Диапазон регулировочных ответвлений на трансформаторах

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

Некоммерческое акционерное общество

«АЛМАТИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ»

Кафедра электрических станций сетей и систем

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

По дисциплине: «Электрические системы и сети»

Специальность: Электроэнергетика

Выполнила: Ахметова А.А. Группа Э-11-07

№ зачетной книжки: 114136

Руководитель: Дауренова И.М.

«___» ________________ 2014г.

Алматы 2014

Содержание

Условие задачи

1 Исходные данные

2 Решение

2.1 Расчет для максимальных нагрузок

2.2 Расчет для минимальных нагрузок

3 Контрольные вопросы

3.1 Методы расчета замкнутых электрических сетей

3.2 Выбор сечений кабелей и проводов по нагреву

Список литературы

Условие задачи

Районная подстанция “Б” с двумя трансформаторами питается по двум параллельным линиям от электростанции “А” (рисунок 1). Параметры сети и мощность нагрузки в максимальном режиме указаны в таблице 1. Наименьшая нагрузка составляет 50% от наибольшей. Коэффициент мощности в обоих режимах равен 0,93. при наибольшей нагрузке на шинах электростанции поддерживается напряжение U_{A max}, а при наименьшей - U_Amin. При наименьших нагрузках один из трансформаторов отключается.

Определить необходимый диапазон регулировочных ответвлений на трансформаторах. При необходимости рекомендовать дополнительные мероприятия по улучшению качества напряжения.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 1 - Исследуемая схема электрической сети

1. Исходные данные

Тип трансформатора: ТДН - 16000 / 110;

Мощность нагрузки: Sн = 23 МВА;

Номинальный коэффициент трансформации: Ктр = 115/10,5/10,5;

Длина линии: L = 40 км;

Марка провода: АС - 150/24;

U_{A max} = 117 кВ; U_{A min} = 113 кВ;

Соsц = 0,93;

max: U_2Ж =10,5 кВ;

min: U_2ж =10 кВ;

2. Решение

Для решения задачи необходимо рассчитать режим сети, то есть определить уровни напряжения на шинах подстанции U_a , U_b и U_g в максимальном и минимальном режимах. Учитывая то, что трансформаторы, подключенные к сети 110 кВ, имеют регулировочный диапазон , составим таблицу коэффициента трансформации для всех ответвлений (таблица 1):

Таблица 1 - Коэффициенты трансформации для всех ответвлений

2.1 Расчет для максимальных нагрузок

Проведем расчет для максимальных нагрузок: определим уровни напряжения U_a , U_b и U_g на шинах подстанции (рисунок 2):

Рисунок 2.1.1 - Исследуемая схема электрической сети

U_а = 118 кВ

Найдем напряжение U_b:

,

где

Для провода марки АС - 95/16 имеем:

Найдем сопротивления линии:

Найдем активную и реактивную мощность нагрузки ():

Рассчитаем потерю напряжения линии:

Рассчитаем напряжение U_b:

Найдем напряжение U_g:

Для трансформатора ТРДН-40000/110 имеем:

Реактивная мощность, протекающая через трансформатор: Q = 260 квар;

Номинальная мощность трансформатора: S_ном =40000 кВА;

Напряжение короткого замыкания: u_k = 10,5%;

Потеря напряжения в трансформаторе, при максимальных нагрузках (работают оба трансформатора) может быть приближенно определена по выражению:

Рассчитаем напряжение U_g:

Рассчитаем желаемый коэффициент трансформации К_ТЖ:

Выберем из таблицы 1 коэффициент трансформации, ближайший к расчетному: К_ТД = 10,17222.

После выбора коэффициента трансформации находим действительное значение напряжения на шинах 10 кВ:

2.2 Расчет для минимальных нагрузок

Проведем расчет для минимальных нагрузок: определим уровни напряжения U_a , U_b и U_g на шинах подстанции (рисунок 3):

Рисунок 3 - Исследуемая схема электрической сети

U_a = 111 кВ;

Найдем напряжение U_b:

Рассчитаем потерю напряжения линии:

Рассчитаем напряжение U_b:

Найдем напряжение U_g:

Для трансформатора ТДН-40000/110 имеем:

Реактивная мощность, протекающая через трансформатор: Q = 260 квар;

Номинальная мощность трансформатора: S_ном =40000 кВА;

Напряжение короткого замыкания: u_k = 10,5%;

Потеря напряжения в трансформаторе, при максимальных нагрузках (работают оба трансформатора) может быть приближенно определена по выражению:

Рассчитаем напряжение U_g:

Рассчитаем желаемый коэффициент трансформации К_ТЖ:

Выберем из таблицы 1 коэффициент трансформации, ближайший к расчетному: К_ТД = 10,17222.

После выбора коэффициента трансформации находим действительное значение напряжения на шинах 10 кВ:

3. Контрольные вопросы

3.1 Методы расчета замкнутых электрических сетей

Замкнутой называют электрическую сеть, магистральные линии которой получают питание не менее чем с двух сторон. В этой сети обрыв магистрали в любом месте не нарушает электроснабжения потребителей. Так, нагрузка 3 при обрыве линии на участке 2--3 будет получать питание по нижней ветви схемы, а при обрыве на участке 3--4--по верхней.

