Расчет параметров установившегося режима электрической сети методом Зейделя
Схемы замещения современных сложных электроэнергетических систем. Определение активных и индуктивных сопротивлений, емкостных и зарядных мощностей. Намагничивающая мощность и ток холостого хода. Собственные проводимости узлов. Составляющие задающих токов.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 26.05.2019 |
| Размер файла | 317,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
Пояснительная записка к курсовой работе
по дисциплине «Модели перспективного развития систем передачи и распределения электроэнергии»
Расчет параметров установившегося режима электрической сети методом Зейделя
Введение
индуктивный сопротивление зарядный мощность
Для выполнения расчетов реальной электрической системе ставится в соответствие схема замещения. Схемы замещения современных сложных электроэнергетических систем содержат десятки и даже сотни узлов и ветвей. При анализе режимов работы таких систем и разработке алгоритмов их расчета на ПК используются аппарат матричной алгебры, теория графов и современные численные методы решения систем уравнений.
Для простых электрических сетей с небольшим числом контуров и узлов расчеты установившихся режимов обычно проводят “вручную” или на ПК с помощью метода Зейделя, ограничиваясь несколькими итерациями для достижения необходимой точности. Практика показывает, что во многих случаях этих приближений вполне достаточно.
1. Схемы замещения и параметры воздушных линий электропередач
Рисунок 1. Заданная схема электрической сети
Определим активные и индуктивные сопротивления, емкостные и зарядные мощности.
Параметры схемы определяются по следующим формулам:
(1)
(2)
(3)
где r0, x0, b0 - погонные значения активного и индуктивного сопротивлений и емкостной проводимости;
n - число параллельных линий;
l - длина линии.
Рассчитаем параметры схемы замещения для линии 1. Из справочника /2/ берем для сталеалюминевого провода марки АС-185 следующие значения:
,
(Ом/км)
Таким образом,
Рисунок 2. Упрощенная схема замещения линии
Аналогично рассчитываем остальные линии. Результаты расчета вместе со справочными данными и марками проводов представлены в таблице 1.
Таблица 1. Параметры схем замещения линий передач
|
№ линии |
Исходные данные |
Погонные параметры |
||||||
|
UНОМ, кВ |
Марка провода |
Кол-во цепей |
Длина, км |
r0, Ом/км |
x0, Ом/км |
b0, |
||
|
10-6 См/км |
||||||||
|
1 |
110 |
АС-185/29 |
1 |
60 |
0,159 |
0,413 |
2,747 |
|
|
2 |
110 |
АС-240/32 |
1 |
50 |
0,118 |
0,405 |
2,808 |
|
|
3 |
110 |
АС-150/24 |
1 |
80 |
0,204 |
0,42 |
2,707 |
|
|
№ линии |
Расчетные параметры |
|||||||
|
rЛЭ, Ом |
xЛЭ, Ом |
bЛЭ, 10-4 См |
QCЭ, Мвар |
|||||
|
1 |
9,54 |
24,78 |
1,648 |
1,994 |
||||
|
2 |
5,9 |
20,25 |
1,404 |
1,699 |
||||
|
3 |
16,32 |
33,6 |
2,166 |
2,620 |
2. Схемы замещения и параметры автотрансформаторов
Рассчитаем параметры упрощенной схемы замещения автотрансформатора АТДЦТН-125000/220/110 подстанции (рисунок 3). Со стороны низшего напряжения автотрансформатора подстанции нагрузки нет, поэтому в расчетной схеме и схеме замещения не учитываем сопротивление обмотки низшего напряжения. Паспортные данные взяты из справочника /3/.
