Лабораторная работа №6 расчет установившегося режима системы электроснабжения

Цель работы. Определение режима работы подстанции предприятия с учетом компенсации реактивной мощности.

Содержание работы:

• составить схему замещения системы электроснабжения и рассчитать ее параметры;

• в программе CYME PSAF сформировать электрическую схему системы электроснабжения;

• представить результаты расчета программы в виде графических зависимостей.

В качестве используемого программного обеспечения для решения системы уравнений используется пакет CYME PSAF.

Порядок проведения лабораторной работы.

В качестве примера рассмотрим электрическую схему подстанции (рис. 6.1).

Распределительное устройство высокого напряжения выполнено по блочной схеме без перемычки со стороны линии [6]..

Исходные данные для расчета:

• напряжение питания подстанции 110 кВ;

• используется воздушная линия электропередачи АС-70/11 (W1, W2) протяженностью 12 км;

• в качестве силовых трансформаторов на подстанции используются трансформаторы ТДН-16000/110/6 (T1, T2);

• нагрузка распределительного пункта: = 7 МВт, = 6 МВАр;

• цеховые трансформаторные подстанции:

  № цеха	Марка трансформатора	Коэффициент загрузки	Коэффициент мощности
  1	2хТМ-400/6	0.8	0.8
  2	2хТМ-630/6	0.7	0.85
  3	2хТМ-1000/6	0.8	0.8

• кабельные линии электропередачи :

Линия между…	Марка кабеля	Протяженность линии, м
ППЭ-ТП1 (W3, W4)	2хцААШВу (3х16)	300
ППЭ-ТП2 (W5, W6)	2хцААШВу (3х35)	150
ППЭ-ТП3 (W7,W8)	2хцААШВу (3х50)	200
ППЭ-РП (W9,W10)	2хцААШВу (3х240)	300

Рис. 6.1. Однолинейная схема присоединения цеховых трансформаторных подстанций к ГПП предприятия

• Расчет и задание в программе параметров схемы замещения силовых трансформаторов

Н а рис. 6.2 приведено окно ввода параметров силовых трансформаторов, в поля которого необходимо ввести:

- мощность силового трансформатора, МВА;

- напряжение первичной обмотки трансформатора, кВ;

- напряжение вторичной обмотки трансформатора, кВ;

- полное сопротивление, о.е.

- отношение реактивного и активного сопротивления, о.е.

Расчет параметров схемы замещения можно выполнить используя следующие соотношения

.

(6.1)

Справочные данные и расчет параметров схемы замещения силовых трансформаторов используемых в приведенной на рис. 6.1 схеме указаны в табл. 6.1

Таблица 6.1

<TBODY>Тип трансформатора	Справочные данные							Расчетные параметры
	Sном кВА	Uвн кВ	Uнн кВ	Pхх кВт	Pкз, кВт	Uк % (В-Н)	Iх %	Rт, о.е.	Xт, о.е.	Zт, о.е.	Xт/ Rт
ТДН-16000/110	16000	115	6,6	18	85	10,5	0,7	0.03	0.65	0.66	19.76
ТМ-400/6400	6	0,4	1	5,5	4,5	2,1	3.43	11.25	11.76	3.27
ТМ-630/6	630	6	0,4	1,5	7,6	5,5	2,0	1.91	8.73	8.93	4.56
ТМ-1000/6	1000	6	0,4	2,45	11	5,5	1,4	1.1	5.5	5.61	5

В качестве базисной мощности была выбрана мощность системы .

Расчет параметров воздушных и кабельных линий можно выполнить по формулам:

(6.2)

где R₀, X₀ – удельное сопротивление линии электропередачи, Ом/км; L- длина линии, км.

Результаты расчета параметров линии электропередачи приведены в табл. 6.2

Таблица 6.2

Марка ЛЭП	R0, Ом/км	X0, Ом/км	Длина линии, км	Rл, о.е.	Xл, о.е.
Воздушные
АС-70/11	0,428	0,444	12	5,136	5,328
Кабельные
цААШВу (3х16)	1,94	0,102	0,3	0,582	0,031
цААШВу (3х35)	0,89	0,087	0,15	0,134	0,013
цААШВу (3х50)	0,62	0,083	0,2	0,124	0,016
цААШВу (3х240)	0,129	0,071	0,3	0,039	0,021

Расчетная схема в программе CYME PSAF приведена на рис. 6.3.

Рис. 6.3. Расчетная модель в программе CYME PSAF

Для выполнения расчета необходимо указать тип расчета «Power Flow Analysis» и в меню «Analysis» выбрать пункт «Solve». В открывшемся окне нажать кнопку «Solve».

После выполнения расчета на схеме будут отражены значения перетоков мощности в линиях электропередач и напряжений на секциях шин (рис. 6.4).

Рис. 6.4. Результаты расчета программы

Содержание отчета

1. Исходные данные системы электроснабжения.

2. Схема электроснабжения.

3. Схема замещения системы электроснабжения.

4. Расчет параметров элементов схемы замещения.

5. Реализация схемы в программе CYME PSAF.

6. Расчет режима системы электроснабжения в CYME PSAF.

Варианты заданий

На пункте приема электроэнергии установлен силовой трансформатор ТДН-16000/110. Длина воздушной линий электропередачи выполненной неизолированным сталеалюминевым проводом АС-70/11 10 км. Сечение и марку кабеля определить по мощности подстанции.

