Обеспечение качества электроэнергии в распределительных сетях, питающих сельскохозяйственных потребителей

Иркутский государственный сельскохозяйственный университет

Курсовая работа

Обеспечение качества электроэнергии в распределительных сетях, питающих сельскохозяйственных потребителей.

Работу принял.

Д.т.н. Смирнов С.С.

“ “ ноября 2004г.

Иркутск.

2004

1. Цель работы

1. Освоение методов расчета режимов распределительной сети.
2. . Освоение методов обеспечения качества электрической связанного с отклонениями напряжения энергии в распределительных сетях.
3. Освоение методов анализа режима сети.

2. Содержание работы

1.Нарисовать расчетную схему сети с отражением на ней режима зимнего максимума нагрузки в соответствии с рассчитываемым вариантом.

2.Найти каталожные данные ЛЭП и трансформаторов используемых в схеме.

3. Рассчитать электрических параметры ЛЭП и трансформаторов по каталожным данным

4. Освоить образец программы расчета режима сети (задание схемы сети, режимов узлов сети, отпаек трансформаторов, организация расчетов, отражение режима сети через таблицы и графики).

5.Внести изменения в программу связанные с изменением состава сети и мощностей нагрузок, в том числе связанные с изменением мощностей ЛЭП и отклонений напряжений узлов.

6. Выбрать номера отпаек на трансформаторах для обеспечения допустимого уровня напряжений в узлах сети. Обосновать необходимость использования РПН в узлах сети 35 и 10кВ или изменения сечений ЛЭП.

8. Составить сводные таблицы, отражающие

• добавки напряжений за счет трансформаторов,
• величины напряжений в узлах сети для 4 расчетных режимов.

9. Построить график для уровней напряжений всех узлов сети для лета и зимы с учетом изменений в составе сети (2 графика)

10. Построить графики изменения уровней напряжения от узла питания ( узел 11100) до наиболее удаленных узлов ( узлы 142 и 143)для зимы и лета( 4 графика)

9. Составить сводные таблицы, отражающие режим сети по мощности для 4 режимов.На основании таблицы оценить величину потерь в сети (% от мощности нагрузки)

10. Провести анализ степени загруженности ЛЭП по плотности тока.

11. Провести расчет и анализ режима зимнего максимума при подключении к наиболее удаленному узлу 10кВ (узел 1143) конденсаторной батареи мощностью 900кВАр

2. Исходные данные

В качестве исходных данных используются:

1. Схема исходной сети в виде файла WORD.
2. Мощности нагрузок узлов сети,
3. Провода, длины и напряжения ЛЭП,
4. Типы трансформаторов,
5. Образец расчета режим сети в табличном редакторе EXCEL,
6. Варианты расширения состава сети и нагрузки дополнительных узлов.

• Исходные данные сети, программа расчета и варианты изменения сети приведены в файла «Расчет 3-97. xls..

При выполнении курсовой работы схема дополняется:

• узлом 1143 с напряжением 10кВ
• узлом143 напряжением 0.4 кВ,
• ЛЭП 10кВ межу узлами 1142 и 1143с проводами АС35,
• трансформатором ТМ-63/10 между узлами 1143 и 143.
• нагрузками узлов 1143 и 143

Варианты отличаются длинами ЛЭП 10кВ между узлами 1142-1143 и нагрузками узла 1143.

.

2.1. Схема сети

Рассматривается схема сети приведенная на рис. 1. На схеме отражаются параметры элементов сети и величины нагрузок для режима зимнего максимума.

Рис.1. Расчетная схема сети

2.2. Расчетные режимы нагрузок узлов.

При оценке обеспечения качества напряжения в узлах сети проводится расчеты режимов напряжений двух периодов года: зимы и лета. При этом в каждом периоде рассчитывается режим максимальной и минимальной нагрузок. Во всех режимах напряжение на зажимах нагрузок не должно отклоняться от номинального более чем на ±5%. В сельских сетях широко используются трансформаторы с ПБВ (переключение отпаек в невозбужденном состоянии). С целью обеспечения качества напряжения обыкновенно используется переключение отпаек на трансформаторах 2 раза в году, в соответствии с изменением нагрузок узлов летом и зимой. Величины нагрузок узлов сети приведены в табл.1

Таблица 1. Нагрузки узлов сети

2.3. Трансформаторы

Типы используемых трансформаторов и узлы их подключения приведены в табл.2

Таблица 2. Подключение трансформаторов

2.4. Линии передачи

Узлы присоединения, марки проводов и длины ЛЭП приведены в табл.3

Таблица 3. ЛЭП расчетной схемы

3.Справочные и расчетные параметры элементов схемы

3.1. Трансформаторы

При расчете режима сети используется схема замещения трансформатора, приведенная на рис.2.

Рис.2. Схема замещения трансформатора.

По справочным данным, находим величины номинальных напряжений на обмотке низкого напряжения Uнн, на обмотке высокого напряжения Uвн, номинальную мощность трансформатора Sн, напряжение короткого замыкания Uк, тока холостого хода Iо, величины потерь холостого хода Рх, потерь короткого замыкания Рк.

На основании справочных параметров рассчитываются активное и реактивное сопротивление трансформатора, реактивные потери холостого хода Qх по следующим выражениям ( параметры рассчитаны для трансформатора ТМ-63/10)

( 1)

где в кВт и кВА,

- в кВ

( 2)

где Uк в %

( 3)

Параметры рассчитаны для трансформатора мощностью 63кВА с порядковым номером 8.

Параметры трансформаторов расчетной схемы приведены в табл.4.

Для поддержания уровней напряжения в распределительной сети широко используется переключение отпаек трансформаторов на обмотке высокого напряжения, что приводит к изменению коэффициента трансформации и эквивалентно введению добавки напряжения на обмотке низкого напряжения на величину Е. Переключение может проводиться при отключенном от сети трансформаторе ( трансформаторы с ПБВ- переключение без возбуждения) и при подключенной нагрузке ( трансформаторы с РПН- регулирование под нагрузкой). Следует отметить, что трансформаторы с РПН значительно дороже (более, чем в 2 раза) трансформаторов с ПБВ и поэтому их использование ограничено. Использование РПН оправдано в трансформаторах мощностью более 1000МВт. Это, прежде всего трансформаторы питающих центров с первичным напряжением 110кВ. В тех случаях, когда не удается обеспечить отклонение напряжения на зажимах приемников в пределах ±5% с использованием ПБВ , используются трансформаторы с РПН. Номинальные отпайки трансформаторов соответствуют добавке напряжения равной 5%. Величины добавок напряжения для ПБВ и РПН приведены в табл.5.

Следует отметить, что при увеличении напряжения в сети уменьшаются потери активной мощности в ЛЭП, поэтому желательно поддерживать отклонения напряжения в узлах питания близкими к величине +5%.

Таблица 4. Параметры трансформаторов

Таблица 5. Добавки напряжения при изменении отпаек трансформаторов

Добавки для ПБВ с 5-ю позициями