Лабораторной работе №2
Расчет установившихся режимов кольцевой сети 110-220 кВ.
Выполнили:
Студенты Группы 3023/1
Лелина А.
Глушицкий С.
Проверил преподаватель:
Першиков Г. А.
САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
2009 г.
1.Исходные данные:
| Вариант №2 | ||||||
| Рн1, МВт | Рн2, МВт | L1, км | L2, км | L3, км | UА , кВ | Cosφн |
| 0,82 |
| Рабочие параметры ВЛ. 220 кВ | |||||
| Uвл ном, кВ | F(Al/сталь), мм2 | r0, Ом/100км | х0, Ом/100км | b0*10-4, См/100км | Рпред., МВт |
| 500/64 | 41,3 | 2,74 |
Предварительный расчет.
Выберем трансформаторы с учетом коэффициентов их загрузки в нормальном и после аварийном режимах:
| Трехфазный двухобмоточный трансформатор | |||||||
| Тип | Sт ном, МВА | Пределы рег. % | Uвн ном, кВ | Uнн ном, кВ | Rт, Ом | Хт, Ом | Qх, МВАР |
| ТРДЦН-63000/110 | 9х1,78 | 10,5 | 0,87 | 0,41 |
Выберем сечения проводов ЛЭП по наибольшему току.
Выбираем двухцепную ЛЭП.
| Номинальное сечение провода, мм2 (Al/сталь) | r0, Ом/100км | 110 кВ | |||
| х0, Ом/100км | b0*10-4, См/100км | q0, Мвар/100км | |||
| 185/29 | 16,2 | 41,3 | 2,75 | 3,7 |
Расчет параметров схемы замещения ЛЭП:
Расчет с помощью программы «Режим».
| Табл.1 | Узлов-5 | Балансирующий узел-1 | Допустимый небаланс - 1,0МВт | ||||||||||||||
| № узла | Uном, кВ | Рнагр, МВт | Qнагр, МВАр | Рген, МВт | Qген, МВАр | Qmin, МВАр | Qmax, МВАр | IUI, кВ | №сх | ||||||||
| -1000 | |||||||||||||||||
| 45,37 | |||||||||||||||||
| 34,9 | |||||||||||||||||
| Табл.2 | Число линий – 5 | Число трансформаторов - 2 | |||||||||||||||
| Граничные узлы | R, Ом | X, Ом | G0, мкСим | B0, мкСим | К трансф. | ||||||||||||
| I | J | вещ. | мним. | ||||||||||||||
| 3,24 | 8,26 | ||||||||||||||||
| 0,87 | 0,0913 | ||||||||||||||||
| 3,24 | 8,26 | ||||||||||||||||
| 3,24 | 8,26 | ||||||||||||||||
| 0,87 | 0,0913 | ||||||||||||||||
Расчет:
Табл.3
| № узла | U, кВ | Фаза, град. | Рген, МВт | Qген, МВАр | Рнагр, МВт | Qнагр, МВАр | Рнеб, МВт |
| 118,081 | 93,626 | ||||||
| 121,08 | -1,29 | -0,0563 | |||||
| 10,13 | -7,24 | 45,37 | 0,0539 | ||||
| 121,57 | -1,19 | -0,0289 | |||||
| 10,42 | -5,61 | 34,9 | 0,0170 | ||||
| Узлов-5 Связей-5 Трансформаторов-2 Итераций - 3 Потери: активные- 3,10 МВт реактивные -23,64 МВАр Общая генерация – 118,10 МВт Нагрузка – 115 МВт |
Как видно из расчета, отклонение напряжения от номинального значения на зажимах электроприемников не превышает допустимое (5%).Если же номинальное значение превышает допустимое больше чем на 5%, то для того, чтобы обеспечить нужный уровень напряжения, необходимо увеличить генерацию генератора и изменим коэффициент трансформации трансформаторов (используя отпайки).
| Табл.4 | граничные узлы | Поток Р МВт | Поток Q МВАр | Потери Р МВт | Потери Q МВАр | Ток кА | Qс МВАр | |
| начало | конец | |||||||
| Узел | U, кВ | Фаза, град. | Рген, МВт | Qген, МВАр | Рнагр, МВт | Qнагр, МВАр | Рнеб, МВт | Qнеб, МВАр |
| -61,64 | -49,59 | 1,31 | 3,35 | 0,368 | 1,7 | |||
| -56,44 | -44,04 | 1,08 | 2,75 | 0,333 | 1,7 | |||
| 118,08 | 93,63 | |||||||
| -65,5 | -56,54 | 0,44 | 11,23 | 0,413 | ||||
| 5,11 | 6,83 | 0,01 | 0,03 | 0,035 | 1,6 | |||
| 60,33 | 49,6 | 1,31 | 3,35 | 0,368 | 1,6 | |||
| 121,1 | -1,29 | -0,06 | -0,11 | |||||
| 65,05 | 45,30 | 0,44 | 11,23 | 4,519 | ||||
| 10,1 | -7,24 | 45,37 | 0,05 | -0,07 | ||||
| -50,27 | -41,13 | 0,25 | 6,28 | 0,308 | ||||
| 55,36 | 44,66 | 1,08 | 2,75 | 0,333 | 1,6 | |||
| -5,13 | -3,62 | 0,01 | 0,03 | 0,035 | 1,6 | |||
| 121,6 | -1,19 | -0,03 | -0,09 |
Для того чтобы проверить работу нашей кольцевой схемы после аварии, уберем самую нагруженную линию. Как видно из табл.4 это линия 1-2.
| Табл.5 | Число линий – 5 | Число трансформаторов - 2 | |||||
| Граничные узлы | R, Ом | X, Ом | G0, мкСим | B0, мкСим | К трансф. | ||
| I | J | вещ. | мним. | ||||
| 0,87 | 0,0913 | ||||||
| 3,24 | 8,26 | ||||||
| 3,24 | 8,26 | ||||||
| 0,87 | 0,0913 |
Произведем расчет.
