РГР / ЭСиС ргр1
.docxАЛМАТИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ
Некоммерческое акционерное общество
Кафедра электрических станций, сетей и систем
РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА № 1
Дисциплина: Электрические сети и системы _
Специальность: 5В071800 – Электрэнергетика__________________ __
Выполнил: Камалбек Ж.Б. Группа: Эк 14-1
№ зачетной книжки:134243 ____________________________________
Принял: Сагындыкова Ж.Б.____________________________
_________________ «___» ________________________ 2017 г.
Подпись
Алматы, 2017
Содержание
1 Исходные данные……………………………………………………………….3
2 Схема замещения ЛЭП и трансформатора …………………………………....4
2.1 Расчет параметров ЛЭП…………………………………...………………….4
2.2 Расчет параметров трансформатора …………………………………...........5
3 Расчет потерь мощностей …………………………………...………………....5
3.1 Расчет потерь мощностей в трансформаторе……………………………….5
3.2 Расчет потерь мощностей в ЛЭП …………………………………................6
4 Расчет уровней напряжения в узловых точках ……………………………….7
5 Контрольные вопросы …………………………………...……………………..8
Заключение …………………………………...………………………………….11
Список литературы …………………………………...…………………………12
1 Исходные данные
Потребители понизительной подстанции, на которой установлен трехобмоточный трансформатор, получают электроэнергию по ВЛ длиной 90 км. Среднегеометрическое расстояние между проводами 4.5 м. Мощность потребителей подстанции на шинах среднего и низкого напряжения составляет соответственно 0,6 и 0,3 от номинальной мощности трансформатора и имеют одинаковые значения Tmax и cosφ.
Требуется:
а) составить схему замещения ЛЭП и схему замещения трансформатора. Параметры схем замещения определить расчетным путем;
б) определить потери мощности в элементах сети и уровни напряжения в узловых точках схемы замещения электропередачи.
Рисунок 1 – Расчетная схема сети
Таблица 1 – Исходные данные
Тип трансформатора |
n |
Марка провода |
D,м |
α |
β |
L, км |
cosφ |
Расположение фазных проводов |
АТДЦТН – 125000/220/110/10 |
2 |
АС-300/39 |
8 |
0,55 |
0,4 |
50 |
0,9 |
горизонтальное |
2 Схема замещения ЛЭП и трансформатора
Рисунок 2 – Схема замещения
2.1 Расчет параметров ЛЭП
Марка провода : АС-300/39;
Длина линии: 50 км;
r0=0,429 Ом/км;
Активное сопротивление ЛЭП:
Rл=(r0·L)/2=(0,429·50)/2=10,72 Ом,
где r0=0,429 Ом/км для данного провода
Среднее расстояние между проводами линии
Dср= м,
Индуктивное сопротивление ЛЭП:
x0==0,144·lg()+0,016/2=0,51 Ом/км
где радиус данного провода: rпр=Dпр/2=24/2=12мм=0,012 м
Xл=(x0·L)/2=(0,51·50)/2=25,41 Ом
Межпроводная проводимость ЛЭП:
b0===2,55·10-6 См/км
Bл=b0·L=2,55·10-6·50=1,27·10-4 См
2.2 Расчет параметров трансформатора АТДЦТН – 125000/220/110 :
Рисунок – 3 Схема замещения трансформатора
Sном =125 MBA, Uн.ВН=230 кВ, Uн.СН=121 кВ, Uн.НН=6,6 кВ,
Uк.ВС=11%, Uк.ВН=42%, Uк.СН=27%, Pх=80 кВт, Іх=0,5%
Для данного трансформатора:
UкВ=0,5· (Uк.ВС + Uк.ВН - Uк.СН)= 0,5·(11+42-27)=13%; UкС=0,5·( Uк.ВС + Uк.СН - Uк.ВН)= 0,5·(11+27-42)=-2%;
UкН=0,5·( Uк.ВН + Uк.СН - Uк.ВС)= 0,5·(42+27-11)=29%;
Индуктивное сопротивление обмоток трансформатора:
Xтр1===55,01 Ом;
Xтр2=0;
Xтр3===122,73 Ом;
Pк=105 кВт;
Іх=0,5%;
ΔPкВ = ΔPкС = ΔPкН =0,5 ΔPк(ВН) =0,5·105=52,5 кВт;
Rобщ=;
Рисунок – 3 Общая схема замещения
3 Расчет потерь мощностей
3.1 Расчет потерь мощностей в трансформаторе
R23=R34=R35=0,5·Rобщ=0,5·55,54 = 27,8 Ом;
Pтр=Sтр·cosφ=125000·0,9= 112,5 МВт
ΔQтр= Sтр·
P4 = Pтр ·α = 112,5·0,55 = 61,87 МВт;
Q4= Qтр·α = 54,48·0,55 = 29,96 МВАр;
P5 = Pтр ·β = 112,5·0,4 = 45 МВт;
Q5= Qтр· β = 54,48·0,4 = 21,79 МВАр;
Потери мощности во второй обмотке трансформатора:
ΔP34 = == 9,93 МВт;
ΔQ34 == 0;
ΔP35 = ==5,25 МВт;
ΔQ35 ===23,2 МВАр;
P3= ΔP34 + ΔP35 = 9,93+5,25 =15,18 МВт;
Q3 = ΔQ34 + ΔQ35 = 0+23,2 = 23,2 МВАр;
ΔP23 = == 1,61 МВт;
ΔQ23 === 3,19 МВАр;
P2= ΔP23 + P3 = 1,61+15,18 =16,79 МВт;
Q2 = ΔQ23 + Q3 = 3,19+23,2 =26,39 МВАр;
ΔP12 = == 0,19 МВт;
ΔQ12 === 1,88 МВАр;
4 Расчет уровней напряжения в узловых точках
;
=
==
=114,5кВ;
=
= =
=113,11 кВ;
=
==
= 110,669 кВ;
=
==
=83,62 кВ;
Контрольные вопросы
Вариант 1
-
Приведите порядок расчета районной сети по «данным конца».
