Курсова робота з дисципліни «Електричні системи й мережі»

Курсова робота з дисципліни «Електричні системи й мережі»

Зміст

Розрахунок кільцевої розподільної мережі.

1. Вихідні дані.

2. Визначення потужностей у гілках через довжини ліній.

3. Вибір проводів і розрахунок параметрів гілок.

4. Уточнений розрахунок потоків потужності в гілках.

5. Знаходження потокорозподілу з урахуванням втрат потужності.

Розрахунок районної складнозамкненої мережі.

6. Вихідні дані.

7. Визначення потужностей у гілках.

8. Вибір трансформатора

9. Розрахунок напруг у вузлових точках кільцевої мережі.

10. Розрахунок післяаварійного режиму кільцевої мережі.

11. Вибір проводів ліній складнозамкненої мережі.

12. Розрахунок параметрів ліній складнозамкненої мережі.

13. Уточнений розрахунок потоків потужності в гілках складнозамкненої мережі.

14. Розрахунок напруг у вузлових точках складнозамкненої мережі.

15. Розрахунок післяаварійного режиму складнозамкненої мережі.

16. Розрахунок складнозамкненої мережі матричним методом з використанням ЕОМ.

17. Розрахунок проводів на механічну міцність.

 

 

 

 

 Розрахунок кільцевої розподільної мережі

Вихідні дані

  Задано структуру розподільної мережі й навантаження в її вузлах: ;  ;  ;  ;  МВА. Довжини ліній наступні ; ; ; ; ; .

Визначення потужностей у гілках через довжини ліній

Перший етап. Робимо допущення про однорідність мережі й проводимо розрахунок по довжинах ліній. Схема кільцевої мережі і її схема заміщення показані на рисунку.

  Розраховуємо потужності в лініях.

 

Здійснимо перевірку правильності визначення потоків потужності на головних ділянках кільцевої мережі

;

;

.

  Знаходимо потоки потужності на інших ділянках кільцевої мережі без урахування втрат потужності з метою визначення точок потокорозподілу

;

;

;

.

  Схема з розподілом потужностей на ділянках кільця показана нижче.

 

  З результатів розрахунку маємо, що точка 4 – це точка потокорозподілу активної потужності, а точка 3 – це точка потокорозподілу реактивної потужності.

  Обчислюємо напругу мережі по формулі Іларіонова

;

  Приймаємо номінальну напругу .

  Визначивши потоки потужності й напругу мережі, переходимо до розрахунку струмів у лініях по загальній формулі .

; ;

;   ;

;    .

Розрахунок районної складнозамкненої мережі

  У курсовій роботі приймається, що місцева розподільна мережа пов'язана з районною мережею через підстанцію, позначену буквою N.

 

Вихідні дані

  Задано структуру мережі, навантаження в її вузлах і довжини ліній.

 

 

;  ;

км; ;

; ;

; ;

; .

 

 

Вибір трансформатора

  Районна мережа й кільцева розподільна мережа в точці N зв'язані між собою трифазним двохобмоточним трансформатором. Первинна напруга 110 кВ, а вторинна - 35 кВ. Потужність у вторинній обмотці трансформатора знайдена з розрахунку розподільної мережі й дорівнює . Тоді потужність трансформатора буде .

  Вибираємо трансформатор з паспортними даними

; ; ; ;

; ; ; .

  Розраховуємо параметри трансформатора.

; 

.

  Втрати холостого ходу .

  Коефіцієнт трансформації дорівнює .

  Опори трансформатора приведені до вторинної обмотки

;

.

  Втрата напруги на вторинній обмотці трансформатора

;

  Напруга на початку кільцевої мережі - у точці N

.

 

С використанням ЕОМ

  Структура мережі показана на рисунку. Позначено гілки , вузли  й контури . Складаємо першу матрицю інциденцій M (вузлова). Ця матриця з позначеннями гілок і вузлів показана нижче. За балансуючий вузол приймається живильний пункт A.

M=

	–1	0	0	+1	0	0	0	0	0	0
	0	0	0	–1	+1	0	0	0	0	0
	0	0	–1	0	–1	0	0	+1	0	+1
	0	–1	+1	0	0	+1	0	0	0	0
	0	0	0	0	0	0	0	0	–1	–1
	0	0	0	0	0	0	–1	–1	+1	0
	0	0	0	0	0	–1	+1	0	0	0

  Складається друга матриця інциденцій N (контурна).

N=

	+1	–1	–1	+1	+1	0	0	0	0	0
	0	0	0	0	0	0	0	–1	–1	+1
	0	0	+1	0	0	–1	–1	+1	0	0

    Для перевірки правильності складання матриць інциденцій можна перевірити чи виконується умова .

  Складається матриця опорів гілок

		0	0	0	0	0	0	0	0	0
	0		0	0	0	0	0	0	0	0
	0	0		0	0	0	0	0	0	0
	0	0	0		0	0	0	0	0	0
	0	0	0	0		0	0	0	0	0
	0	0	0	0	0		0	0	0	0
	0	0	0	0	0	0		0	0	0
	0	0	0	0	0	0	0		0	0
	0	0	0	0	0	0	0	0		0
	0	0	0	0	0	0	0	0	0

  Матриця  виходить перемножуванням матриць  і  за правилами матричної алгебри.