Таблица 2. Каталожные данные трансформатора АТДЦТН-125000/220/110
|
SНОМ, МВА |
UНОМ, кВ |
uK, % |
ДPK, кВт |
ДPХ, кВт |
IХ, % |
|||||||
|
ВН |
СН |
НН |
ВН-СН |
ВН-НН |
СН-НН |
ВН-СН |
ВН-НН |
СН-НН |
||||
|
125 |
230 |
121 |
6,6; 11; 38,5 |
11 |
45 |
28 |
305 |
- |
- |
65 |
0,5 |
|
|
Тип: автотрансформатор, трехфазный, масляное охлаждение с дутьем и принудительной циркуляцией масла, трехобмоточный, одна из обмоток выполнена с устройством РПН |
||||||||||||
|
Расчетные данные |
||||||||||||
|
RT, ом |
XT, ом |
ДQX, квар |
||||||||||
|
ВН |
СН |
НН |
ВН |
СН |
НН |
|||||||
|
0,52 |
0,52 |
3,2 |
49 |
0 |
131 |
625 |
Намагничивающая мощность и ток холостого хода в процентах равны:
;
Поперечные проводимости схемы замещения:
;
;
Активное сопротивление схемы замещения:
;
Схема замещения автотрансформатора представлена на рисунке 3.
Рисунок 3. Упрощенная схема замещения автотрансформатора
4. Упрощенная схема замещения электрической сети
В однолинейную схему замещения электрической сети вводим линии передачи, автотрансформатор.
Электрическая сеть имеет участки с разными напряжениями. Связь осуществляется через автотрансформатор. Для расчета режима сети желательно все элементы схемы замещения привести к одному базисному напряжению, приняв за него UВ.H0M автотрансформатора. В упрощенной схеме указываем приведенные значения сопротивлений линий Л1, Л2 и Л3:
На рисунке 4 приведена упрощенная схема замещения электрической сети.
Рисунок 4. Упрощенная схема замещения электрической сети (мощности указаны в МВА, сопротивления ветвей - в Ом)
5. Расчет установившегося режима электрической сети
Перед выполнением расчета необходимо определить расчетные нагрузки в узлах и составить расчетную схему замещения. Конфигурация и параметры расчетной схемы полностью соответствуют упрощенной схеме замещения (рисунок 4), а расчетные нагрузки применительно к упрощенной схеме определяются следующим образом:
Мощность третьего узла берется со знаком «-», в связи с тем, что там присутствует генерация.
Расчетная схема сети приведена на рисунке 5.
Рисунок 5. Расчетная схема электрической сети (мощности указаны в МВА, сопротивления ветвей - в Ом)
В рассматриваемой задаче известной величиной является напряжение в базисном узле, следовательно, расчет проводится «по данным начала». Начиная расчет, проанализируем полученную расчетную схему сети (рисунок 5). Рассматриваемая схема содержит 4 узлов, включая базисный, и 3 ветви, состоящих из активных и индуктивных сопротивлений.
Начальные приближения напряжений в узлах расчетной схемы примем равными . Точность вычисления каждой составляющей узлового напряжения . После окончания итерационного процесса, полученные расчетные значения узловых напряжений через коэффициент 110/220 пересчитаем на ступень 110 кВ.
Для начала определим проводимость линий (1/Ом). Проводимость, как величина обратная сопротивлению, определяется по формуле:
(4);
Определим собственные проводимости узлов (1/Ом). Собственная проводимость определяется как сумма проводимостей прилежащих к узлу ветвей:
При номинальном напряжении сети определяем составляющие задающих токов (кА):
Исходную систему узловых уравнений запишем в блочной матричной форме как:
(5),
Где - В - реактивная составляющая матрицы проводимостей,
G - Активная составляющая матрицы проводимостей,
и - активная и реактивная составляющие вектора разности узловых и балансового напряжений,
(6);
(7)
Итерационный процесс метода Зейделя реализуется в соответствии с выражением:
(9)
Приводя систему (7) к виду, удобному для итераций, получим следующие выражения:
Аналогично:
на первой итерации в первое уравнение подставляем исходные значения неизвестных
При уточнении второй переменной используем только что полученное значение :
и так далее:
На второй итерации в качестве исходных приближений принимаются значения переменных, полученных на первой итерации:
Приближения переменных на второй и последующих итерациях вычисляются аналогично.
Результаты итерационного процесса метода Зейделя сведены в таблицу 3.
