанные устройства регулирования типа ПБВ, РПН, ВДТ игнорируются (обязательное поле);.
анц_ПБВ, анц_РПН, анц_ВДТ - номера анцапф соответствующих устройств регулирования (обязательное поле);
мин UkВ-С, макс Uk В-С - значения Uk В-С на крайних положениях устройств РПН (используется для пересчета сопротивлений от номера анцапфы РПН) (обязательное поле);
Пример занесения информации по двух и трехобмоточному трансформатору в соответствующей таблице (Трансформаторы – Трансформаторы) показан на рисунке 13.
Рисунок 13 –Таблица «Трансформаторы».
Далее для автоматического расчета параметров трансформаторов необходимо включить опцию «Расчеты-Параметры-Режим-Пересчет АТ/3х обм. трансформаторов» - рисунок 14.
Рисунок 14 – Опция Пересчет АТ/3х обм. Трансформаторов.
Далее на основе составленной расчетной схемы осуществляется подготовка графической схемы трехобмоточного трансформатора (Рисунок 15).
Автотрансформаторы моделируются аналогично трёхобомоточным трансформаторам, только в столбце тип (рисунок 13) выбирается АТ.
Рисунок 15– Графическое представление трехобмоточного трансформатора RastrWin 3.
ОПИСАНИЕ ХОДА ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ.
1 Составляется Г-образная схема замещения для двухобмоточного и трехлучевая схема замещения трехобмоточного трансформатора или автотрансформатора, согласно варианту задания. Узлы схемы замещения нумеруются. Шины ВН трансформатора принимаются за балансирующий узел.
2 По справочным данным определяются сопротивления для каждой из обмоток трансформаторов, проводимости шунта на землю
и коэффициенты трансформации каждой ветви