Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Основы переходных процессов в электроэнергетической системе

Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет

Курсовая работа

Выполнила: студентка группы 4023/10

Руководитель:

г. Санкт-Петербург

2011

Введение

Выполняемый проект является составной частью выпускной работы, необходимой для получения квалификации бакалавра.

Проект содержит следующие последовательно выполняемые разделы:

предварительный выбор и проверка сечений проводов линий электропередачи и параметров трансформаторов;
расчет установившегося режима работы элементов электроэнергетической системы «вручную» и вариантные расчеты с помощью программного обеспечения на компьютере;
определение токов и напряжений при несимметричном коротком замыкании;
расчет динамической устойчивости в трехмашинной эквивалентной схеме; определение предельного угла и времени отключения к.з. и, при необходимости, обоснование мероприятий по повышению устойчивости.

Задание

Расчетная схема:

Расчетные параметры:

МВт

Выбор элементов ЭЭС

Выбор генераторов электрических станций

Исходя из вырабатываемых мощностей и , можно выбрать генераторы ТВФ-60-2 (в количестве 1 и 2 соответственно). Их каталожные данные:

Генератор

МВт

ТВФ-60-2

Выбор трансформаторов

Выбор силовых трансформаторов производится по максимальной расчетной нагрузке питаемых потребителей с учетом перегрузочной способности трансформаторов. Для выбора номинальной мощности трансформатора используется следующее условие:

где: - количество трансформаторов на подстанции;

- коэффициент загрузки в нормальном режиме, принимается равным .

На основе полученного результата выбирается трансформатор, имеющий ближайшую номинальную мощность. После предварительного выбора трансформатора проводится проверка по условиям загрузки в нормальном и послеаварийном режимах. Проверка осуществляется по формулам:

где: - коэффициент загрузки в послеаварийном режиме, не должен превышать ;

- коэффициент загрузки в нормальном режиме, должен находиться в пределах .

Выбор трансформаторов ТГ1

Из справочных данных (с. 239, таблица 6.9) выбран трехфазный трансформатор 4×ТРДН-25000/110:

Тип	МВА	Пределы регулирования	Каталожные данные		Расчетные данные
			обмоток, кВ
			ВН	НН
ТРДН-25000/110

Проверка на загрузку трансформатора в послеаварийном режиме работы:

Проверка на загрузку трансформатора в нормальном режиме работы:

Выбор трансформаторов ТГ2

Из справочных данных (с. 242, таблица 6.13) выбран трехфазный трансформатор 3×ТРДЦН-63000/220:

Тип	МВА	Пределы регулирования	Каталожные данные		Расчетные данные
			обмоток, кВ
			ВН	НН
ТРДЦН-63000/220

Проверка на загрузку трансформатора в послеаварийном режиме работы:

Проверка на загрузку трансформатора в нормальном режиме работы:

Выбор трансформаторов АТ1

Из справочных данных (с. 243, таблица 6.14) выбран трехфазный трансформатор 3×АТДЦТН-63000/220/110:

Тип

МВА

Пределы

регулирования

Каталожные данные

обмоток, кВ

ВН

СН

НН

ВН-СН

ВН-НН

СН-НН

АТДЦТН-63000/220/110

Расчетные данные

ВН

СН

НН

ВН

СН

НН

Проверка на загрузку трансформатора в послеаварийном режиме работы:

Проверка на загрузку трансформатора в нормальном режиме работы:

Выбор трансформаторов Т1

Из справочных данных (с. 239, таблица 6.9) выбран трехфазный трансформатор 2×ТРДН-40000/110:

Тип	МВА	Пределы регулирования	Каталожные данные		Расчетные данные
			обмоток, кВ
			ВН	НН
ТРДН-40000/110

Проверка на загрузку трансформатора в послеаварийном режиме работы:

Проверка на загрузку трансформатора в нормальном режиме работы:

Выбор трансформаторов Т2

Из справочных данных (с. 243, таблица 6.14) выбран трехфазный трансформатор 2×АТДЦТН-63000/220/110:

Тип

МВА

Пределы

регулирования

Каталожные данные

обмоток, кВ

ВН

СН

НН

ВН-СН

ВН-НН

СН-НН

АТДЦТН-63000/220/110

Расчетные данные

ВН

СН

НН

ВН

СН

НН

Проверка на загрузку трансформатора в послеаварийном режиме работы:

Проверка на загрузку трансформатора в нормальном режиме работы:

Выбор трансформаторов Т3

Из справочных данных (с. 239, таблица 6.9) выбран трехфазный трансформатор 2×ТРДН-40000/110:

Тип	МВА	Пределы регулирования	Каталожные данные		Расчетные данные
			обмоток, кВ
			ВН	НН
ТРДН-40000/110

Проверка на загрузку трансформатора в послеаварийном режиме работы:

Проверка на загрузку трансформатора в нормальном режиме работы:

Выбор сечений проводов линий электропередачи

Выбор сечений проводов линий электропередачи производится по экономической плотности тока на основе предварительного расчета потокораспределения в нормальном режиме.

После определения предварительного потока мощности по линии рассчитывается ток линии в режиме максимальных нагрузок по формуле:

где: - значение полной мощности, передаваемой по линии в режиме максимальных нагрузок;

- номинальное напряжение сети;

- количество цепей в линии.

Далее определяется экономически целесообразное сечение для выбранной линии:

где: - нормированное сечение экономической плотности тока для европейской части России при и проводов марок А, АС, АСО.

Полученное значение экономического сечения округляется до стандартного. И проверяется по длительно допустимому току, проверка производится посредством вычисления аварийного тока по формулам:

- для многоцепных линий;

- для одноцепных линий;

: - коэффициент перегрузки в послеаварийном режиме, принимается равным ;

– ток рассматриваемой ВЛ в послеаварийном режиме.

Полученное значение аварийного тока сравнивается с длительно допустимым значением для выбранного сечения.

Для радиальных сетей потокораспределение определяется в первом приближении на основании баланса мощностей в узлах и равенства коэффициентов мощности в генерирующих и нагрузочных узлах.

Выбор сечения проводов для ВЛ1

Выбираем провод сечением 150/24 (с. 292, таблица 7.12) и проведем проверку по длительно допустимому току:

Использование выбранного провода допустимо. Выбранный провод АС-150/24 имеет следующие характеристики (на 100 км):

Выбор сечения проводов для ВЛ2

Выбираем провод сечением 240/32 (с. 278, таблица 7.6) и проведем проверку по длительно допустимому току (с. 292, таблица 7.12):

Использование выбранного провода допустимо. Выбранный провод АС-240/32 имеет следующие характеристики (на 100 км):

Выбор сечения проводов для ВЛ6

Выбираем провод сечением 185/29 (с. 277, таблица 7.5) и проведем проверку по длительно допустимому току (с. 292, таблица 7.12):

Использование выбранного провода допустимо. Выбранный провод АС-185/29 имеет следующие характеристики (на 100 км):

Выбор сечения проводов для кольца ВЛ3-ВЛ4-ВЛ5

Потокораспределение в кольцевой цепи можно получить с помощью упрощенного правила моментов. Кольцевая цепь рассекается по балансирующему узлу, тогда сеть можно представить в виде магистральной сети с двухсторонним питанием. Считая сеть однородной, можно, с помощью правила моментов и исходя из баланса мощностей в узлах, найти перетоки мощностей по линиям, образующим кольцевую сеть.

Рассчитаем потоки мощностей по линиям, для этого «разорвем» кольцо в точке присоединения его к ЭЭС.

Мощность подводимая к кольцевой цепи со стороны генераторов:

Определим потоки мощности отходящие от узла А, при допущении, что все провода одинакового сечения:

Самой загруженной получилась ВЛ4, следовательно, по ней и будем выбирать сечение проводов.

