Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова» Факультет Энергетический Кафедра "Электроснабжение промышленных предприятий" Контрольная работа защищена с оценкой Преподаватель А.Н. Попов подпись « 2023 г. » Специализированное программное обеспечение в электроснабжение. Контрольная работа. Студент гр. 9Э-91 М.А. Антонюк подпись Руководитель доцент, к.т.н. должность, ученая степень БАРНАУЛ 2 0 2 3 и.о.,фамилия А.Н. Попов подпись и.о.,фамилия Задание. Рассчитайте установившийся режим работы электрической сети по варианту, заданному преподавателем. 1. Составьте схему замещения для заданной электрической сети (линии электропередачи, трансформаторов и электрических нагрузок). 2. Определите параметры схемы замещения (модели) электрической сети на основе пакета SimPowerSystems. 3. Соберите модель электрической сети на основе пакета SimPowerSystems. 4. Измерьте напряжения U и токи I, вычислите значения активной мощности P, реактивной мощности Q, коэффициента нагрузки cos во всех точках электрической сети. 5. Определите величины падения напряжения, потери напряжения, продольную и поперечную составляющие падения напряжения в линиях электропередачи. 6. С помощью модели определите напряжение, активную и реактивную мощности в начале и конце линий электропередачи. 7. Для заданной нагрузки с помощью модели определите величину потери напряжения в трансформаторе и сравните с результатами расчета. 8. Определите напряжение на шинах НН подстанций при номинальном коэффициенте трансформации, если известны номинальные напряжения обмоток трансформатора UBH и UHH. 2 1 Исходные данные для моделирования. Рисунок 1. Конфигурация сети Таблица 1 – Характеристики электрической сети Участок N Марка сети цепей сечения Uном lуч Номер Sнагр п/ст Кол. Тип тр- Тр-ров ров 2 ТРДН- F 01 2 АС- 110 30 1 35+j11.5 150/24 12 2 АС 25000/110 110 25 120/19 2 45+j14.79 2 ТРДН40000/110 3 Учк сет и Колво цепе й ЛЭП Марка провод а Uном , кВ Lуч,к м r0, Ом/к м x0, Ом/к м b0 ×10-6, См/к м Rуч, Ом Xуч Q'учс,Q"учс , Ом , Мвар 5,04 0,784 Радиально-магистральная сеть 01 2 АС150/ 24 12 2 АС120/ 19 110 24 0,198 0,42 2,7 2,37 6 110 22 0,249 0,427 2,66 2,74 4,70 0,709 Сеть с замкнутым контуром 01 1 АС150/24 110 12 0,162 0,413 2,75 1,94 4,96 0,2 12 1 АС120/19 110 11 0,249 0,427 2,66 2,74 4,70 0,177 Кол -во Тип Номе тр- трансформато р п/ст ров, ра шт Sномтр, М ВА ∆Pхх,М Вт 4 Iхх, % ∆Sст, МВА Zтр=Rтр+jXтр, Ом 1 2 ТРДН 25000/110 25 0,027 0,7 0,054+j0, 35 1,27+j27,95 2 2 ТРДН 25000/110 25 0,027 0,7 0,054+j0, 35 1,27+j27,95 3 2 ТРДН 25000/110 25 0,027 0,7 0,054+j0, 35 1,27+j27,95 4 2 ТРДН 25000/110 25 0,027 0,7 0,054+j0, 35 1,27+j27,95 Определяем приближенное значение потокораспределения в кольце с целью выявления точки потокораздела: а) по длинам линии (при допущении об однородности сети) S A1 S 1 (l12 l 23 l 3 A ) S 2 (l 23 l 3 A ) S 3 l 3 A l A1 l12 l 23 l 3 A 25 j1520 30 50 30 j 2030 50 40 j1650 57.5 j32.5 мВА 20 20 30 50 S A3 S 3 (l 23 l12 l A1 ) S 2 (l12 l A1 ) S1l A1 l A1 l12 l 23 l 3 A 40 j1630 20 20 30 j 2020 20 25 j1520 37.5 j18.5 мВА 20 20 30 50 Осуществляем проверку по условию : 5 S A1 S A3 S1 S 2 S 3 S A1 S A3 57.5 j32.5 37.5 j18.5 95 j 51 мВА S1 S 2 S 3 25 j15 30 j 20 40 j16 95 j 51 мВА Потоки мощности на участках 1-2 и 2-3: S12 S A1 S1 57.5 j32.5 25 j15 32.5 j17.5 мВА S 23 S12 S 2 32.5 j17.5 30 j 20 2.5 j 2.5 мВА Знак " - " перед "–j2.5" показывает, что поток реактивной мощности на этом участке направлен от точки "3" к точке "2", т.