Dimension Pnach(100),Qnach(100),Pkon(100),Qkon(100)
Dimension dP(100),dQ(100)
Real L
Open(5,file='is4.dat')
Open(6,file='rez4.dat')
Read(5,*)n,Udop,Unom,ej,Udopa
Read(5,*)(PN(i),QN(i),i=1,n)
Read(5,*)(l(i),i=1,n+1)
* car - Эк вивалентный ток
* n - число нагрузок
* ej - экономическая плотность тока
*Определяем длины кольца
dl=0
do i=1,n+1
dl=dl+l(i)
enddo
Write(6,*)' Обьщяя длина кольца А В С'
Write(6,*)'dl=',dl,' м'
Pp(1)=0
Qp(1)=0
*Мощность источника питания
do i=1,n
do j=i+1,n+1
Pp(1)=Pp(1)+Pn(i)*l(j)/dl
Qp(1)=Qp(1)+Qn(i)*l(j)/dl
enddo
enddo
Write(6,*)' Р источника питания Pp(1)=',Pp(1),' кВт'
Write(6,*)' Q источника питания Qp(1)=',Qp(1),' кВАр'
*Определим перетоки мощности ветви
do i=2,n+1
Pp(i)=Pp(i-1)-Pn(i-1)
Qp(i)=Qp(i-1)-Qn(i-1)
Write(6,*)'Pp(',i,')=',Pp(i)
Write(6,*)'Qp(',i,')=',Qp(i)
enddo
*Найдем точки токораздела активных и реактивных мощностей
do i=1,n
if(Pp(i+1).lt.0)then
Write(6,*)' Точка токораздела активных мощностей'
ia=i
Write(6,*)'ia=',ia
Goto 1
endif
enddo
1do i=1,n
if(Qp(i+1).lt.0)then
Write(6,*)' Точка токораздела реактивных мощностей'
ir=i
Write(6,*)'ir=',ir
Goto 2
endif
enddo
2do i=1,n+1
Pp(i)=abs(Pp(i))
Qp(i)=abs(Qp(i))
enddo
*Определение токов на участках линии
Write(6,*)' Токи на участках линии'
do i=1,n+1
Car(i)=(sqrt(Pp(i)**2+Qp(i)**2))/(Unom*sqrt(3))
Write(6,*)'Car(',i,')=',Car(i),' A'
enddo
*Определим эквивалентный ток
Carl=0
do i=1,n+1
Carl=carl+(Car(i)**2*l(i))/dl
enddo
Carl=sqrt(Carl)
Write(6,*)' Эквивалентный ток равен'
Write(6,*)'Carl=',Carl,' A'
*Выбираем сечение кабеля
3 s=Carl/ej
Write(6,*)' Предварительный расчет сечения кабеля'
Write(6,*)'S=',S,' мм2'
Write(*,*)' Сечение кабеля'
Write(*,*)'S=',S
Write(*,*)' Введите сечение кабеля по паспорту'
Write(*,*)'S0='
Read(*,*)S0
Write(*,*)' Введите акт.сопротивление кабеля r0 Ом/км'
Write(*,*)'r0='
Read(*,*)r0
Write(*,*)' Введите инд.сопротивление кабеля x0 Ом/км'
Read(*,*)x0
*Определим потери напряжения на участках линии
Write(6,*)' Потери напряжения на участках линии'
do i=1,n+1
Ul(i)=Ul(i)+Pp(i)*l(i)*r0/Unom+Qp(i)*l(i)*x0/Unom
Write(6,*)'Ul(',i,')=',Ul(i),' B'
enddo
Определим потери напряжения до точек токораздела
Ua=0
if(ia.le.ir)then
do i=1,ia
Ua=Ua+Ul(i)
enddo
Write(6,*)' Потеря напряжения до активной точки токораздела'
Write(6,*)'Ua=',Ua,' B'
do i=ir+1,n+1
Ur=Ur+Ul(i)
enddo
Write(6,*)' Потеря напряжения до реактивной точки токораздела'
