Расчёт параметров установившегося режима
РАСЧЁТ УСТАНОВИВШИХСЯ РЕЖИМОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ
Курсовая работа по дисциплине
«Математические задачи электроэнергетики»
Выполнил: студент группы ЭС-10-1
Вилков Юрий Александрович
Принял: к. т. н., доцент
Акишин Леонид Александрович
Курсовая работа защищена
с оценкой ___________________
Иркутск 2012 г.
Оглавление
Введение. 2
РАЗДЕЛ 1. РАСЧЁТ УСТАНОВИВШЕГОСЯ РЕЖИМА РАЗОМКНУТОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ МЕТОДОМ «В ДВА ЭТАПА». 2
1.1. Исходные данные. 2
1.2. Схема замещения. 2
1.3. Расчёт параметров установившегося режима. 2
1.3.1. Первая итерация. 2
1.3.2. Вторая итерация. 2
1.4. Баланс мощностей. 2
1.5. Карта установившегося режима. 2
РАЗДЕЛ 2. РАСЧЁТ УСТАНОВИВШЕГОСЯ РЕЖИМА КОЛЬЦЕВОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ МЕТОДОМ «В ДВА ЭТАПА». 2
2.1. Исходные данные. 2
2.2. Схема замещения. 2
2.3. Расчёт параметров установившегося режима. 2
2.4. Баланс мощностей. 2
2.5. Карта установившегося режима. 2
Литература. 2
Введение
Одним из важных этапов решения электроэнергетических задач является расчёт установившихся (стационарных) режимов электрических сетей. Целью расчёта установившегося режима (физического состояния) электрической сети является определение электрических параметров состояния: напряжений в узлах, электрических токов и потоков мощности по ветвям, потерь мощности в сети и пр. Результаты таких расчётов позволяют выяснить:
1) осуществим ли данный режим электрической сети, т. е. возможна ли передача требуемой мощности от источников электрической энергии к потребителям;
2) находятся ли в заданных (допустимых) пределах напряжения в узлах;
3) допустимы ли токовые нагрузки элементов электрических сетей в нормальных и послеаварийных режимах.
Наряду с решением перечисленных вопросов расчёты установившихся режимов электрических сетей необходимо проводить при исследовании условий работы электрических систем в переходных, послеаварийных режимах, решении задач оперативной оценки текущих состояний и управления ими, оптимизации краткосрочных и долгосрочных режимов, при оценке и планировании потерь электроэнергии и ряде других задач эксплуатации, развития и проектирования электрических систем. По оценке доля расчётов установившихся режимов в расчётной практике составляет до 80 %.
Расчёт установившегося режима электрических сетей сводится к решению нелинейных уравнений, описывающих режим. Основой для такого описания состояния электрических сетей являются законы Кирхгофа и Ома, связывающие токи и напряжения в электрической сети через её параметры.
Для построения алгоритмов расчёта параметров установившихся режимов используются узловые и контурные уравнения. Наиболее применимы в указанной задаче уравнения узловых напряжений как наиболее удобные для реализации на ЭВМ. Уравнения узловых напряжений записывают в форме баланса токов и баланса мощностей.
В двух разделах данной курсовой работы применяется «ручной» приближённый метод расчёта электрических сетей – метод «в два этапа». В первом разделе с его помощью рассчитан установившийся режим разомкнутой электрической сети, во втором разделе – кольцевой сети. Знание данного итерационного метода даёт возможность глубже понимать физический процесс, происходящий в сети, устанавливать взаимосвязь режимных и схемных параметров между собой и принимать правильные решения при управлении режимами в результате их анализа.
РАЗДЕЛ 1. РАСЧЁТ УСТАНОВИВШЕГОСЯ РЕЖИМА РАЗОМКНУТОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ МЕТОДОМ «В ДВА ЭТАПА»
Исходные данные
Электрическая схема цепи:
Схема замещения
Для линии 120 кВ составляем схему замещения без учёта потерь активной мощности на корону (то есть без активных поперечных проводимостей в схемах замещения линий).
Для «ручных» расчётов составляем упрощенную схему замещения и вычисляем все её параметры по известным формулам.
Линия 1:
Линия 2
Подстанция ПС 1:
Подстанция ПС 2:
Далее ведем расчет потерь мощности в поперечных проводимостях линий и подстанций:
Расчёт параметров установившегося режима
Первая итерация
Для нахождения напряжений в узлах зададимся нулевыми приближениями 
и точностью вычислений 
.
Первый этап:
Определяем потоки и потери мощности в элементах схемы замещения, последовательно перемещаясь от конца разомкнутой сети (от нагрузок подстанций) к её началу (к электростанции).
Второй этап:
Определяем напряжения в узлах и падения напряжения в элементах схемы замещения при перемещении от начала сети (от электростанции с её известным базисным напряжением) к её концу (к нагрузкам).
Проверяем условия окончания:
;
;
;
.
Ни одно из условий окончания не выполняется. Делаем вторую итерацию.
Вторая итерация
Вернёмся к исходной схеме замещения и рассчитаем зарядные мощности линий и потери мощности в стали по точным формулам, используя уже вычисленные напряжения в узлах:
Первый этап:
Второй этап:
Проверяем условия окончания:
;
;
;
.
Ни одно из условий окончания не выполняется. Нужно делать третью итерацию, но по указанию преподавателя прерываем итерационный процесс. Условно принимаем полученные значения параметров УР за действительные и наносим их на карту режима.
Баланс мощностей
Баланс по активной мощности:
;
;
Баланс по реактивной мощности:
;
;
| Суммарные показатели установившегося режима | Мощность | |
| активная, МВт | реактивная, Мвар | |
| Генерация | 80,85 | 43,1 |
| Нагрузка | ||
| Потери | 0,85(1,06%) | 15,186(30,37%) |
| Зарядная мощность | – | 22,086 |
Подсчитаем относительные потери (в процентах) активной и реактивной мощности в сети:
