- Выполнить расчет релейной защиты выбранной подстанции
Для технического расчета выбрана подстанция Т-3
В процессе реального проектирования электрической сети приходится решать и ряд других важных вопросов. Например, механический расчет проводов, опор, фундаментов воздушных линий, проводить разработку мероприятий по снижению потерь мощности и энергии в сети, разработку мероприятий по оптимальной компенсации реактивной мощности в сети, выбор устройств по грозозащите линий и подстанций, выбор схем коммутации подстанций и коммутационной аппаратуры и т.д. В данном курсовом проекте эти вопросы не рассматриваются.
Расчет электрической сети
2.1 Исходные данные
Исходными данными для расчета являются принципиальная схема сети, параметры линий и трансформаторов, напряжения на участках.
2.2 Расчет параметров схемы замещения:
2.2.1 Расчёт параметров линий включает в себя расчет активного и реактивного сопротивлений, а так же зарядной мощности.
По каталожным данным [3] в соответствии условия находим удельные параметры линий:
Таблица 2.1- Каталожные данные линий [3]
|
|
R0 Ом/км |
Х0 Ом/км |
b0 См/км |
|
Л-1 |
0,098 |
0,429 |
0,000264 |
|
Л-2 |
0,12 |
0,405 |
0,000281 |
|
Л-3 |
0,198 |
0,42 |
0,000270 |
где
R0 - удельное активное сопротивление линии, Ом/км
Х0 - удельное реактивное сопротивление линии, Ом/км
b0 - удельная емкостная проводимость линии, См/км
Активное сопротивление линии находится по формуле[3]:
RЛ= R0*lл (2.2.1)
Реактивное сопротивление линии находится по формуле[3]:
ХЛ=Х0*lл (2.2.2)
Зарядная мощность находится по формуле[3]:
QЛ=Uл2*b0*lл/2 (2.2.3)
где
U – напряжение линии, кВ
l – длина линии, км
Используя формулы (2.2.1) - (2.2.3) найдем параметры схемы замещения для линий.
2.2.1.2 Параметры линии Л-1:
RЛ1= R0*l1=0,098*100=9,8 Ом
ХЛ1=0,429*100=42,9 Ом
QЛ1= 2202*2,64*10-6*100/2=6,388 МВАр.
2.2.1.3 Параметры линии Л-2:
RЛ2= R0*l2=0,12*40=4,8 Ом.
ХЛ2=Х0*l2=0,405*40=16,2 Ом.
QЛ2=U2*b0*l2/2=1102*2,81*10-6*40/2=0,68 МВАр.
2.2.1.4 Параметры линии Л-3:
RЛ3= R0*l3=0,198*20=3,96 Ом.
ХЛ3=Х0*l3=0,42*20=8,4 Ом.
QЛ3=U2*b0*l3/2=1102*2,7*10-6*20/2=0,3267 МВАр.
2.2.2 Расчёт параметров трансформаторов включает в себя расчет активного и реактивного сопротивления, а так же потери холостого хода
Исходными данными для расчета являются каталожные параметры трансформаторов.
Активное сопротивление обусловлено потерями активной мощности во всех обмотках трансформатора и находится из опыта К.З. по формуле[3]:
RТ= (2.2.4)
Реактивное сопротивление трансформатора находится по формуле[3]:
ХТ= (2.2.5)
Потери реактивной мощности из опыта Х.Х. находятся по формуле[3]:
∆QXТ= (2.2.5)
Потери мощности находятся по формуле[1]:
∆SХТ=∆РХ+j∆QX (2.2.5)
Напряжения КЗ для лучей схемы замещения соответствующих сторон трехобмоточного трансформатора находятся по формулам[3]:
UКВ=0,5(UКВ-С+UКВ-Н-UКС-Н) (2.2.6)
UКС=0,5(UКВ-С-UКВ-Н+UКС-Н) (2.2.7)
UКН=0,5(-UКВ-С+UКВ-Н+UКС-Н) (2.2.8)
Используя формулы (2.2.4) - (2.2.8) найдем параметры схемы замещения для трансформаторов
2.2.2.1 Параметры трансформатора Т-1
Активное сопротивление обусловлено потерями активной мощности во всех обмотках трансформатора и находится из опыта К.З. по формуле[1]:
Rобщ1===1,36 Ом.
В каталоге приведено одно значение мощности К.З. которое соответствует замыканию обмоток высшего и среднего напряжения, тогда сопротивление в каждой из обмоток трансформатора можно найти по формуле[1]:
RТ1В=RТ1С=RТ1Н=0,5* Rобщ1=0,5*1,36=0,68 Ом.
Где RТВ - активное сопротивление обмотки высшего напряжения трансформатора, RТС - активное сопротивление обмотки среднего напряжения трансформатора, RТН - активное сопротивление обмотки низшего напряжения трансформатора.
