Электрические системы и сети
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
Домашнее задание
по дисциплине:
«Электрические системы и сети»
Содержание
- Исходные данные………………………………………………………....3
- Выбор трансформаторов подстанций……………………………….….7
- Расчет параметров схем замещения линий электропередачи…………9
- Расчет параметров схем замещения подстанций……………………...12
- Список литературы……………………………………………….………16
Исходные данные
Вариант 1
Рис. 1.9. Схема №1
Рисунок 1 – Схема сети
Номинальные напряжения сети (рисунок 1) - 220/110/10 кВ.
Фактические напряжения источников питания схемы – UРЭС = 240 кВ Обозначения на рисунке:
- Л - линия электропередачи.
- П/С - подстанция (двухтрансформаторная), каждая сторона которой соответствует своему номинальному напряжению. На подстанциях с двумя номинальными напряжениями (две двойных черты на рисунке) устанавливаются двухобмоточные трансформаторы, а на подстанциях с тремя напряжениями - трехобмоточные трансформаторы или автотрансформаторы. РЭС - источник питания (региональная энергосистема).
- S – мощность потребителя.
Таблица 1.
Таблица 1.1. Типы и сечения линий схемы.
|
№ линии |
|||||
|
1 |
2,3,4,5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
3 |
АС-400(2) |
АС-240 |
F-3×240(2) |
F-3×120 |
F-3×70 |
Таблица 2.
Таблица 1.6. Длины линий, км.
|
№ линии |
||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
90 |
80 |
60 |
80 |
40 |
1 |
2 |
1,5 |
0,7 |
Таблица 3.
Таблица 1.11. Нагрузки потребителей, МВт, Мвар, МВА, и коэффициенты мощности нагрузок для схемы.
|
№ нагрузки |
|||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
S=80 cosφ=0,85 |
20+j15 |
15+j15 |
4+j1 |
2+j2 |
P=1 cosφ=0,9 |
S=0,8 tgφ=1 |
P=0,7 cosφ=0,8 |
Обозначения в таблице 1:
- AC - воздушная линия с неизолированными сталеалюминиевыми проводами.
- F – кабельная линия
- Цифра 2 в скобках обозначает, что линия двухцепная. При отсутствии этой цифры линия является одноцепной.
Рисунок 2 – Схема замещения сети
Представим нагрузки потребителей (таблица 3) в комплексном виде
= Р + ??;
= 150+j95
- S=60 P=45
- S=35 tgφ=0,9
0,3+j0,2
- P=1
- P=0,7 tgφ=1,1
0,7+j0,1 МВА
0,6+j0,3 МВА
Выбор трансформаторов подстанций
Для выбора трансформаторов необходимо определить полную мощность, передаваемую через подстанцию.
Выбор трансформаторов для подстанции №1
Согласно исходным данным и условию, представленному выше, выбираем для установки на П/С 1 два трансформатора марки ТДЦ- 125000/330 со следующими характеристиками [2]:
Номинальная мощность Sном=125 МВA;
Номинальные напряжения обмоток Uвн=347 кВ; Uнн=10,5 кВ.
Мощность и ток холостого хода Рх=145 кВт; Ix=0,5%
Мощность и напряжения короткого замыкания Рк=360 кВт; Uк% =11%.
Выбор трансформаторов для подстанции №2
Согласно исходным данным и условию, представленному выше, выбираем для установки на П/С 2 два трансформатора марки АТДЦТН- 125000/330/110 со следующими характеристиками [2]:
Номинальная мощность Sном=125 МВA;
Номинальные напряжения обмоток Uвн=330 кВ; Uсн=115 кВ Uнн=10,5 кВ.
Мощность и ток холостого хода Рх=115 кВт; Ix=0,5%
Мощность и напряжения короткого замыкания Рк=370 кВт; Uквс% =10%; Uквн% =35 %; Uксн% =24%
Выбор трансформаторов для подстанции №3
Согласно исходным данным и условию, представленному выше, выбираем для установки на П/С 3 два трансформатора марки ТД- 40000/110 со следующими характеристиками [2]:
Номинальная мощность Sном = 40 МВA.
Номинальные напряжения обмоток Uвн=121 кВ; Uнн=10,5 кВ.
Мощность и ток холостого хода Рх=50 кВт; Ix=0,65% .
Мощность и напряжения короткого замыкания Рк=160 кВт; Uк%=10,5%.
Расчет параметров схем замещения линий электропередачи.
