Расчет электроэнергетической системы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Задание

Расчетная схема:

Расчетные параметры:

U2/U1 кВ

Р2/Р1 МВт

l1, км

l2, км

l3, км

l4, км

l5, км

l6, км

РН1, МВт

РН2, МВт

РН3, МВт

РН4, МВт

500/220

930/310

2х75

2х400

69

94

62

41

480

205

143

464

Коэффициент мощности всех нагрузок cosц=0.85

1. Выбор элементов ЭЭС

1.1 Выбор силовых трансформаторов и генераторов

1) Выбор АТ1: Выбираем по подводимой мощности Р2=930 МВт:

Выбираем АТ : 4х3 х АОДЦТН-167000/5000/2200

Пределы Регулирования	ДРк, кВт	Uк, %		UHOM обмоток, кВ
	В-С	В-Н	С-Н	В-С	В-Н	С-Н		ВН	СН	НН
	315	105	95	11	35	21,5	2004	500	230	11

Проверка по условиям загрузки в нормальном и послеаварийном режиме:

АТ выбран.

ДРкв=3/2*( ДРкв-с+ ДРкв-н- ДРкс-н)=3/2*(315+105-95)=487,5 кВт

ДРкс=3/2*( ДРкв-с+ ДРкс-н- ДРкв-н)=3/2*(315+95-105)=457,5 кВт

ДРкн=3/2*( ДРкв-н+ ДРкс-н- ДРкв-н)=3/2*(105+95-315)=0 кВт

Uк%в=1/2*( Uкв-с+ Uкв-н+ Uкс-н)=1/2*(11+35-21,5)=12,25%

Uк%с=1/2*( Uкв-с+ Uкс-н+ Uкв-н)=1/2*(11+21,5-35)=0%

Uк%н=1/2*( Uкв-н+ Uкс-н+ Uкв-с)=1/2*(35+21,5-11)=22,75%

Хат1в= Uк%в*Uном2/(100%*nтр*Sном)=12,25*5152/100/4/501=16,25 Ом

Хат1с= Uк%с*Uном2/(100%*nтр*Sном)=0 Ом

Хат1н= Uк%н*Uном2/(100%*nтр*Sном)=22,75*5152/100/4/501=30,17 Ом

Rат1в= ДРкв *Uном2/(nтр*Sном2)=487,5*5152/4/5012=0,128 Ом

Rат1с= ДРкс *Uном2/(nтр*Sном2)=457,5*5152/4/5012=0,12 Ом

Rат1н= ДРкн *Uном2/(nтр*Sном2)=0*5152/4/5012=0 Ом 2) Выбор АТ2:

Выбираем по подводимой мощности

Рmax=(930+310+143)*0,4=553,2 МВт:

Выбираем АТ : 2х3 х АОДЦТН-167000/5000/2200

Пределы Регулирования	ДРк, кВт	Uк, %		UHOM обмоток, кВ
	В-С	В-Н	С-Н	В-С	В-Н	С-Н		ВН	СН	НН
	315	105	95	11	35	21,5	2004	500	230	11

Проверка по условиям загрузки в нормальном и послеаварийном режиме:

АТ выбран.

ДРкв=3/2*( ДРкв-с+ ДРкв-н- ДРкс-н)=3/2*(315+105-95)=487,5 кВт

ДРкс=3/2*( ДРкв-с+ ДРкс-н- ДРкв-н)=3/2*(315+95-105)=457,5 кВт

ДРкн=3/2*( ДРкв-н+ ДРкс-н- ДРкв-н)=3/2*(105+95-315)=0 кВт

Uк%в=1/2*( Uкв-с+ Uкв-н+ Uкс-н)=1/2*(11+35-21,5)=12,25%

Uк%с=1/2*( Uкв-с+ Uкс-н+ Uкв-н)=1/2*(11+21,5-35)=0%

Uк%н=1/2*( Uкв-н+ Uкс-н+ Uкв-с)=1/2*(35+21,5-11)=22,75%

Хат2в= Uк%в*Uном2/(100%*nтр*Sном)=12,25*5152/100/2/501=32,5 Ом

Хат2с= Uк%с*Uном2/(100%*nтр*Sном)=0 Ом

Хат2н= Uк%н*Uном2/(100%*nтр*Sном)=22,75*5152/100/2/501=60,34 Ом

Rат2в= ДРкв *Uном2/(nтр*Sном2)=487,5*5152/2/5012=0,256 Ом

Rат2с= ДРкс *Uном2/(nтр*Sном2)=457,5*5152/2/5012=0,24 Ом

Rат2н= ДРкн *Uном2/(nтр*Sном2)=0*5152/2/5012=0 Ом

3) Выбор Т1:

Выбираем по мощности нагрузки Рн2=205 МВт:

Выбираем Т1: два ТДЦ-200000/220

Пределы регулирования		UHOM,кВ ВН	UHOM,кВ НН	Uк,%,	ДРк, кВт
	900	242	13,8	11	580

Проверка по условиям загрузки в нормальном и послеаварийном режиме:

Т1 выбран.

