Для схемы сети с кольцевым участком

СОЗДАНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ ДЛЯ РАСЧЕТА УСТАНОВИВШИХСЯ РЕЖИМОВ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ

Методические указания к лабораторной работе №1

по дисциплине «Электроэнергетические системы и сети»

 

Иваново 2015

 

Составители: О. А. Бушуева

Т. Ю. Мингалева

 

Редактор А. И. Кулешов

 

Методические указания рассматривают вопросы создания информационных моделей для проведения расчетов установившихся режимов электроэнергетических систем с применением программного комплекса «Энергия УР».

Утверждены цикловой методической комиссией ЭЭФ

 

Рецензент

кафедра электрических систем ФГБОУВПО «Ивановский госу-дарственный энергетический университет имени В.И. Ленина».

 

СОЗДАНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ ДЛЯ РАСЧЕТА УСТАНОВИВШИХСЯ РЕЖИМОВ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ

Методические указания к лабораторной работе для студентов, обучающихся по направлению

«Электроэнергетика и электротехника»

 

 

Составители: Бушуева Ольга Александровна

Мингалева Татьяна Юрьевна

 

Редактор

 

Подписано в печать Формат 60х84 1/16

Печать плоская. Усл. печ. л. Тираж 200 экз. Заказ

 

ФГБОУВПО «Ивановский государственный

энергетический университет имени В.И. Ленина».

Отпечатано в УИУНЛ ИГЭУ

153003, г. Иваново, ул. Рабфаковская, 34

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 1. СОДЕРЖАНИЕ ЗАДАНИЯ
2. СОЗДАНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ ЭЛЕМЕНТОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ 3. СОЗДАНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ ДЛЯ РАСЧЕТА НОРМАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ 4. СОЗДАНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ ДЛЯ РАСЧЕТА 5. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА ПО РАБОТЕ   6. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
7. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ   ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Моделирование ЭЭС и их элементов в расчетах УР
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Примеры задания исходных данных информационных моделей.
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Схемы информационных моделей электрических сетей

ВВЕДЕНИЕ

 

На кафедре «Электрические системы» разработан программный комплекс «Энергия УР», который позволяет проводить расчеты установившихся режимов (УР) электроэнергетических систем и сетей

Для проведения расчетов необходимо иметь исходную информацию об электрической сети, которая отражает ее топологию и параметры ее элементов, то есть информационную модель электрической сети (расчетную схему замещения сети).

Схемы электрических сетей различаются по конфигурации, по назначению, по номинальному напряжению и могут содержать значительное количество элементов.

Каждый элемент сети: линия электропередачи трансформатор, потребитель электроэнергии (электрическая нагрузка), устройства компенсации реактивной мощности (УКРМ) и др. должен быть представлен своей моделью с определенными параметрами.

Важной характеристикой схемы замещения электрической сети является ее объем, который характеризуется числом узлов и ветвей.

Передача электроэнергии в сеть осуществляется от источников питания, которыми могут быть электрические станции или шины крупных подстанций. Информация об источниках питания должна быть также отражена в информационной модели.

Цель работы –создание информационных моделей (расчетных схем замещения) электрических сетей, отражающих их топологию с указанием параметров сети, для проведения расчетов режимов с использованием программного комплекса «Энергия УР».

Лабораторная работа выполняется при изучении дисциплины «Электроэнергетические системы и сети» и предназначена для студентов, обучающихся по направлению «Электроэнергетика и электротехника».

 

СОДЕРЖАНИЕ ЗАДАНИЯ

1. Ознакомиться с теоретической частью работы (Приложение1).

2. Создать информационные модели (ИМ) отдельных элементов электрической сети с указанием их параметров на схемах (Рис. 2.1 ─ 2.18).

 

3. Создать информационные модели электрической сети района нагрузок для расчета нормальных УР с указанием параметров элементов схемы (Рис.2.19 - 2.20).

4. Создать информационные модели электрической сети для расчетов послеаварийных режимов. Внести изменения в схемы (отключение и включение отдельных элементов)

5. Создать информационную модель участка электроэнергетической системы для расчета УР (Рис. 21).

2. СОЗДАНИЕ МОДЕЛЕЙ ЭЛЕМЕНТОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

СЕТЕЙ

2.1. Создать ИМ одноцепной ЛЭП (рис.2.1,а) с , маркой провода АС – 95/16, длиной присоединенной к ЭЭС (БУ).