№	Номер схемы	Параметры подстанции (2хТМ)
		1 цех	2 цех	3 цех
1	Рис.1	Sном=400 кВА. Кз=0.8 =0.7	Sном=630 кВА. Кз=0.7 =0.7	Sном=1000 кВА. Кз=0.8 =0.8
2	Рис.2	Sном=250 кВА. Кз=0.85 =0.75	Sном=400 кВА. Кз=0.8 =0.6	Sном=1600 кВА. Кз=0.7 =0.9
3	Рис.3	Sном=1000кВА. Кз=0.75 =0.75	Sном= кВА. Кз=0.7 =0.7	Sном=1000 кВА. Кз=0.8 =0.8
4	Рис.4	Sном=400 кВА. Кз=0.8 =0.7	Sном=630 кВА. Кз=0.7 =0.7	Sном=1000 кВА. Кз=0.8 =0.8
5	Рис.1	Sном=1000кВА. Кз=0.85 =0.75	Sном=630 кВА. Кз=0.75 =0.8	Sном=1000 кВА. Кз=0.8 =0.85
6	Рис.2	Sном=1600 кВА. Кз=0.85 =0.83	Sном=400 кВА. Кз=0.6 =0.87	Sном=1600 кВА. Кз=0.8 =0.8
7	Рис.3	Sном=1600 кВА. Кз=0.8 =0.7	Sном=630 кВА. Кз=0.7 =0.7	Sном=1000 кВА. Кз=0.8 =0.8
8	Рис.4	Sном=630 кВА. Кз=0.8 =0.7	Sном=250 кВА. Кз=0.7 =0.7	Sном=1000 кВА. Кз=0.8 =0.8
9	Рис.1	Sном=400 кВА. Кз=0.92 =0.9	Sном=1000кВА. Кз=0.9 =0.85	Sном=1600 кВА. Кз=0.6 =0.8
10	Рис.2	Sном=1600 кВА. Кз=0.85 =0.6	Sном=630 кВА. Кз=0.75 =0.7	Sном=1600 кВА. Кз=0.6 =0.6
11	Рис.3	Sном=1000 кВА. Кз=0.85 =0.75	Sном=400 кВА. Кз=0.75 =0.8	Sном=630 кВА. Кз=0.8 =0.7
12	Рис.4	Sном=1000 кВА. Кз=0.7 =0.6	Sном=1000 кВА. Кз=0.9 =0.8	Sном=250 кВА. Кз=0.9 =0.8
13	Рис.1	Sном=250 кВА. Кз=0.7 =0.8	Sном=630 кВА. Кз=0.9 =0.8	Sном=1600 кВА. Кз=0.7 =0.8
14	Рис.2	Sном=1000 кВА. Кз=0.7 =0.6	Sном=400 кВА. Кз=0.9 =0.8	Sном=1600 кВА. Кз=0.9 =0.7
15	Рис.3	Sном=250 кВА. Кз=0.8 =0.8	Sном=400 кВА. Кз=0.7 =0.8	Sном=630 кВА. Кз=0.8 =0.7
16	Рис.4	Sном=1600 кВА. Кз=0.8 =0.7	Sном=630 кВА. Кз=0.7 =0.7	Sном=1000 кВА. Кз=0.8 =0.8
17	Рис.1	Sном=1000 кВА. Кз=0.7 =0.6	Sном=630 кВА. Кз=0.8 =0.6	Sном=1600 кВА. Кз=0.8 =0.7
18	Рис.2	Sном=1000 кВА. Кз=0.8 =0.8	Sном=250 кВА. Кз=0.7 =0.8	Sном=1600 кВА. Кз=0.8 =0.8
19	Рис.3	Sном=1000 кВА. Кз=0.8 =0.9	Sном=400 кВА. Кз=0.6 =0.75	Sном=630 кВА. Кз=0.8 =0.8
20	Рис.4	Sном=1000 кВА. Кз=0.82 =0.75	Sном=400 кВА. Кз=0.9 =0.8	Sном=1000 кВА. Кз=0.9 =0.9

№	Номер схемы	Параметры подстанции (2хТМ)
		1 цех	2 цех	3 цех
21	Рис.1	Sном=1600 кВА. Кз=0.6 =0.8	Sном=630 кВА. Кз=0.8 =0.6	Sном=1000 кВА. Кз=0.9 =0.9
22	Рис.2	Sном=1600 кВА. Кз=0.6 =0.7	Sном=630 кВА. Кз=0.8 =0.6	Sном=1000 кВА. Кз=0.7 =0.9
23	Рис.3	Sном=1000 кВА. Кз=0.8 =0.6	Sном=400 кВА. Кз=0.7 =0.8	Sном=630 кВА. Кз=0.8 =0.7
24	Рис.4	Sном=1000 кВА. Кз=0.8 =0.7	Sном=400 кВА. Кз=0.6 =0.8	Sном=400 кВА. Кз=0.8 =0.8

Рис. 1	Рис. 2
Рис. 3	Рис. 4

Вопросы для самопроверки

1. Укажите параметры элементов схемы замещения системы электроснабжения и способы их определения.

2. Поясните особенности радиальных и магистральных схем соединений цеховых трансформаторных подстанций.

3. Укажите расчетные соотношения для определения потерь мощности и потерь напряжения в элементах системы электроснабжения.

4. Укажите схемные решения распределительного устройства высокого напряжения.

5. Расшифруйте марку применяемого в лабораторной работе электрооборудования.