Rт1= ДРк *Uном2/(nтр*Sном2)=580*2302/2/2002=0,38 Ом Хт1= Uк%*Uном2/(100%*nтр*Sном)=11*2302/100/2/200=14,56 Ом

4) Выбор Т3:

Выбираем по мощности нагрузки Рн4=464 МВт:

Выбираем Т3: два ТДЦ-400000/220

Пределы регулирования		UHOM,кВ ВН	UHOM,кВ НН	Uк,%,	ДРк, кВт
-	1600	242	13,8	11	880

Проверка по условиям загрузки в нормальном и послеаварийном режиме:

Т3 выбран.

Rт3= ДРк *Uном2/(nтр*Sном2)=880*2302/2/4002=2,42*10-3 Ом Хт3= Uк%*Uном2/(100%*nтр*Sном)=11*2302/100/2/400=7,27 Ом

4) Выбор генераторов и трансформаторов электрических станций:

Первый генератор выберем по Р1=310 МВт: выберем ТВВ-320-2

Второй генератор выберем по Р2=930 МВт: выберем ТВВ-1000-2

Каталожные данные турбогенераторов:

Генер- атор	Р, МВт		Q, МВар	UНОМ, кВ	, %	, %	, %	, %	, %	, %
Г1	320	0,85	198	20	17,3	25,8	169,8	17	21,1	9
Г2	1000	0,9	475	24	26,9	38,2	282	26,9	32,8	14,2

Выбор ТГ1:

Выбираем по мощности нагрузки Р1=310 МВт:

Выбираем ТГ1: два ТДЦ-400000/220

Пределы регулирования		UHOM,кВ ВН	UHOM,кВ НН	Uк,%,	ДРк, кВт
-	1600	242	20	11	880

Проверка по условиям загрузки в нормальном и послеаварийном режиме:

ТГ1 выбран.

Rтг1= ДРк *Uном2/(nтр*Sном2)=880*2302/2/4002=2,42*10-3 Ом Хтг1= Uк%*Uном2/(100%*nтр*Sном)=11*2302/100/2/400=7,27 Ом

Выбор ТГ2:

Выбираем по мощности нагрузки Р2=930 МВт::

Выбираем ТГ2: два ТЦ-1000000/500

Пределы регулирования		UHOM,кВ ВН	UHOM,кВ НН	Uк,%,	ДРк, кВт
-	3800	525	24	14,5	2000

Проверка по условиям загрузки в нормальном и послеаварийном режиме:

ТГ2 выбран.

Rтг2= ДРк *Uном2/(nтр*Sном2)=2000*2302/2/10002=0,053 Ом Хтг2= Uк%*Uном2/(100%*nтр*Sном)=14,5*2302/100/2/1000=3,8 Ом

1.2 Выбор сечений проводов линий электропередачи

1) Выбор сечения проводов для ВЛ 1:

Ток линии в режиме максимальных нагрузок:

413,9 А

Сечение ЛЭП:

Выбираем провод АС сечением 400 мм2 и произведем проверку по длительно допустимому току:

Значение допустимого тока: ;

Выбираем провод АС-400/22 .

7,5	42	2,7	14,4

2) Выбор сечения проводов для ВЛ 2:

Ток линии в режиме максимальных нагрузок:

554,6 А

Сечение ЛЭП:

Выбираем провод АС сечением 500 мм2 и произведем проверку по длительно допустимому току:

Значение допустимого тока:

;

Выбираем провод АС-500/27

2	30,4	3,64	91

3) Выбор сечения проводов для ВЛ6:

Выбираем провод АС сечением 400 мм2 и произведем проверку по длительно допустимому току:

Значение допустимого тока: ;

Выбираем провод АС-400/22

7,5	42	2,7	2,7

4) Выбор сечений проводов в кольцевой цепи:

Мощность подводимая к кольцевой цепи со стороны Г1 и Г2:



Определим потоки мощности отходящие от узла 7, при допущении, что все провода одинакового сечения:

Выбраем все провода АС сечением 240 мм2

У сечения 240 мм2 максимально допустимый ток равен 610 А

Проерим линии, при аварийном режиме( отключение ВЛ5)

Проходит по длительно допустимому току.