						0	0	0	0	0
	0	0	0	0	0	0	0
	0	0		0	0				0	0

  Об'єднана матриця  складається з матриці  й розміщеної під нею матриці .

А=

	–1	0	0	+1	0	0	0	0	0	0
	0	0	0	–1	+1	0	0	0	0	0
	0	0	–1	0	–1	0	0	+1	0	+1
	0	–1	+1	0	0	+1	0	0	0	0
	0	0	0	0	0	0	0	0	–1	–1
	0	0	0	0	0	0	–1	–1	+1	0
	0	0	0	0	0	–1	+1	0	0	0
						0	0	0	0	0
	0	0	0	0	0	0	0
	0	0		0	0				0	0

 

  Складаємо стовпчикову матрицю  заданих потужностей і контурних ЕРС. У нашій мережі ЕРС у контурах відсутні.

	0
	0
	0

  Стовпчикова матриця потужностей у гілках запишеться так . У результаті одержуємо вектор величин комплексно-сполучених потужностям у гілках. При цьому значення потужностей будуть .

  Розрахунок аварійного режиму. Розривається друга гілка у першому контурі. Тоді береться елемент  зворотної матриці. Він дорівнює . Для визначення елемента  складається вираз , тобто . Далі

.

  Тоді стовпчикова матриця  буде дорівнювати

	0
	0

 

  Розв’язання визначається виразом , після чого остаточно

. Результати розрахунків шляхом складання рівнянь і матричним методом практично збігаються.

 

Порядок розрахунку

  1.Визначають товщину стінки ожеледі на проводі й величину вітрового тиску.

  Середня висота підвісу проводів на опорі 

;

  Припустима стріла прогину проводу

,

де Г - найменша відстань по вертикалі від проводів до поверхні землі. Висота наведеного центра ваги проводу

м.

  Товщина стінки ожеледі на проводі

;

  Вітровий тиск

;

2. Знаходять питомі навантаження на проводі.

  Питоме навантаження від власної ваги проводу

;

  Питоме навантаження від ваги ожеледі

  Питоме навантаження від власної ваги проводу й ваги ожеледі

;

  Питоме навантаження від тиску вітру при відсутності ожеледі

  Питоме навантаження від тиску вітру на проводі при наявності ожеледі

  Питоме навантаження від тиску вітру й ваги проводу без ожеледі

  Питоме навантаження на проводі від тиску вітру й ваги проводу, покритого ожеледдю

.

3. Визначають критичні прольоти.

 

  Перший критичний проліт дорівнює

  Другий критичний проліт

;

  Третій критичний проліт

У результаті одержуємо наступні співвідношення критичних прольотів і розрахункового прольоту й . Отже, вихідним режимом є режим максимального навантаження з параметрами , , .

4. По рівнянню стану проводу визначають напруги в проводі для режимів середньорічної температури - , нижчої температури -  і найбільшого навантаження .

  Розрахунок напруги в проводі для режиму нижчої температури.

;

; .

  Вирішуючи рівняння в програмі MATHCAD, одержали наступний результат

  Розрахунок напруги в проводі для режиму середньорічної температури.

; .

Результат розв’язання .

  У режимі найбільшого навантаження .

5. Перевірка умов механічної міцності проводів по виразах

 ;     ;     

95,79 < 102;    139,1<153;        153=153.

  Умови виконуються. Тому механічна міцність проводів буде достатньою для умов спроектованої лінії.

  Стріли прогину проводів найбільші для режимів ожеледі без вітру й вищій температурі. Розрахуємо механічні напруги в проводі при цих режимах.

  Режим ожеледі без вітру.

;

;  .

Результат  розв’язання .

  Режим вищої температури.

;

;

Результат розв’язання .

7. Стріли прогину проводів знаходять за формулою .

; .

8. Перевірка дотримання необхідних відстаней від нижчої точки провисання проводу до землі за умовами  

   ;       .

4,95<6,2;       4,98<6,2.

Умови виконуються - отже, відстань від проводу до землі буде не менш припустимої.

 

 

Курсова робота з дисципліни «Електричні системи й мережі»

Зміст

Розрахунок кільцевої розподільної мережі.

1. Вихідні дані.

2. Визначення потужностей у гілках через довжини ліній.

3. Вибір проводів і розрахунок параметрів гілок.

4. Уточнений розрахунок потоків потужності в гілках.

5. Знаходження потокорозподілу з урахуванням втрат потужності.

Розрахунок районної складнозамкненої мережі.

6. Вихідні дані.

7. Визначення потужностей у гілках.

8. Вибір трансформатора

9. Розрахунок напруг у вузлових точках кільцевої мережі.

10. Розрахунок післяаварійного режиму кільцевої мережі.

11. Вибір проводів ліній складнозамкненої мережі.

12. Розрахунок параметрів ліній складнозамкненої мережі.

13. Уточнений розрахунок потоків потужності в гілках складнозамкненої мережі.

14. Розрахунок напруг у вузлових точках складнозамкненої мережі.

15. Розрахунок післяаварійного режиму складнозамкненої мережі.

16. Розрахунок складнозамкненої мережі матричним методом з використанням ЕОМ.

17. Розрахунок проводів на механічну міцність.

 

 

 

 

 Розрахунок кільцевої розподільної мережі

Вихідні дані

  Задано структуру розподільної мережі й навантаження в її вузлах: ;  ;  ;  ;  МВА. Довжини ліній наступні ; ; ; ; ; .