- Определение активных сопротивлений воздушных линий Л1-Л4. Активное сопротивление воздушной линии определяется по формуле:
где l – длина линии, км; F – сечение провода или жилы кабеля, мм2; ρ – удельное активное сопротивление материала провода, которое можно принимать равным 28 Ом·мм2/км для алюминия и 17 Ом·мм2/км для меди; – число цепей линии;
– число проводов на фазу: для воздушных линий 220 кВ и ниже n = 1, для 330 кВ n = 2, при 500 кВ n = 3, при 750 кВ n = 5…7, при 1150 кВ n = 8…12.
.
Активное сопротивление кабельных линий Л5 – Л8 электропередачи следует определять через удельное активное сопротивление r0, приводимое в справочной литературе [2]:
где – погонное активное сопротивление кабеля (сопротивление, приходящееся на единицу длины), Ом/км,
- Для расчета погонных индуктивных сопротивлений
и емкостных проводимостей
определим радиус проводов. Сечение стальной части у проводов АС-500 - 26 мм2 , для АС-400 - 18 мм2, для АС-240 - 32 мм2. Тогда:
для АС-500/26
для АС-400/18
для АС-400/18
для АС-240/32
Погонное индуктивное сопротивление трехфазной воздушной линии напряжениями 35-220 кВ определяется по формуле:
где Dср - среднегеометрическое расстояние между фазами. При отсутствии других данных среднегеометрическое расстояние между фазами принимать равным для линий 35 кВ – 3,5 м; 110 кВ – 5 м; 220 кВ – 8 м; 330 кВ – 11 м; 500 кВ – 14 м; для линий 6 – 10 кВ с неизолированными проводами – 1,5 м, для линий 6 – 10 кВ с изолированными проводами – 0,4 м.
Погонная емкостная проводимость трехфазной воздушной линии равна:
Погонное индуктивное сопротивление трехфазной воздушной линии напряжениями 330 кВ и выше определяется по формуле:
Погонная емкостная проводимость трехфазной воздушной линии 330 кВ равна:
где а – расстояние между соседними проводами в фазе (расположенными в вершинах правильного многоугольника), которое может составлять от 300 до 600 мм.
Параметры и
для линии №1 (330 кВ) составят:
Параметры и
для линии №2,3 (330 кВ) составят:
Параметры и
для линии №4 (110 кВ) составят:
Индуктивные сопротивления и зарядные мощности рассчитываются по формулам:
Расчет параметров схем замещения подстанций
- Подстанция №1
На подстанции установлено два трансформатора марки ТДЦ- 125000/330 со следующими характеристиками [2]:
Номинальная мощность Sном=125 МВA;
Номинальные напряжения обмоток Uвн=347 кВ; Uнн=10,5 кВ.
Мощность и ток холостого хода Рх=145 кВт; Ix=0,5%
Мощность и напряжения короткого замыкания Рк=360 кВт; Uк% =11%.
Мощность холостого хода равна:
Активное и индуктивное сопротивления, а также коэффициент трансформации подстанции с двухобмоточными трансформаторами, приведенные к высшему напряжению, определяются следующим образом:
- Подстанция №2
На подстанции установлено два трансформатора марки АТДЦТН- 125000/330/110 со следующими характеристиками [2]:
Номинальная мощность Sном=125 МВA;
Номинальные напряжения обмоток Uвн=330 кВ; Uсн=115 кВ Uнн=10,5 кВ.
Мощность и ток холостого хода Рх=115 кВт; Ix=0,5%
Мощность и напряжения короткого замыкания Рк=370 кВт; Uквс% =10%; Uквн% =35 %; Uксн% =24%
Мощность холостого хода равна:
Напряжения короткого замыкания для обмоток:
Индуктивные сопротивления обмоток трансформатора:
Активные сопротивления обмоток автотрансформатора равны:
Коэффициенты трансформации:
- Подстанция №3
На подстанции установлено два трансформатора марки марки ТД- 40000/110 со следующими характеристиками [2]:
Номинальная мощность Sном = 40 МВA.
Номинальные напряжения обмоток Uвн=121 кВ; Uнн=10,5 кВ.
Мощность и ток холостого хода Рх=50 кВт; Ix=0,65% .
Мощность и напряжения короткого замыкания Рк=160 кВт; Uк%=10,5%.
Мощность холостого хода равна:
Активное и индуктивное сопротивления, а также коэффициент трансформации подстанции с двухобмоточными трансформаторами, приведенные к высшему напряжению, определяются следующим образом:
Список литературы
1. Идельчик, В. И. Электрические сети и системы: Учебник для вузов. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 582 с.
2. Справочник по проектированию электрических сетей / Под ред. Д. Л. Файбисовича. – М.: НЦ ЭНАС, 2009. – 320 с