Выбираем провод АС-240/32 .

12,1	43,5	2,6	13,9

Все значения параметров взяты из Ракотян С.С., Шапиро И.М. Справочник по проектированию электроэнергетических систем.

2. Расчет установившегося режима работы электроэнергетической системы

Составление схемы замещения системы:

2.1 Расчет параметров схемы замещения

1) Расчет параметров ВЛ1:

2) Расчет параметров ВЛ2:

3) Расчет параметров ВЛ3:

4) Расчет параметров ВЛ4:

5) Расчет параметров ВЛ5:

6) Расчет параметров ВЛ6:

2.2 Расчет режима энергосистемы

Расчет режима от первого генератора:

Находим реактивную мощность Г1:

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

Sнл1=Р1+j*Q1+j*Qзар1=380+j*192,121+j*2,025=310+j*194,146 МВА

МВА

S3'=Sнл1-ДSл1+j*Qзар1=310+j*194,146-7,082-

j*39,834+j*2,025=302,918+j*156,336 МВА

| S3'|=340,882 МВА

U3'=U1-ДU23=230-17,07-j*18,86=212,93-j*18,86

| U3' |=213,76 кВ

Расчет режима от второго генератора:

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



Расчёт низкой стороны по данным конца:

Пусть U11=515 кВ тогда

Sат1нач=Pн1+j*Qн1+ДSат1н=480+j*297,477+j*36,275=480+j*333,752 МВА

U11=|U0| - ДUат1н=440,002-22,885-j*32,913=417,117-j*32,913 кВ

|U11|=418,413 кВ

kат1=500/11=45,455

U11р= |U11|/ kат1=418,413/45,455=9,205 кВ

Полученное значение напряжения не удовлетворяет допуску по напряжению(10 кВ 5%)

Для достижения необходимого значения можно либо компенсировать реактивную мощность, либо поставить в цепь линейный трансформатор, чтобы уменьшить коэффициент трансформации.

Подбёрем количество отпаек, нужное для поднятия напряжения до уровня 10 кВ

n= (|U11р|/10-1)/0,021=-3,78

Получаем, что надо использовать -4 отпайки

kат1нов= kат1+n*0,021* kат1=45,455-4*0,021*45,455=41,64

U11р= |U11|/ kат1нов =418,413/41,64=10,048 кВ

Продолжаем расчёт цепи:

Sат1с=Sат1в - Sат1нач=911,856+j*578,423-480-j*333,752=431,856+j*244,671 МВА

S10= Sат1с- ДSат1с=431,856+j*244,671-0,153=431,704+ j*244,671 МВА

U10=|U0| - ДU10,ат1=440,002-0,118+j*0,067=439,884+j*0,067 кВ

U10р= |U10|*220/500=439,884*220/500=193,549 кВ

kат1=500/220=2,273

Подбёрем количество отпаек, нужное для поднятия напряжения до уровня 220 кВ

n= (|U10р|/220-1)/0,021=-5,725

Получаем, что надо использовать -6 отпаек

kат1нов= kат1+n*0,021* kат1=2,273-6*0,021*2,273=1,986

U10р= |U10|/ kат1нов =439,884/1,986=221,452 кВ

Sл6=S10 +j*Qл6=431,704+j*244,671+j*1,661=431,704+j*246,331 МВА

S3”=Sл6 -ДSл6 +j*Qл6=431,704+j*246,331-5,164-j*28,916+j*1,661=426,54+j219,076

| S3”|=479,511 МВА

U3”=|U10р| - ДU10,3=221,452-8,383-j*10,05=213,069-j*10,05 кВ

|U3”|=213,306 кВ

Посчитаем погрешность полученных напряжений из расчёта линий от генератора 1 и генератора 2

Д= (|U3'|-|U3”|)/ |U3'|*100%=0,281%

U3=(|U3'|+|U3”|)/2=213,533 кВ

Погрешность составила меньше 1%, попадаем в допуск.

Расчёт схемы при подходе к кольцу:

Пусть U4=230 кВ

S3нач=Pн4+j*Qн4+ДSт3=464+j*287,68+0,013+j*40,93=464,013+j*328,61 МВА

U4=|U3|-ДU3,4=213,533-11,19-j*15,79=202,343-j*15,79 кВ

|U4|=202,96 кВ

kт3=220/11=20

U4р= |U11|/ kт3=202,96/20=10,148 кВ

Полученное значение напряжения удовлетворяет допуску по напряжению(10 кВ 5%)

Пусть U6=230 кВ

S1нач=Pн2+j*Qн2+ДSт1=205+j*127,1+0,418+j*16,016=205,418+j*160,432 МВА

сеть схема замещение электропередача

Определим мощность, которая втекает в кольцо:

S3=S3”+S3'-S3нач=426,54+j*219,076+302,918+j*156,336-464,013-j*328,514=265,445+j*45,889 S3=265,445+j*45,889 МВА

Для расчёта кольцевой сети вынесем зарядные мощности, протекающие по линиям, за пределы кольца:

S3рас=S3+j*Qл3+j*Qл4=265,445+j*46,889+j9,591+j*13,066=265,445+j*69,556

Схема кольцевой сети:

Разорвём кольцевую сеть в узле №7, получим:

Определим потоки мощности отходящие от узла 7 :

Узел потокораздела - узел №5.

Разобьём нашу схему на два участка:

Пусть все напряжения в узлах равны 230 кВ.

Должно выполняться условие:

S1нач=S35+S7”

S1нач=205,418+j*160,432 МВА

S35+S7”=152,57+j*86,038+52,848+j*74,394=205,418+j*160,423 МВА

Условие выполняется.

Участок 2:

S1нач= S7”+ДS5”7”=52,848+j*74,399+1,238+j*4,455=54,086+j*78,849 МВА

Участок 1:

S2нач= S35+ДS35'=152,57+j*86,038+3,3+j*11,857=155,87+j*97,895 МВА

U5'=|U3|-ДU3,5'=213,533-13,526-j*12,315=200,09-j*12,315 кВ

|U5'|=200,388 кВ

S37'= S3рас-S2нач”=265,445+j*69,556-157,87-j*97,895=109,575-j*28,34 МВА

S7'к= S37'-ДS37'=109,575-j*28,34-1,171-j*4,214=108,404-j*32,554 МВА

U7'=|U3|-ДU7'=213,5+0,17-j*8,251=213,705-j*8,251 кВ

|U7'|=213,865 кВ

Так как 7' и 7” одна и таже точка, то напряжение в этих точках равны, следовательно

|U7”|=213,865 кВ

Участок 2:

U5”=|U7”|-ДU5”7”=213,865-11,615-j*4,709=202,25-j*4,709 кВ

|U5”|=202,305 кВ

Так как точка 5' и 5” одна и та же точка, посчитаем погрешность получившихся напряжений

Д= (|U5”|-|U5'|)/ |U5”|*100%=(202,305-200,388)/202,305*100%=0,947%

U5=(|U5'|+|U5”|)/2=(202,305+200,388)/2=201,346 кВ

Проверка кольца ( по активной мощности):

Вернёмся к напряжению на нагрузке Рн2 и рассчитаем его:

U6=|U5|-ДU56=201,346-5,804-j*3,762=195,542-j*3,762 кВ

|U6|=195,578 кВ

kт1=220/11=20

U6р= |U6|/kт1=195,578/20=9,779 кВ

Подбёрем количество отпаек, нужное для поднятия напряжения до уровня 10 кВ

n= (|U6р|/10-1)/0,025=-0,884

Получаем, что надо использовать -1 отпайку

kт1нов= kт1+n*0,025* kт1=20-1*0,025*20=19,5

U6р= |U6|/ kт1нов =195,578/19,5=10,03 кВ

Расчёт сети после кольцевого участка:

Посчитаем мощность, которая вытекает из кольца

S7=S7'к-S1нач+j*Qл3+ j*Qл5=108,404-j*32,554-54,086+j*78,849+j*9,591+j*4,309=54,317-j*97,502 S7 =54,317-j*97,502 МВА

S80= S7-ДSат2с=54,317-j*97,502-0,065=54,252-j*97,502 МВА

U80=|U7|-ДUат2с=213,865-0,061-j*0,109=213,804-j*0,109 кВ

| U80|=213,804 кВ

Расчёт низкой стороны по данным конца:

Пусть U8=230 кВ тогда

S8нач=Pн3+j*Qн3+ДSат2н=143+j*88,62+j*32,284=143+j*120,907 МВА

U8=|U80| - ДUат2н=213,804-34,123-j*40,358=179,681-j*40,358 кВ

|U8|=184,158 кВ

kат2=220/11=20

U8р= |U8|/ kат2=184,158/20=9,208 кВ

Поставим линейный трансформатор и подбёрем количество отпаек, нужное для поднятия напряжения до уровня 10 кВ

n= (|U8р|/10-1)/0,021=-3,77

Получаем, что надо использовать -4 отпайки

kат2нов= kат2+n*0,021* kат2=20-4*0,021*20=18,32

U8р= |U8|/ kат2нов =184,158/18,32=10,052 кВ

Sат2в= S8нач-S80=143+j*120,907-54,252+j*97,502=88,748+j*218,41 МВА

S9= Sат2в+ДSат2в=88,748+j*218,41+0,311+j*39,515=89,059+j*257,925 МВА



U9=|U80| + ДU980=213,804+33,306+j*13,229=247,11+j*13,229 кВ

| U9|=247,464 кВ

Kат2=500/220=2,273

U9р= |U9|*kат2=247,464*2,273=562,418 кВ

Подбёрем количество отпаек, нужное для снижения напряжения до уровня 500 кВ

n= (|U9р|/500-1)/0,021=5,945

Получаем, что надо использовать 5 отпаек

Kат2нов= kат2-n*0,021* kат2=2,273-5*0,021*2,273=2,034

U9р= |U9|*kат2нов =247,464*2,034=503,364 кВ

2.3 Выполним расчет режима работы для линии электропередачи, отходящей от генератора Г2, автотрансформатора АТ и нагрузки Н1

При заданной для максимального режима активной мощности и трех значениях реактивной мощности генератора Г2. И построим зависимости напряжения на приемном конце линии ВЛ2, потерь активной мощности на рассматриваемом участке и напряжения на нагрузке Н1 от реактивной мощности отправного конца:

1)

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

S12=P21+j*Q2-ДSл2+j*Qзар2=930+j*697,5-19,612-j*298,106+j*364=910,388+j*763,394 МВА

U12=U2-ДU13,12=525-87,863-j*102,389=437,137-j*102,389 кВ ; | U12| =448,968 кВ

Sат1в=S12-ДSат1в=910,388+j*763,394-0,896-j*113,796=909,491+j*649,598 МВА

U0=|U12 |-ДUат1в=448,968-27,89-j*32,733=421,078-j*32,733 кВ ; | U0| =422,348 кВ

Расчёт низкой стороны по данным конца:

Пусть U11=515 кВ тогда

Sат1нач=Pн1+j*Qн1+ДSат1н=480+j*360+j*40,951=480+j*400,951 МВА

U11=|U0| - ДUат1н=422,348-28,641-j*34,288=393,707-j*34,288 кВ

|U11|=395,197 кВ

kат1=500/11=45,455

U11р= |U11|/ kат1=395,197/45,455=8,694 кВ

2)

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

S12=P21+j*Q2-ДSл2+j*Qзар2=930+j*450,42-15,496-j*235,541+j*364=914,504+j*578,879 МВА



U12=U2-ДU13,12=525-59,249-j*104,271=465,751-j*104,271 кВ ; | U12| =477,281 кВ

Sат1в=S12-ДSат1в=914,504+j*578,879-0,658-j*83,564=913,846+j*495,315 МВА

U0=|U12 |-ДUат1в=477,281-19,954-j*30,981=457,326-j*30,981 кВ ; | U0| =458,374 кВ

Расчёт низкой стороны по данным конца:

Пусть U11=515 кВ тогда

Sат1нач=Pн1+j*Qн1+ДSат1н=480+j*232,475+j*32,356=480+j*264,831 МВА

U11=|U0| - ДUат1н=458,374-17,431-j*36,083=440,943-j*31,593 кВ

|U11|=442,074 кВ

kат1=500/11=45,455

U11р= |U11|/ kат1=442,074/45,455=9,726 кВ

Результаты расчета занесем в таблицу:

	, Мвар	, кВ	, МВт	, кВ
0,8	697,5	448,968	20,508	8,694
0,85	576,362	462,843	18,144	9,205
0,9	450,42	477,281	16,154	9,726

Построим полученные зависимости:

График зависимости напряжения приемного конца линии от реактивной мощности отправного конца линии:

График зависимости потерь активной мощности на рассматриваемом участке от реактивной мощности отправного конца линии:

График зависимости напряжения на нагрузке Н1 от реактивной мощности отправного конца линии:

Из графиков видно, что при увеличении реактивной мощности, вырабатываемой генератором, увеличиваются потери активной мощности, при этом напряжение на нагрузке и на приемном конце линии уменьшается.