Порядок задания исходной информации по БУ и ветви 1–2 для создания информационной модели приведен в приложении П2.1.

После задания исходных данных схема одноцепной ЛЭП в ПК «Энергия УР» будет иметь вид: рис. 2.1 б).

 

 

а)

Рис.2.1. Схема одноцепной ЛЭП (начало):

а) принципиальная схема

б)

Рис.2.1. Схема одноцепной ЛЭП (окончание):

б) схема в программе «Энергия УР»

2.2. Создать ИМ двухцепной ЛЭП, с параметрами: , маркой провода АС -240/32, длиной присоединенной к источнику питания (рис.2.2,а).

Порядок задания исходной информации по ветви 3–4 для создания ИМ приведен в приложении П2.1.

После задания исходных данных схема двухцепной ЛЭП будет иметь вид: рис. 2.2 б).

 

а)

б)

Рис. 2.2. Схема двухцепной ЛЭП:

а) принципиальная схема;

б) схема в программе «Энергия УР»

2.3. Создать ИМ однотрансформаторной подстанции с трансформатором ТДН – 16000/110/10 с параметрами:

Порядок задания исходной информации ветви 5–6 для создания информационной модели приведен в приложении П2.2.

После задания исходных данных исследуемая схема будет иметь вид: рис. 2.3 б).

 

а) б)

 

Рис. 2.3. Схема однотрансформаторной подстанции:

а) принципиальная схема;

б) схема в программе «Энергия УР»

2.4. Создать ИМ двухтрансформаторной подстанции с трансформаторами ТДН – 16000/110/10 с параметрами:

Порядок задания исходной информации по ветвям 7–8 и 7-9 для создания информационной модели приведен в приложении П2.2.

После задания исходных данных исследуемая схема будет иметь вид схемы рис. 2.4 б).

а) б)

Рис. 2.4. Схема двухтрансформаторной подстанции:

а) принципиальная схема;

б) схема в программе «Энергия УР»

 

2.5. Создать ИМ двухтрансформаторной подстанции с трансформаторами ТРДН – 25000/110/10 с параметрами: Режим работы трансформаторов: Т1 и Т2 – параллельная работа, обмотки Н и Н – параллельная работа.

Порядок задания исходной информации по ветвям 10–11 и 10–12 для создания информационной модели приведен в приложении П2.2.

После задания исходных данных исследуемая схема будет иметь вид: рис. 2.5 б)

а)

 

б)

Рис. 2.5. Схема двухтрансформаторной подстанции:

а) принципиальная схема;

б) схема в программе «Энергия УР»

2.6. Создать ИМ двухтрансформаторной подстанции с трансформаторами ТРДН – 25000/110/10 с параметрами: Режим работы трансформаторов: Т1 и Т2 – раздельная работа, обмотки Н и Н – параллельная работа

Порядок задания исходной информации по ветвям 10–11 и 10–12 для создания информационной модели приведен в приложении П2.2.

После задания исходных данных исследуемая схема будет иметь вид рис. 2.6 б).

 

 

а)

 

б)

Рис.2.6. Схема двухтрансформаторной подстанции:

а) принципиальная схема;

б) схема в программе «Энергия УР»

2.7. Создать ИМ двухтрансформаторной подстанции с трансформаторами ТРДН – 25000/110/10 с параметрами: . Режим работы трансформаторов: Т1 и Т2 – раздельная работа, обмотки Н и Н – раздельная работа

Порядок задания исходной информации по ветвям 10–11, 10–13, 10–12, 10–14 для создания информационной модели приведен в приложении П2.2.

После задания исходных данных исследуемая схема будет иметь вид: рис. 2.7 б).

 

а)

 

б)

Рис.2.7. Схема двухтрансформаторной подстанции:

а) принципиальная схема;

б) схема в программе «Энергия УР»

2.8 Создать ИМ двухтрансформаторной подстанции с трансформаторами ТРДН – 25000/110/10 с параметрами: . Режим работы трансформаторов: Т1 и Т2 – параллельная работа, обмотки Н и Н – раздельная работа.

 

а)

 

б)

Рис.2.8. Схема двухтрансформаторной подстанции:

а) принципиальная схема;

б) схема в программе «Энергия УР»

 

Порядок задания исходной информации по ветвям 10–11, 10–13, 10–12, 10–14 для создания информационной модели приведен в приложении П2.2.

После задания исходных данных исследуемая схема будет иметь вид: рис. 2.8 б).