Таблица 3. Значения неизвестных на итерациях метода Зейделя
|
k |
|||||||
|
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
2 |
3,787 |
7,85 |
-16,35 |
7,76 |
19,16 |
-38,89 |
|
|
3 |
5,69 |
11,07 |
-9,25 |
12,81 |
34,97 |
-44,23 |
|
|
4 |
2,73 |
3,21 |
-6,30 |
10,85 |
34,87 |
-43,77 |
|
|
5 |
3,56 |
1,94 |
-6,15 |
10,82 |
34,38 |
-43,59 |
|
|
6 |
3,73 |
1,95 |
-6,25 |
10,88 |
34,30 |
-43,59 |
|
|
7 |
3,75 |
2,00 |
-6,27 |
10,89 |
34,31 |
-43,60 |
|
|
8 |
3,74 |
2,01 |
-6,27 |
10,89 |
34,32 |
-43,60 |
Учитывая, что
Результаты расчетов сведены в таблицу 4.
Таблица 4. Значения шагов итераций узловых напряжений
|
k |
|||||||
|
1 |
220,00 |
220,00 |
220,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
|
|
2 |
223,79 |
227,85 |
203,65 |
7,76 |
19,16 |
-38,89 |
|
|
3 |
225,69 |
231,07 |
210,75 |
12,81 |
34,97 |
-44,23 |
|
|
4 |
222,73 |
223,21 |
213,70 |
10,85 |
34,87 |
-43,77 |
|
|
5 |
223,56 |
221,94 |
213,85 |
10,82 |
34,38 |
-43,59 |
|
|
6 |
223,73 |
221,95 |
213,75 |
10,88 |
34,30 |
-43,59 |
|
|
7 |
223,75 |
222,00 |
213,73 |
10,89 |
34,31 |
-43,60 |
|
|
8 |
223,74 |
222,01 |
213,73 |
10,89 |
34,32 |
-43,60 |
При окончании итерационного процесса, полученные расчетные значения узловых напряжений через коэффициент 110/220 пересчитаем на ступень 110 кВ.
Полученные результаты представлены в таблице 5.
Таблица 5. Значения напряжений в узлах системы
|
111,87 |
111,00 |
106,86 |
Заключение
В курсовом проекте были выполнены расчеты параметров схемы замещения заданной сети. Рассчитаны напряжения в узлах с помощью метода Зейделя.
Библиографический список
1. Карапетян И.Г, Файбисович Д.Л., Шапиро И.М. Справочник по проектированию электрических сетей/ Под редакцией Д.Л. Файбисовича. - М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2006. - 320 с. ил.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Построение схем замещения и параметров воздушных линий электропередач. Определение приведенной мощности на понижающей подстанции. Упрощенная схема замещения электрической сети. Расчет установившегося режима электрической сети с применением ЭВМ.
курсовая работа [711,2 K], добавлен 07.06.2021Составление схемы замещения. Расчет индуктивных сопротивлений схемы. Определение сверхпереходного тока короткого замыкания. Расчет активных сопротивлений элементов системы. Определение расчетных реактивностей. Построение векторной диаграммы напряжений.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 25.02.2013Определение параметров схемы замещения электрической системы. Формирование матрицы узловых проводимостей. Схемы замещения элементов электрической системы и ее расчет. Диагональная матрица проводимостей ветвей. Нелинейные уравнения установившегося режима.
курсовая работа [698,6 K], добавлен 16.11.2009Электрические схемы разомкнутой и кольцевой сетей. Определение параметров установившегося режима электрической сети методом "в два этапа". Формирование уравнений узловых напряжений. Баланс мощности. Таблица параметров режима разомкнутой сети, его карта.
курсовая работа [3,0 M], добавлен 22.09.2013Особенности расчета параметров схемы замещения ЛЭП. Специфика выполнения расчета рабочего режима сети с учетом конденсаторной батареи. Определение параметров рабочего режима электрической сети итерационным методом (методом последовательных приближений).
курсовая работа [890,7 K], добавлен 02.02.2011Составление схемы замещения линий электропередачи и всего участка электрической сети. Расчет перетоков мощности в линиях. Составление баланса мощностей в схеме. Регулирование напряжения на стороне 10,5 кВ подстанции. Распределение напряжений в схеме.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 04.02.2013Расчет электрической цепи постоянного тока с использованием законов Кирхгофа, методом контурных токов, методом узловых потенциалов. Расчет реактивных сопротивлений, комплексов действующих значений токов, баланса активных и реактивных мощностей цепи.