Write(6,*)'Ur=',Ur,' B'
else
do i=ia+1,n+1
Ua=Ua+Ul(i)
enddo
Write(6,*)' Потеря напряжения до активной точки токораздела'
Write(6,*)'Ua=',Ua,' B'
do i=1,ir
Ur=Ur+Ul(i)
enddo
Write(6,*)' Потеря напряжения до реактивной точки токораздела'
Write(6,*)'Ur=',Ur,' B'
endif
if(Ua.ge.Ur)then
UU=Ua
else
UU=Ur
endif
if(UU.le.Udop)then
Write(6,*)' Выбрать провод сечением '
Write(6,*)'S0=',S0,' мм2'
else
Write(*,*)' Выбрать провод большего сечения'
Goto 3
endif
*Расчет для Аварийного режима
*Авария в начале линии
UU=0
do i=1,n
do j=i+1,n+1
UU=UU+Pn(i)*l(j)*r0/Unom+Qn(i)*l(j)*x0/Unom
enddo
enddo
Write(6,*)' При аварии в начале линии:'
Write(6,*)' UU=',UU,' В'
if(UU.gt.Udopa)then
Write(6,*)' UU>',Udopa
endif
*Авария в конце линии
UU=0
do i=1,n
do j=1,i
UU=UU+Pn(i)*l(j)*r0/Unom+Qn(i)*l(j)*x0/Unom
enddo
enddo
Write(6,*)' При аварии в конце линии:'
Write(6,*)' UU=',UU,' В'
if(UU.gt.Udopa)then
Write(6,*)' UU>',Udopa
endif
*Уточнение мощности в кольцевой сети
Write(6,*)'Уточненый расчет мощности кольцевой сети '
Write(6,*)' '
Do i=2,n+1
Pkon(i)=Pp(i)
Qkon(i)=Qp(i)
enddo
Pn(0)=0
Qn(0)=0
Do i=1,ia
ii=ia+1-i
dP(ii)=(Pkon(ii)**2+Qkon(ii)**2)*r0*l(ii)/(Unom*Unom*1000)
dQ(ii)=(Pkon(ii)**2+Qkon(ii)**2)*x0*l(ii)/(Unom*Unom*1000)
Pnach(ii)=dP(ii)+Pkon(ii)
Qnach(ii)=dQ(ii)+Qkon(ii)
Pkon(ii-1)=Pnach(ii)+Pn(ii-1)
Qkon(ii-1)=Qnach(ii)+Qn(ii-1)
enddo
Write(6,*)' P источника И1 равна Pи1=',Pkon(0),' кВт'
Write(6,*)' Q источника И1 равна Qи1=',Qkon(0),' кВАр'
do i=ia+1,n+1
dP(i)=(Pkon(i)**2+Qkon(i)**2)*r0*l(i)/(Unom*Unom*1000)
dQ(i)=(Pkon(i)**2+Qkon(i)**2)*x0*l(i)/(Unom*Unom*1000)
Pnach(i)=dP(i)+Pkon(i)
Qnach(i)=dQ(i)+Qkon(i)
Pkon(i+1)=Pnach(i)+Pn(i)
Qkon(i+1)=Qnach(i)+Qn(i)
enddo
Write(6,*)' '
Write(6,*)' P источника И2 равна Pи2=',Pkon(5),' кВт'
Write(6,*)' Q источника И2 равна Qи2=',Qkon(5),' кВАр'
End
Данные для расчера:
3 800 10 1 1200
850 593.304 750 641.371 317.175 150.168
5 4 4 5
где3-число нагрузок замкнутой сети 10 кВ;
800-допустимая потеря напряжения в нормальном режиме, В;
10-номинальное напряжение, кВ;
1-экономическая плотность тока, А/мм2;
1200-допустимая потеря напряжения в аварийном режиме, В;
Во второй строке приведены нагрузки кольцевой сети последовательно P, Q, l, причем последней приведены нагрузки трансформатора 10/0,4 кВ.
В третьей строке приведены расстояния между нагрузками, согласно варианту задания на курсовой проект.