Возможны четыре случая постановки задачи расчета линий.
Первый случай — известны напряжение и мощность в конце линии электропередачи U2 и S'2; требуется определить напряжение и мощность в начале линии U1 и S'1,
Второй случай — известны напряжение и мощность в начале линии U1 и S'1 требуется определить напряжение и мощность в конце линии U2 и S'2.
Третий случай — известны мощность в начале линии S'1 и напряжение в конце линии U2; требуется определить напряжение в начале линии U1 и мощность в конце линии S'2.
Четвертый случай — известны мощность в конце линии S'2 и напряжение в начале линии U1 требуется определить напряжение в конце линии U2 и мощность в начале линии S'1.
Каждый из этих случаев является характерным для практического решения задач о передаче мощности:
первый — от любой точки сети энергосистемы к потребителю с заданной мощностью, с установкой на передающем конце линии регулирующего напряжение линейного автотрансформатора;
второй — от электростанции в любую точку сети энергосистемы, с установкой на приемном конце линии линейного или силового автотрансформаторов, регулирующих напряжение в точке примыкания электропередачи к сети энергосистемы (т. е. на расчетном напряжении в первом случае и на вторичном напряжении во втором);
третий — от отдельной электростанции, связанной рассчитываемой электропередачей с сетью энергосистемы на приемном конце линии (при любом числе цепей);
четвертый — от любой точки сети энергосистемы с фиксированным уровнем напряжения к потребителю с заданной нагрузкой. Как правило, в этом, наиболее распространенном на практике случае расчет линий электропередачи ведут с учетом трансформаторов, устанавливаемых на приемных подстанциях.
Отметим, что два последних случая с заданными исходными величинами по разным концам линии приводятся в расчетном отношении к первым двум случаям, т. е. к расчету по данным конца линии или по данным начала линии, соответственно заданному исходному напряжению.
-
Как определяются потери мощности и энергии в трансформаторах и автотрансформаторах?
По обыкновению известные паспортные данные трансформаторов: DPк, DРх. х.,U К. , І х. х.
Для мощных силовых трансформаторов справедливые следующие соотношения
; ;
; ,
где DР м..ном и DQ г. ном – потери активной и реактивной мощности в обмотках (в меди) трансформатора за номинальной нагрузке; D Рс и DQc – потери активной и реактивной мощности в стали трансформатора.
Потери активной мощности в стали не зависят от нагрузки трансформатора, а потери в меди (в обмотках) прямо пропорциональные квадрату нагрузки:
;
.
Для n одинаковых, параллельно включенных трансформаторов
,
где S – суммарная нагрузка всех трансформаторов; Sном – номинальная мощность одного трансформатора.
Потери активной мощности в автотрансформаторах:
,
где ;
;
.
Потери энергии в трансформаторах определяются по выражению
где t = t1+t2+…+tn; S1, S2,…, Sn - нагрузка трансформатора в соответствующие периоду времени.
При n одинаковых параллельно включенных трансформаторах
,
где n1 и t1, n2 и t2 – соответственно число включенных трансформаторов и время самых больших потерь для отрезков времени t1 и t2.
Потери энергии в автотрансформаторах определяются по выражению
.
Заключение
В ходе выполнения данной работы я ознакомился с основными параметрами ЛЭП и трансформатора, научился считать потери мощностей на участках линии и узловые напряжения, приобрел навыки работы с технической литературой. Также определил потери мощности в элементах сети и уровни напряжения в узловых точках схемы замещения электропередачи. Использовал техническую литературу для определения некоторых данных, необходимых для расчетов.
Список литературы
-
Идельчик В. И. Электрические сети и системы.
-
Идельчик В. И. Справочник по проектированию электроэнергетических систем.
-
Справочник по проектированию электроэнергетических систем. (1985) Ред.: С.С. Рокотян, И.М. Шапиро
-
Сажин В. Н., Генбач Н. А. Электрические сети и системы. Методические указания к выполнению расчетно-графических работ для студентов специальности 5В071800 – электроэнергетика.