е. точка "2" является точкой потокораздела реактивной мощности, в то время как точка "3" является точкой потокораздела активной мощности. Наносим эти потоки на схему замещения. Заканчиваем расчет приближенного потокораспределения. S 12 S A1 S 1 57 j 32 (25 j15) 32 j17 мВА S 23 S 12 S 2 32 j17 (30 j 20) 2 j 3 мВА S 3 А S 23 S 3 2 j 3 (40 j16) (38 j19) мВА S А3 38 j19 мВА Вычисляем первый потокораспределения с этап учетом расчета потерь режима мощности. – определение Поскольку точки потокораздела активной и реактивной мощности не совпадают, для перехода к двум радиальным расчетным схемам предварительно вычисляем потери мощности на участке между точками потокораздела, т.е. на участке 2-3 2 P232 Q23 P23 2 U ном Q23 2 P232 Q23 2 U ном r23 2 2 32 9.42 0.01 мВт 110 2 x 23 2 2 32 12.87 0.014 мВАр 110 2 Потери на участке 2-3 настолько малы, что для определения потоков мощности на остальных участках ими можно пренебречь, т.е. принять: P'23=P"23=P23 и Q'23=Q"23=Q23 6 Мощность в конце и в начале участка 1-2: S 12" S 12 32 j17 мВА P12 P Q " 2 12 " 2 12 2 U ном 32 2 17 2 r12 3.18 0.345 мВт 110 2 x12 8.18 0.345 0.89 мВАр r12 3.18 Q12 P12 S 12' S 12" S 12 32 j17 0.345 j 0.89 32.34 j17.89 мВА Мощности в начале и конце участка А-1: S A" 1 S 12' S 1 32.34 j17.89 25 j15 57.34 j 32.89 мВА PA1 P Q " 2 A1 " 2 A1 2 U ном rA1 57.34 2 32.89 2 2.44 0.88 мВт 110 2 x A1 8.02 0.88 2.87 мВАр ; rA1 2.44 Q A1 PA1 S A' 1 S A" 1 S A1 57.34 j32.89 0.88 j 2.87 58.22 j 35.76 мВА Мощности в начале и конце участка А-3: S A" 3 S A3 38 j19 мВА; PA3 P Q " 2 A3 2 " A3 2 U ном Q A3 PA3 r A3 38 2 19 2 6.1 0.9 мВт 110 2 x A3 20.05 0.9 3 мВАр r A3 6.1 S A' 3 S A" 3 S A3 38 j19 0.9 j 3 38.9 j 22 мВА Мощность, поступающая в сеть с шин подстанции А в нормальном режиме: S A( норм) S A' 1 S A' 3 58.22 j35.76 38.9 j 22 97.1 j57.8 мВА Вычисляем второй этап расчета режима – определяем напряжения в узловых точках по заданному напряжению на шинах 7 подстанции (UA=121 кВ). расчет ведем без учета поперечной составляющей падений напряжения. Потери напряжения на участке А-1 и напряжение в точке 1: U A1 PA1 rA1 Q A1 x A1 58.22 2.44 35.76 8.02 3.5 кВ UA 121 U1 U A U A1 121 3.5 117.5 кВ Определяем потери напряжения на участке 1-2 и напряжение в точке 2: U 12 P12 r12 Q '12 x12 32.34 3.18 17.89 8.18 2.1 кВ U1 117.5 U 2 U1 U 21 117.5 2.1 115.4 кВ Потери напряжения на участке А-3 и напряжение в точке 3: U A3 P ' A3 rA3 Q ' A3 x A3 38.9 6.1 2.2 20.05 5.6 кВ UA 121 U 3 U A U A3 121 5.6 115.4 кВ U 2 Наибольшие потери напряжения в кольцевой сети в нормальном режиме имеют место от шин источника питания до точки потокораздела. В рассматриваемом случае напряжение в точках потокораздела активной (3) и реактивной мощностей оказались равными (U2=U3). Следовательно, наибольшую потерю напряжения в процентах определяем для любой из этих точек: U *нб ( норм) U A U3 U A3 100% 100% 4.63% UA UA 8 Список литературы. 1. Идельчик В.И. Электрические системы и сети. М. :Энергоатомиздат, 1989, 592 с. 2. Пособие к курсовому и дипломному проектированию /Под редакцией Блок В.М., М, :Высшая школа, 1990, 382 с. 3. Боровиков В.А., Косарев В.К., Ходот Г.А. Электрические сети энергетических систем. Л.:Энергия, 1977, 390 с. 4. Неклепаев В.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций. Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования. М. :Энергоатомиздат, 1989, 605 с. 5. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий. Электрооборудование и автоматизация /Под общей редакцией Федорова А.А. и Сербиновского Г.В. М. :Энергоатомиздат, 1981, 624 с. 9