Результаты расчета:
Обьщяя длина кольца А В С
dl=18.000000 км
Р источника питания Pp(1)= 1076.993000 кВт
Q источника питания Qp(1)= 790.896200 кВАр
Pp( 2)= 226.993000
Qp( 2)= 197.592200
Pp( 3)= -523.007000
Qp( 3)= -443.778800
Pp( 4)= -840.181900
Qp( 4)= -593.946800
Точка токораздела активных мощностей
ia= 2
Точка токораздела реактивных мощностей
ir= 2
Токи на участках линии
Car( 1)=77.145550 A
Car( 2)=17.375130 A
Car( 3)=39.601170 A
Car( 4)=59.404780 A
Эквивалентный ток равен
Carl=55.217960 A
Предварительный расчет сечения кабеля
S=55.217960 мм2
Потери напряжения на участках линии
Ul( 1)= 262.676300 B
Ul( 2)=45.044410 B
Ul( 3)= 103.505000 B
Ul( 4)= 204.215700 B
Потеря напряжения до активной точки токораздела
Ua= 307.720700 B
Потеря напряжения до реактивной точки токораздела
Ur= 307.720700 B
Выбрать провод сечением
S0=70.000000 мм2
При аварии в начале линии:
UU= 945.634700 В
При аварии в конце линии:
UU= 735.176500 В
Уточненый расчет мощности кольцевой сети
P источника И1 равна Pи1= 1118.230000 кВт
Q источника И1 равна Qи1= 796.574300 кВАр
P источника И2 равна Pи2= 872.310600 кВт
Q источника И2 равна Qи2= 598.370800 кВАр
7. Расчет разомкнутой электрической сети и выбор трансформатора 110/10 кВ
Цель расчета заключается в определение на основе информации о значении напряжения, а также значениях активной и реактивной мощностей
Рис.4. Схема двухцепной линии с трансформаторами по концам и схема её замещения
в нагрузочном узле схемы сети, напряжений в узлах и перетоков мощности на отдельных участках сети.
Повышающий и понижающий трансформаторы на схеме замещения представлены активными и индуктивными сопротивлениями, а поперечная проводимость трансформатора заменена постоянной нагрузкой (потерями активной и реактивной мощностей в стали трансформатора, приближенно равными потерям холостого хода).
Произведем необходимые вычисления по следующей программе, реализованной на языке FORTRAN. В данной программе производится выбор трансформатора согласно приложению 7.[2]. Но для этого необходимо предварительно просчитать полную нагрузку трансформатора 110/10 кВ. Выбор трансформатора происходит по расчетной мощности трансформатора с учетом 40%-й перегрузки аналогично п.3.:
Program fil5
open(4,file='is5.dat')
open(5,file='rez5.dat')
read(4,*)pnn,qnn,unom,un,dl,ej,udop
pnn-суммарная активная нагрузка (Ра+Рв+Рс+Ртр10/0.4)
qnn-суммарная реактивная нагрузка (Qа+Qв+Qс+Qтр10/0.4)
unom-номинальное напряжение сети
dl-длина линии
rt-активное сопротивление трансформатора
xt-индуктивное сопротивление трансформатора
dpst-активные потери в трансформаторе
dqst-реактивные потери в трансформаторе
str-номинальная мощность трансформатора
udop-допустимая потеря напряжения
dpk-потери короткого замыкания
uk-напряжение короткого замыкания
* Полная мощность
ss=sqrt(pnn**2+qnn**2)
write(5,*)' Полная мощность: Ss =',ss,' МВА'
sras=ss/1.4
write(5,*)'Расчетная мощность трансформатора: Sras =', sras,' МВА'
write(*,*)'Расчетная мощность трансформатора: Sras =', sras,' МВА'
write(*,*)' Введите Sном трансформатора в МВА'
read(*,*)str
write(5,*)'Номинальная мощность трансформатора: Str =', str,' МВА'
write(*,*)' Введите r трансформатора в Ом-х'
read(*,*)rt
write(*,*)' Введите x трансформатора в Ом-х'
read(*,*)xt
write(*,*)' Введите Pxx трансформатора в МВА'
read(*,*)dpst
write(*,*)' Введите Qxx трансформатора в МВА'
read(*,*)dqst
write(*,*)' Введите Pкз трансформатора в МВА'
read(*,*)dpk
write(*,*)' Введите Uкз трансформатора в %'
read(*,*)uk
* Потери активной мощности трансформатора
dpt=2*dpst+0.5*dpk*(ss/str)**2
* Потери реактивной мощности
dqt=2*dpst+0.5*(uk*str/100)*(ss/str)**2
write(5,*)' Потери P в тран-ре: dPt =',dpt,' МВт'
write(5,*)' Потери Q в тран-ре: dQt =',dqt,' МВАр'
* Активная и реактивная нагрузка
pnn1=pnn+dpt
qnn1=qnn+dqt
write(5,*)' Активная нагрузка линии: Pnn1 =',pnn1,' МВт'
write(5,*)' Реактивная нагрузка линии: Qnn1 =',qnn1,' МВАр'
* Полная нагрузка
ds=sqrt(pnn1**2+qnn1**2)
write(5,*)' Полная мощность: dS =',ds,' MВА'
* Расчетный ток
rabi=ds/(2*sqrt(3)*unom)*1000
write(5,*)' Расчетный ток линии: rabi =',rabi,' A'
* Сечение провода
s=rabi/ej
write(*,*)' Экономическое сечение провода: S =',s,' мм2'
write(*,*)' Введите сечение провода по паспорту'
read (*,*)s0
write(5,*)'Экономическое сечение провода: S =',s,' мм2'
write(5,*)'Cечение выбраного провода по паспорту: S0 =',s0,' мм2'
write(*,*)' Введите значение r0=?'
