Контрольная работа: Расчёт электросетей

Задача №1

Исходные данные помещены в таблицу №1

Таблица№1.

Решение.

На рисунке 1 изображена схема замещения для линии напряжением 35кВ, где пренебрегаем проводимостью линии

Рис.1 Схема замещения линии

Определим ток в нормальном режиме работы линии по формуле:

где S_эс – полная мощность электростанции равная модулю от данной мощности на шинах т.е.

S_эс =(14² +8² )^1/2 = 16,1МВА

I_норм = 16100 / (2*1,732*35) = 132,8А

Допустимая по нагреву величина тока для данного провода I_доп =380 > I_норм для нормального режима условие выполняется .

Для аварийного режима работы проверим допустимый ток провода:

I_доп >I_{a в} =2 I_норм или I_доп >2*132,8=265,6А условие выполняется и для аварийного режима.

Расчёт параметров схемы замещения.Активное сопротивление:

R=r₀ l =0.245*15=3.675 Ом

Индуктивное сопротивление:

Х= х₀ l = 0.4*15=6 Ом

Расчёт мощности протекающей по ЛЭП сведём в таблицу 2.

Таблица 2.

Задача 2

Тип трансформаторов ТМН 6300/35

Номинальная мощность трансформатора S_ном = 6,3МВА;

Номинальные напряжения обмоток U_номВН = 35кВ ; U_номНН =11кВ

Рис 2. Схема замещения ПС.

Решение.

Эквивалентные сопротивления трансформаторов:

Активное сопротивление:

Реактивное сопротивление:

Потери мощности в стали для двух трансформаторов ПС:

Р_0экв = 2*Р₀ = 2* 8= 16кВт

Q_{ .экв} = 2* Q_{ .} = 2*I­₀ *S_ном / 100 = 2*0,8*6300/100 = 100кВт

Расчёт задачи выполним в таблице3:

Таблица 3.

Задача 3

Аварийный режим, выход из строя одного трансформатора ПС.

Решение.

Т.к. в аварийном режиме не работает один трансформатор, то параметры ЛЭП не изменятся и баланс мощностей останется прежним (таблица 2). Изменится баланс мощностей на понижающей ПС и другие параметры схемы замещения.

Эквивалентные сопротивления рабочего трансформатора:

Активное сопротивление:

Реактивное сопротивление:

Потери мощности в стали для одного трансформатора ПС:

Р_0экв = Р₀ = 8кВт

Q_{ .экв} = Q_{ .} = I­₀ *S_ном / 100 = 0,8*6300/100 = 50кВт

Расчёт задачи выполним в таблице4:

Таблица 4.

Задача № 4

Напряжение на шинах ЭС в нормальном и аварийном режимах будет U_эс ^нор =36,5кВ, U_эс ^ав =37,5 соответственно.

Решение.

1. Расчёт напряжений для нормального режима работы ПС .

Напряжение в конце линии ЛЭП:

U^ПС _ВН = 36,5 - (14*3,675/2 + 8*3)/36,5=35,1кВ

Напряжение на шине НН ПС приведённое к обмотке ВН определяется по формуле:

U^норм _расчНН = 35,1 – (13,624*0,72+7,32*1,16) / 35= 34,6кВ

2. Расчёт напряжений для аварийного режима работы ПС .

Напряжение в конце линии ЛЭП:

Последним вычитаемым можно пренебречь поэтому получим:

U^ПСав _ВН = 37,5 - (14*3,675/2 + 8*3)/37,5=36,2кВ

Напряжение на шине НН ПС приведённое к обмотке ВН определяется по формуле:

U^ав _расчНН = 36,2 – (13,632*1,44+7,37*2,32) / 35= 35,2кВ

Задача №5

U^ав _расчНН = 35,2кВ U^норм _расчНН = 34,6кВ;

Решение.

Определим номинальный коэффициент трансформации:

k_ном = U_номВН / U_номНН =35 / 11 = 3,18

Действительные напряжения на шинах НН при нормальном и аварийном режимах с относительным числом витков w^ВН _р =1 будут:

U^норм _ДейсНН = U^норм _расчНН / k_ном = 34,6 / 3,18 = 10,88 кВ <1.05 U_номНН =11,6кВ,

но подходит по условию для минимальной нагрузки т.е. менее 100% от номинального напряжения

U^ав _ДейсНН = U^ав _расчНН / k_ном = 35,2 / 3,18 = 11,07 кВ<1.05 U_номНН

Приходим к выводу о необходимости использования РПН

Определим нужную ступень регулирования для обоих режимов:

w^ВНнор _р = ( U^норм _ДейсНН – U_жел )100 / U_номНН = (10,88-11,6) 100 / 11 = -6,5%

w^ВНав _р = ( U^ав _ДейсНН – U_жел )100 / U_номНН = (11,07-11,6) 100 / 11 = -4,8%

По результатам расчёта выбираем стандартные ступени регулирования с относительными числами витков: w^ВНнор _р =0,925 и w^ВНав _р =0,94.

Расчёт коэффициентов трансформации при работе на выбранных ответвлениях:

k^норм _Т = 3,18*0,925 = 2,94 ; k^ав _Т = 3,18*0,94 = 2,99

Определим действительные напряжения при работе на выбранных ответвлениях:

U^норм _НН = 34,6 / 2,94 = 11,77 кВ> 11.6кВ

U^ав _расчНН = 35,2 / 2,99 = 11,77> 11.6 кВ

Выбранные стандартные ступени регулирования удовлетворяют предъявляемым требованиям по величине напряжения на обмотках НН ПС для нормального и аварийного режимов работы.