2.4 Расчет установившегося режима работы сети на компьютере

Для выполнения расчета установившегося режима работы энергосистемы используется программа «Ratsr». При выполнении расчета установившегося режима в качестве балансирующего узла принимаем ЭЭС. В результате выполнения расчета на компьютере мы должны определить реактивные мощности, необходимые для поддержания заданного модуля напряжения в узлах нагрузки. После выполнения расчета максимального режима следует выполнить расчет минимальных нагрузок. Для этого необходимо уменьшить на 40% мощности нагрузок и генераторов. По результатам расчета минимальных нагрузок следует уточнить значения коэффициентов трансформации.

Схемы для режима максимальных нагрузок и минимальных нагрузок:



Исходные данные и результаты расчетов запишем в таблицу:

1) Для режима максимальных нагрузок :



2) Режим минимальных нагрузок:



3. Расчет токов несимметричного короткого замыкания

3.1 Приведение параметров схемы к базисным условиям

Базисные условия:

Sбаз=1000 МВА

Uбаз=230 кВ Генератор Г1:

E1г=

Генератор Г2:

E2г=

Трансформатор электрической станции ТГ1:

Трансформатор электрической станции ТГ2:

Трансформатор Т1:

Трансформатор Т3:

Автотрансформатор АТ1:

Автотрансформатор АТ2:

Система:

Ес=1 о.е.

Значение Iкз=20 кА берём из курсового проекта по электрическим станциям

Sкз=

Хс=Sбаз/Sкз=1000/17840=0,056 о.е. ВЛ1:

ВЛ2:

ВЛ3:

ВЛ4:

ВЛ5:

ВЛ6:

Нагрузка:

В данном случае рассматривается обобщённая нагрузка в узлах, состав которой неизвестен, поэтому приведение нагрузок к базисным условиям имеет следующий вид.

ЭДС источников: Ен1= Ен2= Ен3= Ен4=0,9 о.е.

Сопротивления прямой последовательности:

х”1н1= х”1н2= х”1н3= х”1н4=0,34 о.е.

Сопротивления обратной последовательности :

х”2н1= х”2н2= х”3н3= х”4н4=0,36 о.е

Н1:

Х”1н1=х”1н1*Sбаз/Qн1=0,34*1000/297,6=0,833 о.е.

Х”2н1=х”2н1*Sбаз/Qн1=0,36*1000/297,6=0,882 о.е. Н2:

Х”1н2=х”1н2*Sбаз/Qн2=0,34*1000/127,1=1,95 о.е.

Х”2н2=х”2н2*Sбаз/Qн2=0,36*1000/127,1=2,07 о.е. Н3:

Х”1н3=х”1н3*Sбаз/Qн3=0,34*1000/88,66=2,797 о.е.

Х”2н3=х”2н3*Sбаз/Qн3=0,36*1000/88,66=2,96 о.е. Н4:

Х”1н4=х”1н4*Sбаз/Qн4=0,34*1000/287,68=0,862 о.е.

Х”2н4=х”2н4*Sбаз/Qн4=0,36*1000/287,68=0,913 о.е.

3.2 Составление и преобразование комплексной схемы замещения

Комплексная схема замещения для К(2):

Схема:

Для расчета кольцевой сети, заменим соединение треугольник в звезду:

Окончательный вид схемы:

1) Расчет прямой последовательности:

Хэ1=Хат1в+Хл2+Хтг2+Хг2=0,061+0,229+0,073+0,24=0,603 о.е.

Хэ2=Хн1+Хат1н=0,833+0,114=0,947 о.е.

Хэ3= Хэ1* Хэ2/(Хэ1+ Хэ2)+ Хл6+

Хат1с=0,603*0,947/(0,603+0,947)+0,109+0=0,477 о.е.

Хэ4=Хл1+Хтг1+Хг1=0,298+0,138+0,46=0,896 о.е.

Хэ5=Хн3+Хат2н=2,797+0,228=3,025 о.е.

Хэ6=Хс+Хат2в=0,056+0,122=0,178 о.е.

Хэ7= Хэ6* Хэ5/(Хэ6+ Хэ5)=0,178*3,025/(0,178+3,025)=0,168 о.е.

Хэ8=Хэ7+Хат2с+Х35=0,168+0+0,123=0,291 о.е.