read(*,*)r0
write(*,*)' Введите значение x0=?'
read(*,*)x0
write(*,*)' Введите удельную емкостную проводимость b0=?'
read(*,*)b0
write(*,*)' Введите длительно допустимый ток Idop=?'
read(*,*)Idop
write(5,*)'Длительно допустимый ток в линии: Idop =',Idop,' A'
* Проверка по потере напряжения
* Считаем потерю напряжения в линии
uu=pnn1*1000*dl*r0/(2*unom)+qnn1*1000*dl*x0/(2*unom)
write(5,*)'Потеря напряжения: UU =',uu,' B'
write(5,*)'Потеря напряжения при откл. одной линии UU =',uu*2,' B'
write(5,*)'Расчетный ток в линии: rabi=',rabi,' A'
write(5,*)'Расчетный ток при откл. одной линии rabi =',rabi*2,' A'
* Проверим потерю напряжения для аварийного режима когда одна линия выходит из строя
if (uu*2.le.udop.and.rabi*2.le.Idop) then
write(5,*)' Выбрать провод сечением: S0 =',s0,' мм2'
write(5,*)' r0 =',r0,' Ом/км'
write(5,*)' x0 =',x0,' Ом/км'
write(5,*)' b0 =',b0,' См/км'
else
write(5,*)' Необходимо выбрать провод большего сечения'
endif
* Приведённое напряжение
Upr=Un*(Unom/Un)
write(5,*)' Приведённое напряжение: Upr =',Upr,' кВ'
* Потери активной мощности в трансформаторе
ptrr=(pnn**2+qnn**2)*0.5*rt/Upr**2
write(5,*)' Потери Р в трансформаторе: Ptrr =',ptrr,' МВт'
* Потери реактивной мощности в трансформаторе
qtrr=(pnn**2+qnn**2)*0.5*xt/Upr**2
write(5,*)' Потери Q в трансформаторе: Qtrr =',qtrr,' МВАр'
* Мощность активная и реактивная
pnt=pnn+ptrr+dpst*2
qnt=qnn+qtrr+dpst*2
write(5,*)' P в начале трансформатора: Pnt =',pnt,' МВт'
write(5,*)' Q в начале трансформатора: Qnt =',qnt,' МВАр'
* Напряжение в конце линии
Ukl=Upr+(pnn*0.5*rt+qnn*0.5*xt)/Upr
write(5,*)' Напряжение в конце линии: Ukl =',Ukl,' кВ'
* Мощность которую генерирует ёмкость в линию (т.к. линия двухцепная то в0 не делим на 2)
qc=(Ukl**2)*b0*dl/1000000
write(5,*)' Мощность генерируемая в линии Qc =',qc,' МВАр'
* Мощность в конце линии
pkl=pnt
qkl=qnt-qc
write(5,*)' P в конце линии: Pkl =',pkl,' МВт'
write(5,*)' Q в конце линии: Qkl =',qkl,' МВАр'
* Напряжение в начале линии
Unl=Ukl+(pkl*0.5*r0*dl+qkl*0.5*x0*dl)/Ukl
write(5,*)' Напряжение в начале линии Unl =',Unl,' кВ'
* Мощность в начале линии
pnl=pkl+(pkl**2+qkl**2)*0.5*r0*dl/ukl**2
qnl=qkl+(pkl**2+qkl**2)*0.5*x0*dl/ukl**2
write(5,*)' P в начале линии: Pnl =',pnl,' МВт'
write(5,*)' Q в начале линии: Qnl =',qnl,' МВАр'
* Мощность генерируемая ёмкостью
qc=(Unl**2)*b0*dl/1000000
write(5,*)' Мощность генерируемая ёмкостью Qc =',qc,' МВАр'
* Мощность конца трансформатора
pkt=pnl
qkt=qnl-qc
write(5,*)' P в конце трансформатора: Pkt =',pkt,' МВт'
write(5,*)' Q в конце трансформатора: Qkt =',qkt,' МВАр'
* Генераторное напряжение
Ug=Unl+(pkt*0.5*rt+qkt*0.5*xt)/Unl
write(5,*)' Приведенное напряжение на генераторе Ug =',Ug,' кВ'
* Напряжение на генераторе (истинное)
U=Ug/(Unom/Un)
write(5,*)' Истинное напряжение на генераторе U =',U,' кВ'
* Активная и реактивная генераторные мощности
pg=pkt+((pkt**2+qkt**2)*0.5*rt/Unl**2)+dpst*2