 

2.9. Создать ИМ двухтрансформаторной подстанции с трансформаторами АТДЦТН–125000/220/110/10 с параметрами: Режим работы трансформаторов: Т1 и Т2 – на среднем (СН) и низшем (НН) напряжениях - параллельная работа.

Порядок задания исходной информации по ветвям 15–16, 15–17, 15–18, 10–94 для создания информационной модели приведен в приложении П2.2.

После задания исходных данных исследуемая схема будет иметь вид: рис. 2.9 б).

 

а)

Рис. 2.9. Схема двухтрансформаторной подстанции (начало):

а) принципиальная схема

 

б)

 

Рис. 2.9. Схема двухтрансформаторной подстанции (окончание):

б) схема в программе «Энергия УР»

 

2.10. Создать ИМ двухтрансформаторной подстанции с трехобмоточными трансформаторами ТДТН-–40000/110/35/10 с параметрами: Режим работы трансформаторов: Т1 и Т2 – на среднем (СН) и низшем (НН) напряжениях – параллельная работа.

Порядок задания исходной информации по ветвям 20–21, 20–22, 20–23, 20–24 для создания информационной модели приведен в приложении П2.2.

После задания исходных данных исследуемая схема будет иметь вид: рис. 2.10 б).

 

а)

б)

Рис. 2.10. Схема двухтрансформаторной подстанции:

а) принципиальная схема;

б) схема в программе «Энергия УР»

2.11. Создать ИМ нагрузки подстанции (рис.2.3) на напряжении 10 кВ, заданной мощностями

Порядок задания исходной информации по узлу 6 для создания информационной модели приведен в приложении П2.3.

После задания исходных данных исследуемая схема будет иметь вид: рис. 2.11 б).

а) б)

Рис.2.11 Схема нагрузки однотрансформаторной подстанции:

а) принципиальная схема;

б) схема в программе «Энергия УР»

2.12. Создать ИМ нагрузок подстанции ( рис. 2.9):

- на напряжении 110 кВ, нагрузка составляет: ;

- на напряжении 10 кВ, нагрузка составляет: .

Порядок задания исходной информации по узлам 16, 17, 18, 19 для создания информационной модели приведен в приложении П2.3.

После задания исходных данных исследуемая схема будет иметь вид: рис. 2.12 б).

а)

б)

Рис.2.12. Схема нагрузок двухтрансформаторной подстанции:

а) принципиальная схема;

б) схема в программе «Энергия УР»

2.13. Создать ИМ устройства компенсации реактивной мощности (УКРМ) типа батареи конденсаторов (БК) с мощностью ,

- задать БК мощностью;

- задать БК объектом (сопротивлением, проводимостью).

Порядок задания исходной информации по узлу 6 для создания информационной модели и выбора типа БК приведен в приложении П2.4

После задания исходных данных исследуемая схема будет иметь вид: рис. 2.12 б), в).

а

б) в)

Рис.2.13. Схема включения БК:

а) принципиальная схема;

б), в) схемы в программе «Энергия УР»

 

2.14. Создать ИМ УКРМ типа статического тиристорного компенсатора (СТК) мощностью 200 МВар,

- режим работы СТК - генерация реактивной мощности;

- режим работы СТК - потребление реактивной мощности.

Порядок задания исходной информации по узлу 18 для создания информационной модели приведен в приложении П2.4.

После задания исходных данных исследуемая схема будет иметь вид: рис. 2.14 б), в).

а)

б) в)

Рис..2.14 Схема включения СТК:

а) принципиальная схема;

б), в) схемы в программе «Энергия УР»

2.15. Создать ИМ УКРМ типа управляемого шунтирующего реактора (УШР) мощностью 180 Мвар, Uн =110 кВ.

- задать УШР мощностью;

- задать УШР объектом

Порядок задания исходной информации по УШР для создания информационной модели приведен в приложении П2.4.

После задания исходных данных исследуемая схема будет иметь вид: рис. 2.15 б), в).

а)

б) в)

Рис.2.15. Схема включения УШР:

а) принципиальная схема;

б), в) схемы в программе «Энергия УР»

2.16. Создать ИМ УКРМ типа синхронного компенсатора компенсатора (СК) мощностью 10 МВар,

- режим работы СК -генерация реактивной мощности;

- режим работы СК - потребление реактивной мощности.

Порядок задания исходной информации по узлу 18 для создания информационной модели приведен в приложении П2.4.

После задания исходных данных исследуемая схема будет иметь вид: рис. 2.15 б), в).