В каталоге также заданы напряжения соответствующие опыту К.З., используя которые можно найти напряжения К.З. в каждой обмотке по формулам[1]:
UКВ1=0,5(UКВ-С+UКВ-Н-UКС-Н)=0,5(7,3+70-60)=17,3 %,
UКС1=0,5(UКВ-С-UКВ-Н+UКС-Н)=0,
UКН1=0,5(-UКВ-С+UКВ-Н+UКС-Н)=0,5(-7,3+70+60)=122,3 %.
По найденным напряжения К.З. в каждой обмотке можно найти реактивное сопротивление в каждой обмотке трансформатора[1]:
ХТ1В===78,5 Ом.
ХТ1С=0.
ХТ1Н===60,5 Ом.
Рассчитываем также потери реактивной мощности из опыта Х.Х. по формуле[1]:
∆QXТ1==1,2 МВАр.
Потери мощности Х.Х. первого трансформатора можно записать [1]:
∆SХТ1=∆РХТ1+j∆QXТ1=0,13+j1,2 МВА.
По аналогичному методу рассчитываем параметры остальных трансформаторов :
2.2.2.2 Параметры трансформатора Т-2
Rобщ2===2,36 Ом.
Хобщ2===39,7 Ом.
∆QXТ2==0,864 МВАр.
∆SХТ2=∆РХТ2+j∆QXТ2=0,086+j0,864 МВА.
2.2.2.3 Параметры трансформатора Т-3:
Rобщ3===0,94 Ом.
UКВ3=0,5(UКВ-С+UКВ-Н-UКС-Н)=0,5(11+45-28=14 %,
UКС3=0,5(UКВ-С-UКВ-Н+UКС-Н)=0,
UКН3=0,5(-UКВ-С+UКВ-Н+UКС-Н)=0,5(-11+45+28)=31 %.
ХТ3В===54,21 Ом.
ХТ3С=0.
ХТ3Н===120 Ом.
∆QXТ3==0,625 МВАр.
∆SХТ3=∆РХТ3+j∆QXТ3=0,065+j0,625 МВА.
2.3 Составление расчетной схемы замещения сети
2.3.1 Упрощение схемы замещения:
Для облегчения понимания схемы замещения целесообразно ввести индексацию контрольных узлов и точек цепи:
По схеме №1
Принимаем т.1 – средняя точка Т-1.
Принимаем т.2 –Т-1 со стороны средней обмотки с одной стороны и линия Л-1 с другой.
Принимаем т.3 – линия Л-1 с одной стороны и к Т-3 со стороны высшей обмотки с другой.
Принимаем т.4 – средняя точка Т-3.
Принимаем т.5 – Т-3 со стороны низшей обмотки и нагрузка S3.
Принимаем т.6 –Т-1 со стороны низшей обмотки с одной стороны и линия Л-2 с другой.
Принимаем т.7 –Т-3 со стороны средней обмотки с одной стороны и линия Л-3 с другой и нагрузка S2.
Принимаем т.8 – шина подключена к линиям 2 и 3 с одной стороны и к трансформатору Т-2 с другой.
Принимаем т.9 – шина подключена к Т-2 с одной стороны и к нагрузке S1 с другой.
Рисунок 2.1 – Схема замещения сети
2.4 Расчет мощностей в точках схемы в нормальном режиме работы сети
При расчете мощностей идем по направлению от известных мощностей потребителя к искомой мощности на входе цепи расчетной согласно схеме замещения (используя формулы [1], [2]).
2.4.1.Рассчитываем мощность в начале участка 4-5:
S45=S3+∆ST3=S3+=
=15+j10+=15,003+j10,804 МВА.
2.4.2.Рассчитываем мощность перед трансформатором Т-2:
S89= S1+∆SХТ2+=60+j30+0,086+j0,864+=
=60,3+j34,55 МВА.
2.5 Расчет нормального режима замкнутой сети (S=Smax)
(используя формулы [1], [2]).:
Расчет режима замкнутой сети выполняется так же, как сети с двусторонним питанием при одинаковых напряжениях источников питания [1]. Расчетная схема кольцевой сети, условно разрезанной по шинам источника питания, имеет вид, представленный на рисунке
Рисунок 2.2 - Расчетная схема кольцевой сети
Выбираются направления мощностей, в качестве приближения принимаются напряжения во всех узлах равными номинальному и определяется потокораспределение на отдельных участках сети без учета потерь в ней.
2.5.1 Найдем сопротивления
Z1=Z1С+Z3В+ZЛ1=0,68+9,8+j42,9+0,47+j54,21=11+j97 Ом.
Z2=Z1Н+ ZЛ2=0,68+j60,5+4,8+j16,2=5,48+j76,7 Ом.
Z3=ZЛ3=3,96+j8,4 Ом.
Z4=Z3С=0,47 Ом.
Рассчитываем мощности на участках сети с двухсторонним питанием, для этого определяем мощность на головных участках:
2.5.2
S18==
=63,679+j37,626 МВА.
2.5.3
S14===51,62+j27.72 МВА.
2.5.4 Проверка:
S14+S18=S89+S2+S45
63,679+j37,626 +51,62+j27.72 =60,3+j34,5+15+j10+40+j20