Если в сети будут проведены дополнительные внутренние линии A--2, А--3 и А--4, то точки 2...4 получают питание с трех сторон и их называют узловыми или узлами, а сеть с узловыми точками -- сложной замкнутой. В этой сети при обрыве линии на любом из участков электроснабжение всех потребителей более надежно, чем в простой замкнутой сети.

Простая замкнутая сеть с двумя источниками питания А и В называется линией с двухсторонним питанием. В такой линии обрыв проводов и даже выход из строя одного из источников питания не нарушают электроснабжения всех или большей части потребителей электроэнергии.

Сложная замкнутая сеть с несколькими источниками питания обеспечивает наиболее высокую надежность электроснабжения.

Недостатки замкнутых сетей заключаются в значительно большей стоимости и расходе материалов. Кроме того, защита замкнутых сетей от коротких замыканий сложнее, чем защита радиальных. Этим и объясняется, что замкнутые сети в сельском хозяйстве применяют недостаточно. Их используют в виде линий с двухсторонним питанием, которые служат линиями связи сельских подстанций и иногда электростанций, работающих совместно в электрических системах. Во многих случаях применяют также простые замкнутые сети с одним или двумя источниками питания, которые замыкают. только при аварии или ремонте.

3.2 Выбор сечений проводов и кабелей по нагреву

Сечение проводов и кабелей определяют, исходя из допустимого нагрева с учетом нормального и аварийного режимов, а также неравномерного распределения токов между отдельными линиями, поскольку нагрев изменяет физические свойства проводника, повышает его сопротивление, увеличивает бесполезный расход электрической энергии на нагрев токопроводящих частей и сокращает срок службы изоляции. Чрезмерный нагрев опасен для изоляции и контактных соединений и может привести к пожару и взрыву. сеть напряжение подстанция кабель

Выбор сечения из условий допустимого нагрева сводится к пользованию соответствующими таблицами длительно допустимых токовых нагрузок Iд при которых токопроводящие жилы нагреваются до предельно допустимой температуры, установленной практикой так, чтобы предупредить преждевременный износ изоляции, гарантировать надежный контакт в местах соединения проводников и устранить различные аварийные ситуации, что наблюдается при Iд ? Ip, Ip - расчетный ток нагрузки.

Периодические нагрузки повторно-кратковременного режима при выборе сечения кабеля пересчитывают на приведенный длительный ток

где Iпв - ток повторно-кратковременного режима приемника с продолжительностью включения ПВ.

При выборе сечения проводов и кабелей следует иметь в виду, что при одинаковой температуре нагрева допустимая плотность тока токопроводящих жил большего сечения должна быть меньше, так как увеличение сечения их происходит в большей степени, чем растет охлаждающая поверхность. По этой причине часто с целью экономии цветных металлов вместо одного кабеля большего сечения выбирают два или несколько кабелей меньшего сечения.

Рис 3.2.1. График зависимости допустимой плотности тока от сечения медных жил открыто проложенного трехжильного кабеля на напряжение 6 кВ с бумажной пропитанной изоляцией, нагретых током до температуры +65°С при температуре воздуха +25 "С.

При окончательном выборе селения проводов и кабелей из условия допустимого нагрева по соответствующим таблицам необходимо учитывать не только расчетный ток линии, но и способ прокладки ее, материал проводников и температуру окружающей среды.

Кабельные линии на напряжение выше 1000 В, выбранные по условиям допустимого нагрева длительным током, проверяют еще на нагрев токами короткого замыкания. В случае превышения температуры медных и алюминиевых жил кабелей с бумажной пропитанной изоляцией напряжением до 10 кВ свыше 200 °С, а кабелей на напряжения 35 - 220 кВ свыше 125 °С сечение их соответственно увеличивают.

Сечение жил проводов и кабелей сетей внутреннего электроснабжения напряжением до 1000 В согласуют с коммутационными возможностями аппаратов защиты линий - плавких предохранителей и автоматических выключателей - так, чтобы оправдывалось неравенство Iд / Iз з, где kз - кратность допустимого длительного тока проводника по отношению к номинальному току или току срабатывания аппарата защиты Iз (из ПУЭ). Несоблюдение приведенного неравенства вынуждает выбранное сечение жил соответственно увеличить.

Список литературы

1 Веников В.А. Переходные электромеханические процессы в электрических системах-М.: Высшая школа, 1978 г;

2 Идельчик В.И. Электрические системы и сети: Учебник для вузов. - М.: Энероатомиздат, 1989;

3 И. А. Будзко, Т. Б. Лещинская, В. И. Сукманов, Электроснабжение сельского хозяйства, М., Колос, 200

4 Евдокунин Г.А. Электрические системы и сети: Учебное пособие для студентов электроэнергетических спец. вузов. - СПб: Издательство Сизова М.П., 2001.

Размещено на Allbest.ru