Выбираем провод сечением 120/19 (с. 277, таблица 7.5) и проведем проверку по длительно допустимому току (с. 292, таблица 7.12). Отключим самую загруженную линию – ВЛ4:

Т. е. по ВЛ3 протекает максимальная мощность.

Использование выбранного провода допустимо, т. к.:

Выбранный провод АС-120/19 имеет следующие характеристики (на 100 км):

Расчет установившегося режима работы ЭЭС

Составление схемы замещения системы

Расчет установившихся режимов основной сети энергосистемы выполняется с целью определения: загрузки элементов запроектированной сети и проверки соответствия всех ее параметров ожидаемым потокам мощности; выбора средств регулирования напряжения (установка ответвлений на трансформаторах, установка компенсирующих устройств на подстанциях и т.п.), обеспечивающих поддержание требуемых уровней напряжения на линиях передачи и шинах подстанций; потерь активной и реактивной мощности сети.

Расчетная схема замещения составляется на основе принципиальной схемы энергосистемы из схем замещения соответствующих линий электропередачи, трансформаторов и автотрансформаторов и т.д. Все параметры схем замещения вычисляются в именованных единицах по усредненным погонным данным для воздушных линий и паспортным данным для трансформаторов. Также производится выбор коэффициентов трансформации и установка компенсирующих устройств в процессе расчета и анализа режимов. Линии электропередачи представляются П-схемой замещения, двухобмоточные трансформаторы представляются в виде однолучевой схемы замещения, автотрансформаторы в виде трехлучевой схемы замещения.

Расчет параметров ВЛ1

Расчет параметров ВЛ2

Расчет параметров ВЛ3

Расчет параметров ВЛ4

Расчет параметров ВЛ5

Расчет параметров ВЛ6

Расчет параметров АТ1

Расчет параметров АТ2

Расчет параметров Т1

Расчет параметров Т3

Расчет режима энергосистемы

Расчет режима энергосистемы включает в себя определение потокораспределения в сети, потерь напряжения на участках и напряжений на всех шинах подстанций, потерь активной и реактивной мощности во всех ветвях сети и зарядной мощности линий при заданных нагрузках системы. Расчет ведется от генераторов, режим работы которых задан, в сторону ЭЭС, которая является балансирующим узлом.

Потоки мощностей по ветвям определяются из баланса активной и реактивной мощности в узлах схемы замещения.

Расчет режима от генератора Г1

Находим потери мощности и напряжения на ВЛ1, а также мощность и напряжение в конце линии:

Расчет режима от генератора Г2

Находим потери мощности и напряжения на ВЛ2, а также мощность и напряжение в конце линии:

Находим напряжение в узле 4:

Расчет режима от узла 5 (1-ая нагрузка)

В узле нагрузки зададим напряжение равное номинальному:

Находим напряжение в узле нагрузки:

Полученное значение напряжения удовлетворяет допуску по напряжению 5%.

Находим мощность, выдаваемую в ВЛ6:

Находим напряжение в узле 3:

Находим потери мощности и напряжения на ВЛ6, а также мощность и напряжение в конце линии:

Для того, чтобы в узле 2 напряжение не отличалось больше, чем на выберем одну отпайку на повышение АТ1:

Полученное значение напряжения удовлетворяет допуску по напряжению 1%.

Расчет режима от узла 8 (4-ая нагрузка)

В узле нагрузки зададим напряжение равное номинальному:

Находим напряжение в узле нагрузки:

Полученное значение напряжения удовлетворяет допуску по напряжению 5%.

Находим суммарную мощность, выдаваемую генераторами с учетом потерь:

Расчет режима от узла 11 (2-ая нагрузка)

В узле нагрузки зададим напряжение равное номинальному:

Находим напряжение в узле нагрузки:

Расчет кольцевой цепи

Рассчитаем нагрузку в узле 2:

Основы переходных процессов в электроэнергетической системе 📙 Курсовая → 🆔 163210