Табл.6
| № узла | U, кВ | Фаза, град. | Рген, МВт | Qген, МВАр | Рнагр, МВт | Qнагр, МВАр | Рнеб, МВт |
| 123,913 | 115,349 | ||||||
| 108,86 | -4,16 | 0,5996 | |||||
| 8,87 | -11,66 | 45,37 | -0,5098 | ||||
| 115,25 | -2,54 | -0,1042 | |||||
| 9,97 | -7,51 | 34,9 | 0,0513 | ||||
| Узлов-5 Связей-5 Трансформаторов-2 Итераций - 3 Потери: активные- 8,88 МВт реактивные - 41,97 МВАр Общая генерация – 123,88 МВт Нагрузка – 115 МВт |
Как видно из расчета, отклонение напряжения от номинального значения на зажимах электроприемников не превышает допустимое (5%) на второй нагрузке и превышает на первой. Если же номинальное значение превышает допустимое больше чем на 5%, то для того, чтобы обеспечить нужный уровень напряжения изменим коэффициент трансформации трансформаторов (используя отпайки).
Используем для первого трансформатора 5 отпаек, а второй оставим без изменений.
| Табл.7 | Число линий – 5 | Число трансформаторов - 2 | |||||||
| Граничные узлы | R, Ом | X, Ом | G0, мкСим | B0, мкСим | К трансф. | ||||
| I | J | вещ. | мним. | ||||||
| 0,87 | 0,0993 | ||||||||
| 3,24 | 8,26 | ||||||||
| 3,24 | 8,26 | ||||||||
| 0,87 | 0,0913 | ||||||||
Расчет:
Табл.8
| № узла | U, кВ | Фаза, град. | Рген, МВт | Qген, МВАр | Рнагр, МВт | Qнагр, МВАр | Рнеб, МВт |
| 123,991 | 116,069 | ||||||
| 108,77 | -4,15 | 0,1972 | |||||
| 9,63 | -11,71 | 45,37 | -0,1363 | ||||
| 115,20 | -2,54 | -0,0530 | |||||
| 9,97 | -7,51 | 34,9 | 0,0402 | ||||
| Узлов-5 Связей-5 Трансформаторов-2 Итераций - 3 Потери: активные- 8,94 МВт реактивные - 42,34 МВАр Общая генерация – 123,94 МВт Нагрузка – 115 МВт |
| Табл.9 | граничные узлы | Поток Р МВт | Поток Q МВАр | Потери Р МВт | Потери Q МВАр | Ток кА | Qс МВАр | |
| начало | конец | |||||||
| Узел | U, кВ | Фаза, град. | Рген, МВт | Qген, МВАр | Рнагр, МВт | Qнагр, МВАр | Рнеб, МВт | Qнеб, МВАр |
| -123,99 | -116,07 | 5,97 | 15,22 | 0,784 | 1,7 | |||
| 123,99 | 116,07 | |||||||
| -65,44 | -59,80 | 0,58 | 14,61 | 0,471 | ||||
| 65,44 | 59,67 | 2,11 | 5,39 | 0,466 | 1,3 | |||
| 108,8 | -4,15 | 0,20 | -0,13 | |||||
| 64,86 | 45,19 | 0,58 | 14,61 | 4,739 | ||||
| 9,6 | -11,71 | 45,37 | -0,14 | -0,18 | ||||
| -50,32 | -41,96 | 0,28 | 7,12 | 0,328 | ||||
| 118,02 | 104,05 | 5,97 | 15,22 | 0,784 | 1,5 | |||
| -67,75 | -62,3 | 2,11 | 5,39 | 0,466 | 1,5 | |||
| 115,2 | -2,54 | -0,05 | -0,21 |
ВЫВОД:
В ходе работы была смоделирована работа кольцевой сети в исходном и послеаварийном режимах. Мы получили параметры, характеризующие их, а также провели анализ этих параметров с позиции обеспечения технико-экономических требований к величинам токов в линиях электропередачи и уровней напряжения в узлах сети. Проведен анализ полученных результатов по степени близости значений токов в проводах линий в послеаварийном режиме к длительно допустимым по нагреву. Как видно из таблицы №9, токи в линии не превышают допустимых, поэтому такая кольцевая схема выдержит аварию. Iдоп=1040 А, максимальный расчетный ток Iрасч=784 А.
ь работы: выбор сечений проводов ЛЭП кольцевой сети 110-220 кВ, анализ установившихся режимов в исходной и послеаварийной схемах сети с позиций обеспечений технико-экономических требований к величинам токов в линиях электропередачи и уравнений напряжения в узлах сети.
Предварительный расчет: