Министерство образования и науки Российской Федерации. АМУРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

АМУРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

«Кадры для регионов»

ФГБОУ ВПО «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;

R_тр, Х_тр — 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(U_ИП).

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

3 В П