qg=qkt+((pkt**2+qkt**2)*0.5*xt/Unl**2)+dqst*2
write(5,*)' P генератора: Pg =',pg,' МВт'
write(5,*)' Q генератора: Qg =',qg,' МВАр'
* Отклонение напряжения в узле 1 от номинального
dUotk=((U-Un)/Un)*100
write (5,*)' Отклонение напряжения dUotk =',dUotk,' %'
* К.П.Д передачи
kpd=(pnn/pg)*100
write(5,*)' К.П.Д электропередачи KPD: =',kpd,' %'
end
Данные для расчета:
30.917 23.153 110 10 29 1 7700
где30,917-суммарная активная нагрузка сети 10 кВ;
23,153-суммарная реактивная нагрузка сети 10 кВ;
110-номинальное напряжение ВН трансформатора 110/10 кВ;
10-номинальное напряжение НН трансформатора 110/10 кВ;
29-длина ЛЕП, согласно заданию на КП;
1-экономическая плотность тока, А/мм2;
7700-допустимая потеря напряжения, В;
Выбор трансформатора 110/10 кВ
Результаты расчета программы:
Полная мощность: Ss =38.625410 МВА
Расчетная мощность трансформатора: Sras =27.589580 МВА
Номинальная мощность трансформатора: Str =32.000000 МВА
Потери P в тран-ре: dPt = 1.756293E-01 МВт
Потери Q в тран-ре: dQt = 2.517685 МВАр
Активная нагрузка линии: Pnn1 =31.092630 МВт
Реактивная нагрузка линии: Qnn1 =25.670680 МВАр
Полная мощность: dS =40.320410 MВА
Расчетный ток линии: rabi = 105.813600 A
Экономическое сечение провода: S = 105.813600 мм2
Cечение выбраного провода по паспорту: S0 = 120.000000 мм2
Длительно допустимый ток в линии: Idop = 375 A
Потеря напряжения: UU = 2341.725000 B
Потеря напряжения при откл. одной линии UU = 4683.450000 B
Расчетный ток в линии: rabi= 105.813600 A
Расчетный ток при откл. одной линии rabi = 211.627300 A
Выбрать провод сечением: S0 = 120.000000 мм2
r0 = 2.700000E-01 Ом/км
x0 = 3.650000E-01 Ом/км
b0 = 2.920000 См/км
Приведённое напряжение: Upr = 110.000000 кВ
Потери Р в трансформаторе: Ptrr = 1.152849E-01 МВт
Потери Q в трансформаторе: Qtrr = 2.681761 МВАр
P в начале трансформатора: Pnt =31.102290 МВт
Q в начале трансформатора: Qnt =25.904760 МВАр
Напряжение в конце линии: Ukl = 114.840800 кВ
Мощность генерируемая в линии Qc = 1.116794 МВАр
P в конце линии: Pkl =31.102290 МВт
Q в конце линии: Qkl =24.787970 МВАр
Напряжение в начале линии Unl = 117.043400 кВ
P в начале линии: Pnl =31.571840 МВт
Q в начале линии: Qnl =25.422740 МВАр
Мощность генерируемая ёмкостью Qc = 1.160046 МВАр
P в конце трансформатора: Pkt =31.571840 МВт
Q в конце трансформатора: Qkt =24.262690 МВАр
Приведенное напряжение на генераторе Ug = 121.804400 кВ
Истинное напряжение на генераторе U =11.073120 кВ
P генератора: Pg =31.750060 МВт
Q генератора: Qg =27.259910 МВАр
Отклонение напряжения dUotk =10.731230 %
К.П.Д электропередачи KPD: = 97 %
Список использованной литературы
1. Задания и методические указания к курсовым проектам. Электрические сети предприятий железнодорожного транспорта. – Иркутск: ИрИИТ, 2001. – 30 с.
2. Методические указания к курсовому проекту. Электрические сети предприятий железнодорожного транспорта. – Иркутск: ИрИИТ, 1999. – 36 с.
