Порядок выполнения работы Построение графиков нагрузки

1. Построить в среде MS Excelс помощьюМастера диаграммграфики электрических нагрузок потребителей по заданным значениям.

2. Определить основные параметры графиков нагрузки:

• среднее значение;

• среднеквадратическое (эффективное) значение;

• дисперсию;

• среднеквадратическое отклонение;

• коэффициент формы;

• коэффициент заполнения;

• коэффициент равномерности.

Построение схемы электрической сети

1. Ознакомится с основными элементами электрической схемы (нажать кнопку на панели инструментов (ПИ) Show or hide the Symbol Window).

2. Вставить узлы схемы (нажать кнопку на ПИ Insert Node).В появившемся диалоговом окне указать название узла (Name), номинальное напряжение узла (Un, kV) и частоту (f, Hz).

3. Нарисовать линию электропередачи, связывающую узлы (нажать кнопку на ПИ Insert Line). В диалоговом окне задать название линии(Name), длину линии (Length, km), погонные параметры (R(1), X(1)) и их размерность (Ohm/km), длительно допустимый ток (Ir max).

4. Установить трансформаторы (окно элементов n-Ports/Nodes-, 2W-Transformer), указать имя трансформатора (Name), напряжение ВН и НН (Ur1, kV; Ur2, kV), мощность трансформатора (Sr, MVA) и напряжение короткого замыкания (Ukr(1), %), потери короткого замыкания (URr(1), %) в процентах от номинальной мощности трансформатора (Sr, MVA).

5. Подключить нагрузку (окно элементов 1-Ports-, Load), указать имя нагрузки (Name), указать тип нагрузки (LF-Type), задать активную и реактивную мощность (P, kW, Q, kVar).

6. Подключить питающий узел – фидер (окно элементов 1-Port, Feeder), указать имя фидера (Name).

Ввод графиков электрической нагрузки

1. Открыть окно задания параметров нагрузки (Load), перейти в окно ввода графиков нагрузки (кнопкаDefine scaling factors, вкладкаScaling factors), задать имя нагрузки (кнопкаNew).

2. Перейти в режим ввода суточного графика (вкладка Day by Hours), задать имя графика (кнопкаNew), ввести значения графика (полеEdit behavior). Число ступеней графика задается с помощью кнопкиInsert items.

3. Вернуться в окно ввода графиков нагрузки (вкладка Scaling factors), указать для нагрузки заданный ранее график (позицияDay by Hours, кнопкаSelect).

4. Вернуться в окно задания параметров нагрузки (Load), вставить график нагрузки (кнопкаInsert).

Анализ режимов электропотребления Расчет исходного установившегося режима

1. Выбрать модуль расчета (Load Flow)

2. Установить допустимый диапазон изменения напряжения (кнопка панели инструментов Parameters, вкладкаReferences)

3. Произвести расчет (кнопка панели инструментов Calculate)

Расчет режима с учетом графиков электрической нагрузки потребителей

В ходе расчета решаются следующие задачи:

• Расчет режима на суточном интервале времени с учетом заданных графиков электрической нагрузки;

• Расчет режима для случая максимальных нагрузок суточного интервала;

• Анализ допустимости рассчитанного режима для максимальных нагрузок. Выбор и проведение мероприятий по вводу режима в допустимую область:

  • Изменение коэффициентов трансформации силовых трансформаторов;

  • Изменение сечений проводов линий электропередачи;

  • Изменение конфигурации схемы электрической сети.

Порядок проведения расчета

1. Выбрать модуль расчета режима с учетом графиков нагрузки (Load Flow with Loads Profiles).

2. В окне Parameters задать:

• Указать, расчет производится для заданного момента времени (1 Load flow calculation) или для временного промежутка (Load flow time simulation);

• Указать рассчитываем параметры режима (вкладка Options): потери мощности и энергии в сети (MW losses, Energy losses), напряжения в узлах (U), активная и реактивная мощности, ток, загрузка линий (P, Q, I, Loading), отпайка РПН и ПБВ трансформаторов (Tap).

Произвести расчет (кнопка панели инструментовCalculate или операцияAnalysis – Load Flow with Loads Profiles –Calculation)

Просмотр результатов (кнопка панели инструментов Grid Resultsили операцияAnalysis – Load Flow with Loads Profiles – Summary)

Построение диаграмм и графиков (кнопка панели инструментовChart Resultsили операцияAnalysis – Load Flow with Loads Profiles –Results Charts)

• Выбрать тип графика: временная зависимость (Time Behavior), диапазон значений (Value Range);

• Выбрать параметр (Variable to be Displayed).

Порядок изменения коэффициента трансформации

1. Открыть окно задания параметров трансформатора, перейти в окно устройства регулирования (вкладка Regulation);

2. Установить номинальную, максимальную и минимальную отпайки (Tap r, Tap max, Tap min), ступень регулирования (Delta U) и действующую отпайку (Tap act).

Отчет

Сформировать отчет по выполненной работе:

• исходная схема электрической сети;

• результаты расчета исходного режима;

• графики электрической нагрузки и их параметры;

• результаты расчета режима для суточного интервала времени;

• результаты расчета режима для времени максимума нагрузок;

• описание мероприятия по вводу режима в допустимую область и результаты его применения;

• выводы по работе.

Контрольные вопросы

1. Пояснить принципы построения схем электропитания объектов.

2. Перечислить и привести характеристику основных классов напряжения питающих сетей?

3. Что такое график электрической нагрузки потребителей? Перечислить основные виды графиков.

4. Привести параметры графиков нагрузки потребителей.

5. Пояснить особенности основных видов графиков нагрузки энергосистем?

6. Привести параметры суточного графика нагрузки энергосистемы.

Лабораторная работа №2

Компенсация реактивной мощности

Основные сведения

Постановка задачи компенсации реактивной мощности

Активную мощность электрической сети получают от генераторов электрических станций, которые являются единственным источником активной мощности. В отличие от активной мощности реактивная мощность может генерироваться не только генераторами, но и компенсирующими устройствами (КУ) – конденсаторами, синхронными компенсаторами или статическими источниками реактивной мощности (ИРМ), которые можно установить на подстанциях электрической сети. При номинальной нагрузке генераторы вырабатывают лишь около 60 % требуемой реактивной мощности, 20 % генерируется в ЛЭП с напряжением выше 110 кВ, 20% вырабатывают компенсирующие устройства, расположенные на подстанциях или непосредственно у потребителя.

Проблема компенсации реактивной мощности в электрических системах страны имеет большое значение по следующим причинам:

1. в промышленном производстве наблюдается опережающий рост потребления реактивной мощности по сравнению с активной;

2. в городских электрических сетях возросло потребление реактивной мощности, обусловленное ростом бытовых нагрузок;

3. увеличивается потребление реактивной мощности в сельских электрических сетях.

Компенсация реактивной мощности, как всякое важное техническое мероприятие, может применяться для нескольких различных целей. Во-первых, компенсация реактивной мощности необходима по условию баланса реактивной мощности. Во-вторых, установка компенсирующих устройств применяется для снижения потерь электрической энергии в сети. И, наконец, в-третьих, компенсирующие устройства применяются для регулирования напряжения.

Для уменьшения перетоков реактивной мощности по линиям и трансформаторам источники реактивной мощности должны размещаться вблизи мест ее потребления. При этом передающие элементы сети разгружаются по реактивной мощности, чем достигается снижение потерь активной мощности и напряжения. При этом уменьшаются потери мощности и потери напряжения в линии:

;

.