Хэ9=Хн2+Хт1+Х45=1,95+0,275+0,167=2,392 о.е.

Хэ10= Хэ8* Хэ8/(Хэ8+

Хэ9)+Х34=0,291*2,392/(0,291+2,392)+0,093=0,253 о.е.

Хэ11=Хн4+Хт3=0,862+0,138=1 о.е.

Рассчитаем Еэкв :



2) Расчет обратной последовательности:

Производим аналогично без учёта всех ЭДС (меняются значения сопротивлений нагрузок и генераторов):

Хэ1=Хат1в+Хл2+Хтг2+Хг2=0,061+0,229+0,073+0,3=0,663 о.е.

Хэ2=Хн1+Хат1н=0,882+0,114=0,996 о.е.

Хэ3= Хэ1* Хэ2/(Хэ1+ Хэ2)+ Хл6+ Хат1с=0,603*0,996/(0,603+0,996)+0,109+0=0,507 о.е.

Хэ4=Хл1+Хтг1+Хг1=0,298+0,138+0,56=0,996 о.е.

Хэ5=Хн3+Хат2н=2,96+0,228=3,188 о.е.

Хэ6=Хс+Хат2в=0,056+0,122=0,178 о.е.

Хэ7= Хэ6* Хэ5/(Хэ6+ Хэ5)=0,178*3,188/(0,178+3,188)=0,169 о.е.

Хэ8=Хэ7+Хат2с+Х35=0,169+0+0,123=0,292 о.е.

Хэ9=Хн2+Хт1+Х45=2,07+0,275+0,167=2,512 о.е.

Хэ10= Хэ8* Хэ8/(Хэ8+

Хэ9)+Х34=0,292*2,5122/(0,292+2,5122)+0,093=0,355 о.е.

Хэ11=Хн4+Хт3=0,862+0,138=1 о.е.

3.3 Определение токов и напряжений в месте К.З.

1) Определение токов К.З.

Дополнительное сопротивление К.З. для К(2) определяется как:

ХД2=Хэкв2=0,148 о.е.

Ток прямой последовательности:

Ток обратной последовательности:

Ток фазы А при К(2):

Составляющие тока в фазе В и ток фазы:

Составляющие тока в фазе С и ток фазы:

Векторная диаграмма токов:

Фазные токи не симметричного короткого замыкания в именованных единицах:

2) Определение напряжений в месте К.З.:

Напряжение прямой последовательности:

Напряжение обратной последовательности:



Напряжение фазы А:

Составляющие напряжения в фазе В и напряжение фазы:

Составляющие напряжения в фазе С и напряжение фазы:

Векторная диаграмма напряжений:

Фазные напряжения не симметричного короткого замыкания в именованных единицах:

4. Расчет динамической устойчивости

Расчет динамической устойчивости энергосистемы будем производить на компьютере с помощью программы «Dymola».

1) Для моделирования генераторов в программе «Dymola», нам необходимо перевести следующие параметры к базисным условиям:

Первый генератор выберем по Р1=310 МВт: выберем 2хТВВ-200-2

Второй генератор выберем по Р2=930 МВт: выберем ТВВ-1000-4

- Генератор Г1: 2хТВВ-200-2:

Рном=200 МВт , cosц=0,85, xd=1,869, xq=1,869, xs=0,194, x'd=0,3016, x”d=0,2337, x”q=0,2445, rf=0,000904, rrd=0,005, rrq=0,003688, Tj=7 c Продольное синхронное индуктивное сопротивление:

Продольное переходное индуктивное сопротивление:

Продольное сверхпереходное индуктивное сопротивление:

Индуктивное сопротивление рассеивания:

Поперечное синхронное индуктивное сопротивление:

Сверхпереходное индуктивное сопротивление:

Активное сопротивление обмотки возбуждения:

Активное сопротивление демпферного контура в продольной оси:

Активное сопротивление демпферного контура в поперечной оси:

Инерционная постоянная генератора:

-Генератор Г2: ТВВ-160-2:

Рном=1000 МВт , cosц=0,9, xd=2,35, xq=2,24, xs=0,32, x'd=0,4536, x”d=0,4016, x”q=0,44, rf=0,00132, rrd=0,0173, rrq=0,0231, Tj=6,5 c

Продольное синхронное индуктивное сопротивление:

Продольное переходное индуктивное сопротивление:

Продольное сверхпереходное индуктивное сопротивление:

Индуктивное сопротивление рассеивания:

Поперечное синхронное индуктивное сопротивление:

Сверхпереходное индуктивное сопротивление:

Активное сопротивление обмотки возбуждения:

Активное сопротивление демпферного контура в продольной оси:

Активное сопротивление демпферного контура в поперечной оси:

Инерционная постоянная генератора:

-ЭЭС в программе мы моделируем генератором, трансформатором и нагрузкой мощностью приблизительно равной мощности короткого замыкания (17840МВА):

Возьмем 17 генераторов: ТВВ-1000-4

Рном, МВт	cosц	xd	xq	xs
1000	0,9	2,35	2,24	0,32	0,4536	0,4016

		rrd	rrq	TJ
0,44	0,00132	0,0173	0,0231	6,5

Выбор автотрансформаторов:

Выбираем 108х АОДЦТН-167000/500/220:

Продольное синхронное индуктивное сопротивление:

Продольное переходное индуктивное сопротивление:

Продольное сверхпереходное индуктивное сопротивление:

Индуктивное сопротивление рассеивания:

Поперечное синхронное индуктивное сопротивление:

Сверхпереходное индуктивное сопротивление:

Активное сопротивление обмотки возбуждения:

Активное сопротивление демпферного контура в продольной оси:

Активное сопротивление демпферного контура в поперечной оси:

Инерционная постоянная генератора:

Сопротивления автотрансформатора:

Rат2в= ДРкв *Uном2/(nтр*Sном2)*Sбаз/Sном =487,5*5152/36/5002*1000/500=0,0286 Ом

Rат2с= ДРкс *Uном2/(nтр*Sном2) *Sбаз/Sном =457,5*5152/36/5002*1000/500=0,0268 Ом

Rат2н= ДРкн *Uном2/(nтр*Sном2) *Sбаз/Sном =0*5152/36/5002*1000/500=0 Ом

Активные сопротивления трансформаторов:

Параметры линий:

Нагрузку в программе задаем в виде постоянной проводимости:

Шунт короткого замыкания:

Эквивалентная схема для расчетов в программе «Dymola»

При расчете на компьютере удалось определить длительность короткого замыкания, при которой теряется устойчивая работа системы (Дtкз=0,08 сек)

Синий - время 0,04 сек

Красный - время 0,06 сек

Зелёный - время 0,08 сек

График взаимного угла д23.



График взаимного угла д13.

График взаимного угла д12.

Далее будут приведены графики только для Дtкз=0,06 сек

График механического и электромагнитного момента генератора Г1:

График механического и электромагнитного момента генератора Г2:

График механического и электромагнитного момента генератора Г3:

График напряжения в точке К.З.

График высокого напряжения на шинах станций:

График скольжения генератора Г1.

График скольжения генератора Г2.

График скольжения генератора Г3.

Таким образом, в данной курсовой работе мы выполнили:

· Расчет установившегося режима работы электроэнергетической системы в «ручную» и на компьютере в программе «Rastr». Также был выполнен расчет режима для линии электропередачи, отходящей от генератора Г2, АТ1 и Н1 при трех значениях реактивной мощности генератора. В результате этого расчета были получены зависимости напряжения на приемном конце линии ВЛ2, потерь активной мощности на рассматриваемом участке и напряжения на нагрузке Н1 от реактивной мощности отправного конца.

· Расчет токов несимметричного короткого замыкания, в результате расчета были определены токи и напряжения в месте К.З., а также построены векторные диаграммы токов и напряжений в месте К.З.

· Расчет динамической устойчивости энергосистемы на компьютере. В результате расчета были приведены графики иллюстрирующие изменения взаимных углов д12 , д13 и д23, электромагнитных мощностей генераторов, скольжения генераторов, а также напряжения в точке К.З. и на шинах высокого напряжения электростанций. Также в результате расчета была получена величина предельного времени отключения К.З. (0,08 сек.).

Список используемой литературы

1. Беляев А.Н., Герасимов С.Е., Окороков Р.В., Першиков Г.А., Смоловик С.В., Чудный В.С. Основы переходных процессов в электроэнергетических системах: Методические указания по курсовому проектированию - СПб.: СПБГПУ, 2007.-36 с.

2. Ульянов С.А. Электромагнитные переходные процессы в электрических системах. «Энергия», М., 1970. - 520 с.

3. Ракотян С.С., Шапиро И.М. Справочник по проектированию электроэнергетических систем. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1985 - 352 с.

Размещено на Allbest.ru