Расчёт параметров установившегося режима

РАСЧЁТ УСТАНОВИВШИХСЯ РЕЖИМОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ

Курсовая работа по дисциплине

«Математические задачи электроэнергетики»

 

Выполнил: студент группы ЭС-10-1

Вилков Юрий Александрович

Принял: к. т. н., доцент

Акишин Леонид Александрович

 

Курсовая работа защищена

с оценкой ___________________

 

Иркутск 2012 г.

Оглавление

 

Введение. 2

РАЗДЕЛ 1. РАСЧЁТ УСТАНОВИВШЕГОСЯ РЕЖИМА РАЗОМКНУТОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ МЕТОДОМ «В ДВА ЭТАПА». 2

1.1. Исходные данные. 2

1.2. Схема замещения. 2

1.3. Расчёт параметров установившегося режима. 2

1.3.1. Первая итерация. 2

1.3.2. Вторая итерация. 2

1.4. Баланс мощностей. 2

1.5. Карта установившегося режима. 2

РАЗДЕЛ 2. РАСЧЁТ УСТАНОВИВШЕГОСЯ РЕЖИМА КОЛЬЦЕВОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ МЕТОДОМ «В ДВА ЭТАПА». 2

2.1. Исходные данные. 2

2.2. Схема замещения. 2

2.3. Расчёт параметров установившегося режима. 2

2.4. Баланс мощностей. 2

2.5. Карта установившегося режима. 2

Литература. 2

 

 

 

Введение

 

Одним из важных этапов решения электроэнергетических задач является расчёт установившихся (стационарных) режимов электрических сетей. Целью расчёта установившегося режима (физического состояния) электрической сети является определение электрических параметров состояния: напряжений в узлах, электрических токов и потоков мощности по ветвям, потерь мощности в сети и пр. Результаты таких расчётов позволяют выяснить:

1) осуществим ли данный режим электрической сети, т. е. возможна ли передача требуемой мощности от источников электрической энергии к потребителям;

2) находятся ли в заданных (допустимых) пределах напряжения в узлах;

3) допустимы ли токовые нагрузки элементов электрических сетей в нормальных и послеаварийных режимах.

Наряду с решением перечисленных вопросов расчёты установившихся режимов электрических сетей необходимо проводить при исследовании условий работы электрических систем в переходных, послеаварийных режимах, решении задач оперативной оценки текущих состояний и управления ими, оптимизации краткосрочных и долгосрочных режимов, при оценке и планировании потерь электроэнергии и ряде других задач эксплуатации, развития и проектирования электрических систем. По оценке доля расчётов установившихся режимов в расчётной практике составляет до 80 %.

Расчёт установившегося режима электрических сетей сводится к решению нелинейных уравнений, описывающих режим. Основой для такого описания состояния электрических сетей являются законы Кирхгофа и Ома, связывающие токи и напряжения в электрической сети через её параметры.

Для построения алгоритмов расчёта параметров установившихся режимов используются узловые и контурные уравнения. Наиболее применимы в указанной задаче уравнения узловых напряжений как наиболее удобные для реализации на ЭВМ. Уравнения узловых напряжений записывают в форме баланса токов и баланса мощностей.

В двух разделах данной курсовой работы применяется «ручной» приближённый метод расчёта электрических сетей – метод «в два этапа». В первом разделе с его помощью рассчитан установившийся режим разомкнутой электрической сети, во втором разделе – кольцевой сети. Знание данного итерационного метода даёт возможность глубже понимать физический процесс, происходящий в сети, устанавливать взаимосвязь режимных и схемных параметров между собой и принимать правильные решения при управлении режимами в результате их анализа.

РАЗДЕЛ 1. РАСЧЁТ УСТАНОВИВШЕГОСЯ РЕЖИМА РАЗОМКНУТОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ МЕТОДОМ «В ДВА ЭТАПА»

Исходные данные

Электрическая схема цепи:

Схема замещения

Для линии 120 кВ составляем схему замещения без учёта потерь активной мощности на корону (то есть без активных поперечных проводимостей в схемах замещения линий).

Для «ручных» расчётов составляем упрощенную схему замещения и вычисляем все её параметры по известным формулам.

Линия 1:

Линия 2

Подстанция ПС 1:

Подстанция ПС 2:

Далее ведем расчет потерь мощности в поперечных проводимостях линий и подстанций:

 

Расчёт параметров установившегося режима

Первая итерация

Для нахождения напряжений в узлах зададимся нулевыми приближениями и точностью вычислений .

 

Первый этап:

Определяем потоки и потери мощности в элементах схемы замещения, последовательно перемещаясь от конца разомкнутой сети (от нагрузок подстанций) к её началу (к электростанции).

Второй этап:

Определяем напряжения в узлах и падения напряжения в элементах схемы замещения при перемещении от начала сети (от электростанции с её известным базисным напряжением) к её концу (к нагрузкам).

Проверяем условия окончания:

;

;

;

.

Ни одно из условий окончания не выполняется. Делаем вторую итерацию.

 

Вторая итерация

 

Вернёмся к исходной схеме замещения и рассчитаем зарядные мощности линий и потери мощности в стали по точным формулам, используя уже вычисленные напряжения в узлах:

 

Первый этап:

 

 

Второй этап:

Проверяем условия окончания:

;

;

;

.

Ни одно из условий окончания не выполняется. Нужно делать третью итерацию, но по указанию преподавателя прерываем итерационный процесс. Условно принимаем полученные значения параметров УР за действительные и наносим их на карту режима.

 

Баланс мощностей

 

Баланс по активной мощности:

;

;

Баланс по реактивной мощности:

;

;

 

Суммарные показатели установившегося режима	Мощность
активная, МВт	реактивная, Мвар
Генерация	80,85	43,1
Нагрузка
Потери	0,85(1,06%)	15,186(30,37%)
Зарядная мощность	–	22,086

 

Подсчитаем относительные потери (в процентах) активной и реактивной мощности в сети: