Spec Prog Obespech El Snab Antonyuk M A 9e 91 Kontrolnaia rabota

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего образования
«Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова»
Факультет Энергетический
Кафедра "Электроснабжение промышленных предприятий"
Контрольная работа
защищена с оценкой
Преподаватель
А.Н. Попов
подпись
«
2023 г.
»
Специализированное программное обеспечение в
электроснабжение.
Контрольная работа.
Студент гр. 9Э-91
М.А. Антонюк
подпись
Руководитель
доцент, к.т.н.
должность, ученая степень
БАРНАУЛ 2 0 2 3
и.о.,фамилия
А.Н. Попов
подпись
и.о.,фамилия
Задание.
Рассчитайте установившийся режим работы электрической сети по
варианту, заданному преподавателем.
1. Составьте схему замещения для заданной электрической сети (линии
электропередачи, трансформаторов и электрических нагрузок).
2. Определите параметры схемы замещения (модели) электрической
сети на основе пакета SimPowerSystems.
3.
Соберите
модель
электрической
сети
на
основе
пакета
SimPowerSystems.
4. Измерьте напряжения U и токи I, вычислите значения активной
мощности P, реактивной мощности Q, коэффициента нагрузки cos во всех
точках электрической сети.
5. Определите величины падения напряжения, потери напряжения,
продольную и поперечную составляющие падения напряжения в линиях
электропередачи.
6. С помощью модели определите напряжение, активную и реактивную
мощности в начале и конце линий электропередачи.
7. Для заданной нагрузки с помощью модели определите величину
потери напряжения в трансформаторе и сравните с результатами расчета.
8. Определите напряжение на шинах НН подстанций при номинальном
коэффициенте трансформации, если известны номинальные напряжения
обмоток трансформатора UBH и UHH.
2
1 Исходные данные для моделирования.
Рисунок 1. Конфигурация сети
Таблица 1 – Характеристики электрической сети
Участок
N
Марка
сети
цепей
сечения
Uном
lуч
Номер
Sнагр
п/ст
Кол.
Тип тр-
Тр-ров
ров
2
ТРДН-
F
01
2
АС-
110
30
1
35+j11.5
150/24
12
2
АС
25000/110
110
25
120/19
2
45+j14.79
2
ТРДН40000/110
3
Учк
сет
и
Колво
цепе
й
ЛЭП
Марка
провод
а
Uном
, кВ
Lуч,к
м
r0,
Ом/к
м
x0,
Ом/к
м
b0
×10-6,
См/к
м
Rуч,
Ом
Xуч Q'учс,Q"учс
, Ом
, Мвар
5,04
0,784
Радиально-магистральная сеть
01
2
АС150/ 24
12
2
АС120/ 19
110
24
0,198
0,42
2,7
2,37
6
110
22
0,249
0,427
2,66
2,74
4,70
0,709
Сеть с замкнутым контуром
01
1
АС150/24
110
12
0,162
0,413
2,75
1,94
4,96
0,2
12
1
АС120/19
110
11
0,249
0,427
2,66
2,74
4,70
0,177
Кол
-во
Тип
Номе
тр- трансформато
р п/ст
ров,
ра
шт
Sномтр, М
ВА
∆Pхх,М
Вт
4
Iхх,
%
∆Sст,
МВА
Zтр=Rтр+jXтр,
Ом
1
2
ТРДН
25000/110
25
0,027
0,7
0,054+j0,
35
1,27+j27,95
2
2
ТРДН
25000/110
25
0,027
0,7
0,054+j0,
35
1,27+j27,95
3
2
ТРДН
25000/110
25
0,027
0,7
0,054+j0,
35
1,27+j27,95
4
2
ТРДН
25000/110
25
0,027
0,7
0,054+j0,
35
1,27+j27,95
Определяем приближенное значение потокораспределения в кольце с
целью выявления точки потокораздела:
а) по длинам линии (при допущении об однородности сети)
S A1 

S 1 (l12  l 23  l 3 A )  S 2 (l 23  l 3 A )  S 3 l 3 A

l A1  l12  l 23  l 3 A
25  j1520  30  50  30  j 2030  50  40  j1650  57.5  j32.5 мВА
20  20  30  50
S A3 

S 3 (l 23  l12  l A1 )  S 2 (l12  l A1 )  S1l A1

l A1  l12  l 23  l 3 A
40  j1630  20  20  30  j 2020  20  25  j1520  37.5  j18.5 мВА
20  20  30  50
Осуществляем проверку по условию :
5
S A1  S A3  S1  S 2  S 3
S A1  S A3  57.5  j32.5  37.5  j18.5  95  j 51 мВА
S1  S 2  S 3  25  j15  30  j 20  40  j16  95  j 51 мВА
Потоки мощности на участках 1-2 и 2-3:
S12  S A1  S1  57.5  j32.5  25  j15  32.5  j17.5 мВА
S 23  S12  S 2  32.5  j17.5  30  j 20  2.5  j 2.5 мВА
Знак " - " перед "–j2.5" показывает, что поток реактивной
мощности на этом участке направлен от точки "3" к точке "2", т.е. точка "2"
является точкой потокораздела реактивной мощности, в то время как точка
"3" является точкой потокораздела активной мощности. Наносим эти потоки
на схему замещения.
Заканчиваем расчет приближенного потокораспределения.
S 12  S A1  S 1  57  j 32  (25  j15)  32  j17 мВА
S 23  S 12  S 2  32  j17  (30  j 20)  2  j 3 мВА
S 3 А  S 23  S 3  2  j 3  (40  j16)  (38  j19) мВА
S А3  38  j19 мВА
Вычисляем
первый
потокораспределения
с
этап
учетом
расчета
потерь
режима
мощности.
–
определение
Поскольку
точки
потокораздела активной и реактивной мощности не совпадают, для перехода
к двум радиальным расчетным схемам предварительно вычисляем потери
мощности на участке между точками потокораздела, т.е. на участке 2-3
2
P232  Q23
P23 
2
U ном
Q23 
2
P232  Q23
2
U ном
r23 
2 2  32
 9.42  0.01 мВт
110 2
x 23 
2 2  32
12.87  0.014 мВАр
110 2
Потери на участке 2-3 настолько малы, что для определения
потоков мощности на остальных участках ими можно пренебречь, т.е.
принять:
P'23=P"23=P23 и Q'23=Q"23=Q23
6
Мощность в конце и в начале участка 1-2:
S 12"  S 12  32  j17 мВА
P12
P   Q 

" 2
12
" 2
12
2
U ном
32 2  17 2
r12 
 3.18  0.345 мВт
110 2
x12
8.18
 0.345 
 0.89 мВАр
r12
3.18
Q12  P12
S 12'  S 12"  S 12  32  j17  0.345  j 0.89  32.34  j17.89 мВА
Мощности в начале и конце участка А-1:
S A" 1  S 12'  S 1  32.34  j17.89  25  j15  57.34  j 32.89 мВА
PA1
P   Q 

" 2
A1
" 2
A1
2
U ном
rA1 
57.34 2  32.89 2
 2.44  0.88 мВт
110 2
x A1
8.02
 0.88
 2.87 мВАр ;
rA1
2.44
Q A1  PA1
S A' 1  S A" 1  S A1  57.34  j32.89  0.88  j 2.87  58.22  j 35.76 мВА
Мощности в начале и конце участка А-3:
S A" 3  S A3  38  j19 мВА;
PA3
P   Q 

" 2
A3
2
"
A3
2
U ном
Q A3  PA3
r A3 
38 2  19 2
6.1  0.9 мВт
110 2
x A3
20.05
 0.9
 3 мВАр
r A3
6.1
S A' 3  S A" 3  S A3  38  j19  0.9  j 3  38.9  j 22 мВА
Мощность, поступающая в сеть с шин подстанции А в
нормальном режиме:
S A( норм)  S A' 1  S A' 3  58.22  j35.76  38.9  j 22  97.1  j57.8 мВА
Вычисляем
второй
этап
расчета
режима
–
определяем
напряжения в узловых точках по заданному напряжению на шинах
7
подстанции (UA=121 кВ). расчет ведем без учета поперечной составляющей
падений напряжения. Потери напряжения на участке А-1 и напряжение в
точке 1:
U A1 
PA1 rA1  Q A1 x A1 58.22  2.44  35.76  8.02

 3.5 кВ
UA
121
U1  U A  U A1  121  3.5  117.5 кВ
Определяем потери напряжения на участке 1-2 и напряжение в
точке 2:
U 12 
P12 r12  Q '12 x12 32.34  3.18  17.89  8.18

 2.1 кВ
U1
117.5
U 2  U1  U 21  117.5  2.1  115.4 кВ
Потери напряжения на участке А-3 и напряжение в точке 3:
U A3
P ' A3 rA3  Q ' A3 x A3 38.9  6.1  2.2  20.05


 5.6 кВ
UA
121
U 3  U A  U A3  121  5.6  115.4 кВ  U 2
Наибольшие потери напряжения в кольцевой сети в нормальном
режиме имеют место от шин источника питания до точки потокораздела. В
рассматриваемом случае напряжение в точках потокораздела активной (3) и
реактивной
мощностей
оказались
равными
(U2=U3).
Следовательно,
наибольшую потерю напряжения в процентах определяем для любой из этих
точек:
U *нб ( норм) 
U A U3
U A3
100% 
100%  4.63%
UA
UA
8
Список литературы.
1. Идельчик В.И. Электрические системы и сети. М. :Энергоатомиздат, 1989,
592 с.
2. Пособие к курсовому и дипломному проектированию /Под редакцией Блок
В.М., М, :Высшая школа, 1990, 382 с.
3. Боровиков В.А., Косарев В.К., Ходот Г.А. Электрические сети
энергетических систем. Л.:Энергия, 1977, 390 с.
4. Неклепаев В.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и
подстанций.
Справочные
материалы
для
курсового
и
дипломного
проектирования. М. :Энергоатомиздат, 1989, 605 с.
5.
Справочник
по
электроснабжению
промышленных
предприятий.
Электрооборудование и автоматизация /Под общей редакцией Федорова А.А.
и Сербиновского Г.В. М. :Энергоатомиздат, 1981, 624 с.
9