6. Расчет параметров элементов системы внутризаводского электроснабжения для моделирования средствами Matlab/Simulink.
Под установившимся режимом электрической сети понимается такой нормальный или послеаварийный режим, в котором токи, напряжения и мощности в ее элементах принимаются неизменными. Расчет установившегося режима подразумевает определение этих токов, напряжений и мощностей, которые характеризуют режим электрической сети называются параметрами режима.
Целями и задачами расчета установившегося режима электрической сети являются:
- проверка допустимости параметров режима для элементов сети, в частности проверка допустимости величин напряжений по условиям работы изоляции, величин токов − по условиям нагрева проводов, величин мощностей − по условиям работы источников активной и реактивной мощности;
- оценка качества электроэнергии путем сравнения отклонений напряжений в сети с допустимыми отклонениями напряжений от номинальных значений;
- определение экономичности режима по величинам потерь мощности и электроэнергии в электрической сети.
Исходными данными для расчета установившегося режима электрической сети являются:
- принципиальная схема электрической сети, характеризующая взаимную связь между отдельными ее элементами;
- расчетная схема замещения электрической сети, состоящая из схем замещения отдельных элементов, т.е. из сопротивлений, проводимостей, коэффициентов трансформации, называемых параметрами схемы замещения электрической сети;
- значения активных и реактивных мощностей в узлах нагрузки;
- значения активных и реактивных мощностей источников питания, кроме одного, называемого балансирующим по мощности и покрывающим небаланс между вырабатываемой и потребляемой в ЭЭС мощностями;
- значение напряжения в одном из узлов электрической сети, называемом базисным узлом по напряжению.
Для моделирования расчета и моделирования установившихся режимов системы внутризаводского электроснабжения средствами Matlab/Simulink, участка системы электроснабжения завода, от источника питания до нагрузки самого большого по мощности цеха, включая нагрузку всех потребителей завода на 6кВ, предварительно произведём расчет параметров элементов схемы замещения системы внутризаводского электроснабжения данного участка:
1. Питание моделируемой сети осуществляется от сбалансированного трехфазного источника напряжения с внутренним импедансом RL с помощью блока Three-Phase Source. Все необходимые для внесения в параметры данного блока данные у нас имеются из предыдущих расчётов [16].
2. Питающая линия на 110 кВ от источника до ПГВ выполнена проводом АС - 150/24.
Определим параметры линии для её моделирования блоком Series RLС Branch:
По
каталожным данным находим r0
=
Ом/км; x0
=
Ом/км.
Найдём активное и реактивное сопротивления:
(2.2)
где
– удельное
активное сопротивление данного провода,
по его техническим характеристикам,
,
L
– длинна провода, км., 3 – количество
проводов в питающей линии, шт.
(2.3)
где
– удельное
реактивное сопротивление данного
провода, по его техническим характеристикам,
.
Определим индуктивность, в питающей завод линиии электропередач:
(2.4)
3. Линия 110 кВ запитывает трансформатор ТРДН-63000/110/6 (Sном = 63 MBA; Uвн = 115 кВ; Uнн = 6,3 кВ; Pхх = 46 кВт; Ркз = 245 кВт; Uкз = 10,5 %; Iхх = 0,25 %; с регулировкой напряжения под нагрузкой (пределы регулирования ± 16×9 %), с регулировкой напряжения под нагрузкой (РПН) и делаем его проверку на эксплуатационную перегрузку.
Произведем расчет данных необходимых для внесения в параметры блока Three-Phase Transformer (Two Windings) с помощью которого мы будем имитировать трехфазный двух обмоточный силовой трансформатора типа ТРДН-63000/110/ со схемой соединения обмоток Y/∆ [17], на нашей схеме.
В каталожных данных номинальные напряжения Uвн, Uнн обмоток являются линейными величинами, значения мощностей Sном, Pкз и Pхх приводятся как суммарные для трех фаз. Для расчета схемы замещения трехфазного трансформатора должны использоваться фазные величины.
Соотношения по определению активного и индуктивного сопротивлений ветви намагничивания вытекают из принятой схемы замещения трансформатора. Следует отметить, что в о. е. индуктивность и индуктивное сопротивление имеют одинаковое значение.
Активное сопротивление первичной и вторичной обмоток трансформатора:
(2.5)
Индуктивность первичной и вторичной обмоток трансформатора:
(2.6)
Активное сопротивление ветви намагничивания:
(2.7)
Индуктивность ветви намагничивания:
(2.8)
4. От ПГВ запитана 6кВ нагрузка, подвод питания к ней выполнен проводами 3×АВВГ 1х70 и 3×АВВГ 1х35.
Определим параметры линии для её для моделирования блоком Series RLС Branch:
По
каталожным данным находим r0
=
Ом/км;
x0
=
Ом/км,
для провода АВВГ
1х70.
Найдём активное и реактивное сопротивления:
Определим индуктивность:
По
каталожным данным находим r0
=
Ом/км; x0
=
Ом/км,
для провода АВВГ
1х35.
Найдём активное и реактивное сопротивления:
Определим индуктивность:
Суммируя полученные расчётные данные найдем данные для внесения в моделируемый блок кабельных линий нагрузки 6 кВ:
5. Потребителей 6кВ на схеме будем эмитировать с помощью блока Three-Phase Parallel RLC Load. Все необходимые для внесения в параметры данного блока данные у нас имеются из предыдущих расчётов.
6. От ПГВ запитан цех на плане № – 2 (Блок цехов № 1), подвод питания к ней выполнен проводами 3×АВВГ 1х70 в виде трёх разных линий, т.к. в цеху установлено три КТП.
Определим параметры линии для её моделирования блоком Series RLС Branch:
По каталожным данным находим r0 = Ом/км; x0 = Ом/км, для провода АВВГ 1х70.
Найдём активное и реактивное сопротивления:
Определим индуктивность:
7. Линии 6 кВ выполненные проводами 3×АВВГ 1х70 запитывают цех на плане № – 2 (Блок цехов № 1), в котором установлено три двух трансформаторную подстанцию типа 2КТП-СЭЩ-П-2500/6/0.4 укомплектованных силовыми масляными трансформаторами герметичного исполнения ТМГ-СЭЩ-12 2500/6 У3 (Sном = 2500 кBA; Uвн = 6,3 кВ; Uнн = 0,4 кВ; Pхх = 580 Вт; Ркз = 3700 Вт; Uкз = 4,5 %; Iхх = 1,9 %.
Произведем расчет данных необходимых для внесения в параметры блока Three-Phase Transformer (Two Windings) с помощью которого мы будем имитировать трехфазный двух обмоточный силовой трансформатора типа ТМГ-СЭЩ-12 2500/6 У3 со схемой соединения обмоток ∆/Yн11, на нашей схеме.
Активное сопротивление первичной и вторичной обмоток трансформатора:
Индуктивность первичной и вторичной обмоток трансформатора:
Активное сопротивление ветви намагничивания:
Индуктивность ветви намагничивания:
8. Потребителей 0,4 кВ цеха на плане № – 2 (Блок цехов № 1), на схеме будем эмитировать с помощью блока Three-Phase Parallel RLC Load. Все необходимые для внесения в параметры данного блока данные у нас имеются из предыдущих расчётов.
На этом расчет параметров элементов системы внутризаводского электроснабжения для моделирования средствами Matlab/Simulink окончен.