а)

б) в)

 

Рис.2.16. Схема включения СК:

а) принципиальная схема;

б), в) схемы в программе «Энергия УР»

2.17. Создать ИМ двухтрансформаторной подстанции с автотрансформаторами ( рис.2.9) с линейными регулировочными трансформаторами (ЛР) ЛТМН-16000/10 с параметрами:

Порядок задания исходной информации по ветвям 13–16 и 14–17 для создания информационной модели приведен в приложении П2.5.

После задания исходных данных исследуемая схема будет иметь вид: рис. 2.17 б).

а)

б)

Рис.2.17. Схема включения ЛР:

а) принципиальная схема;

б) схемы в программе «Энергия УР»

2.18. Создать ИМ электрической станции с генераторами или шины подстанции напряжением 220 кВ, принятые балансирующим узлом сети.

После задания исходных данных исследуемая схема будет выглядеть в соответствии со схемами на рис. 2.18 б).

Порядок задания исходной информации по узлу 3 для создания информационной модели приведен в приложении П2.1.

 

а)

б)

Рис.2.18 – Схема включения Источника питания:

а) принципиальная схема;

б) схемы в программе «Энергия УР»

 

3. СОЗДАНИЕ ИМ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ ДЛЯ РАСЧЕТА НОРМАЛЬНЫХРЕЖИМОВ

3.1. Создать ИМ электрической сети рис. П3.1. (подготовить исходную информацию для расчета режима). Исходные данные по длинам и маркам проводов ЛЭП, трансформаторам и мощностям нагрузок подстанций приведены в табл. 3.1 – 3.5.

Порядок задания исходных данных для расчета УР:

- информация о БУ ( );

- информация об узлах схемы;

- информация о ветвях схемы.

Полученную ИМ схемы (рис. П3.2) представить в отчете по работе.

3.2. Создать ИМ электрической сети рис. П3.3. (подготовить исходную информацию для расчета режима).

Исходные данные по длинам и маркам проводов ЛЭП, трансформаторам и мощностям нагрузок подстанций приведены в табл. 3.1 – 3.5.

Порядок задания исходных данных для расчета УР

- информация о БУ ;

- информация об узлах схемы;

- информация о ветвях схемы.

Полученную ИМ схемы (рис. П3.4) представить в отчете по работе.

 

Таблица 3.1. Данные по трансформаторам подстанций

Параметры	Трансформаторы
Т1	Т2	Т3	Т4
Тип	ТРДН-40000/110	АТДЦТН-125000/220/110	ТРДН-25000/110	ТДН-16000/110
	–		–	–
	10,5		10,5

 

Продолжение табл. 3.1

Параметры	Трансформаторы
Т1	Т2	Т3	Т4
Тип	ТРДН-40000/110	АТДЦТН-125000/220/110	ТРДН-25000/110	ТДН-16000/110
		–
	–		–	–
	10,5		10,5	10,5
	–		–	–
	0,65	0,5	0,7	0,7
	1,4	0,52	2,54	4,38
	34,7		55,9	86,7
	–	0,52	–	–
	–		–	–
	–	3,2	–	–
	–		–	–
РПН

Таблица 3.2. Параметры воздушных линий электропередачи для радиальной схемы сети

Параметры ВЛ	Наименование ВЛ
Л А2	Л 21	Л 13	Л 14
Марка и сечение провода	АС-240/32	АС-120/19	АС-120/19	АС-120/19
Диаметр	21,6	15,2	15,2	15,2
	0,118	0,244	0,244	0,244

 

 

Таблица 3.3. Параметры воздушных линий электропередачи

для схемы сети с кольцевым участком

Параметры ВЛ	Наименование ВЛ
Л А2	Л 21	Л 13	Л 14	Л 34
Марка и сечение провода	АС-240/32	АС-120/19	АС-120/19	АС-120/19	АС-70/11
Диаметр	21,6	15,2	15,2	15,2	11,4
	0,118	0,244	0,244	0,244	0,422

 

Таблица 3.4. Длина линий электропередачи для радиальной схемы сети

Вариант	Наименование ВЛ
Л А2	Л 21	Л 13	Л 14

 

Таблица 3.5. Длина линий электропередачи для схемы сети

С кольцевым участком

Вариант	Наименование ВЛ
Л А2	Л 21	Л 13	Л 14	Л 34

 

 

Таблица 3.6. Данные по нагрузкам подстанций

Вариант
Нагрузки