курсовая работа [143,9 K], добавлен 17.02.2016Вычисление численного значения токов электрической цепи и потенциалов узлов, применяя Законы Ома, Кирхгофа и метод наложения. Определение баланса мощностей и напряжения на отдельных элементах заданной цепи. Расчет мощности приемников (сопротивлений).
практическая работа [1,4 M], добавлен 07.08.2013Расчет токов методом контурных токов, методом узловых потенциалов. Составление баланса мощности. Определение комплексных действующих значений токов. Баланс активных и реактивных мощностей. Уравнения Кирхгоффа в дифференциальной и в комплексной формах.
контрольная работа [226,8 K], добавлен 02.12.2014Выбор элементов электроэнергетической системы: силовых трансформаторов, генераторов, сечений проводов линий электропередач. Расчет установившегося режима работы сети на компьютере. Приведение параметров схемы замещения к базисным условиям. Расчет токов.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 15.10.2012Разработка электрической сети района и предварительное распределение мощностей. Выбор номинальных напряжений, сечений и марок проводов. Определение потерь мощности в трансформаторах. Баланс активных и реактивных мощностей в системе. Выбор схем подстанций.
дипломная работа [1,3 M], добавлен 16.06.2014Практические рекомендации по расчету сложных электрических цепей постоянного тока методами наложения токов и контурных токов. Особенности составления баланса мощностей для электрической схемы. Методика расчета реальных токов в ветвях электрической цепи.
лабораторная работа [27,5 K], добавлен 12.01.2010Определение параметров режима дальней электропередачи сверхвысокого напряжения и проектирование районной электрической сети. Роль электропередач в современной электроэнергетике. Выбор рациональной схемы сети. Выбор трансформаторов и расчет потерь в них.
дипломная работа [690,8 K], добавлен 29.03.2009Расчет значения токов ветвей методом уравнений Кирхгофа, токов в исходной схеме по методу контурных токов и узловых напряжений. Составление уравнений и вычисление общей и собственной проводимости узлов. Преобразование заданной схемы в трёхконтурную.
контрольная работа [254,7 K], добавлен 24.09.2010Расчет токов ветвей методом узловых напряжений, каноническая форма уравнений метода, определение коэффициента этой формы. Расчет узловых напряжений, баланса мощностей, выполнения баланса. Схема электрической цепи для расчета напряжения холостого хода.
контрольная работа [427,5 K], добавлен 19.02.2010Расчет параметров схемы замещения прямой последовательности в именованных единицах для сверхпереходного и установившегося режима короткого замыкания. Расчет начального значения периодической составляющей токов трехфазного короткого замыкания в точках.
дипломная работа [970,6 K], добавлен 04.03.2014Выбор варианта районной электрической сети, номинального напряжения, силовых трансформаторов. Расчет нагрузки, схем замещения и установившегося режима. Механический расчет воздушной линии электропередач, определение стрелы провеса на анкерном пролете.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 02.04.2013Особенности определения токов и составления баланса мощностей. Разработка электрической схемы цепи. Определение эквивалентного сопротивления цепи. Расчет токов ветвей источника. Алгоритм составления суммарного баланса мощностей, потребляемых приемниками.
контрольная работа [1,4 M], добавлен 31.12.2021Расчет линейной электрической цепи постоянного тока с использованием законов Кирхгофа, методом контурных токов, узловых. Расчет баланса мощностей цепи. Определение параметров однофазной линейной электрической цепи переменного тока и их значений.
курсовая работа [148,1 K], добавлен 27.03.2016Составление системы уравнений для расчета токов во всех ветвях электрической цепи на основании законов Кирхгофа. Составление баланса мощностей источников и потребителей электроэнергии. Вычисление значения активных, реактивных и полных мощностей цепи.
контрольная работа [423,8 K], добавлен 12.04.2019
