49068

Выбор смысле схемы развития районной электрической сети при соблюдении заданных требований к надежности схемы

Курсовая

Энергетика

Точными или прямыми методами называются такие, которые в предположении, что все вычисления ведутся точно (без округлений) позволяют получить точные значения неизвестных в результате конечного числа операций. Практически все вычисления ведутся с округлениями, поэтому и значения неизвестных, полученных точным методом, будут содержать погрешности. Точными методами являются метод Гаусса и решение линейных уравнений установившегося режима с помощью обратной матрицы.

Русский

2014-01-07

608.5 KB

8 чел.

Аннотация

       

      В курсовом проекте произведен выбор наилучшей в технико-экономическом смысле схемы развития районной электрической сети при соблюдении заданных требований к надежности схемы и к качеству электроэнергии, отпускаемой потребителям.

Выполнены следующие расчеты: разработка вариантов развития сети; расчет потокораспределения в каждом из выбранных вариантов по длинам и нагрузкам узлов; выбор номинального напряжения сети; выбор сечений линий электропередачи на участках сети; выбор числа и мощности трансформаторов с учетом категорий надежности потребителей данного района; выбор схем подстанций на высоком и низком напряжениях; экономическое сопоставление вариантов сети и выбор двух наиболее экономичных, принимаемых для дальнейшего рассмотрения.

Электрические расчеты принятых вариантов развития распределительных сетей в максимальном и аварийном режимах произведены при условии, что напряжения на шинах 35-110 кВ близки к номинальным напряжениям соответствующих обмоток трансформаторов.

Установившиеся режимы максимальных нагрузок и установившиеся послеаварийные режимы проверены с помощью программы RASTR.

 


Введение

Методы линейных уравнений установившегося режима можно разделить на две группы: точные (или прямые) и итерационные (или приближенные).

Точными или прямыми методами называются такие, которые в предположении, что все вычисления ведутся точно (без округлений) позволяют получить точные значения неизвестных в результате конечного числа операций. Практически все вычисления ведутся с округлениями, поэтому и значения неизвестных, полученных точным методом, будут содержать погрешности. Точными методами являются метод Гаусса и решение линейных уравнений установившегося режима с помощью обратной матрицы.

Итерационными или приближенными методами называют такие, которые даже в предположении, что вычисления ведутся без округлений, позволяют получить решение системы уравнений лишь с заданной точностью. Точное решение системы в случае применения итерационных методов может быть получено теоретически как результат бесконечного итерационного процесса. Эти методы не всегда сходятся при решении линейных уравнений установившегося режима.


1 Теоретическое описание метода

Простая итерация и метод Зейделя – простейшие из итерационных методов. Рассмотрение простой итерации важно для понимания сути применения итерационных методов расчета установившихся режимов электрических систем.

Для определенности вначале ограничимся системой уравнений третьего порядка.

 (1.1)

где  - задающий ток -го узла, =1,2,3;  - неизвестное узловое напряжение, т.е. напряжение между -м узлом и балансирующим, совпадающим с базисным по ;  - (при ) – взаимная проводимость узлов  и ;  - собственная проводимость узла . Взаимная проводимость узлов  и  равна взятой с обратным знаком сумме проводимостей ветвей, соединяющих эти узлы.

Предполагая, что диагональные элементы , , разрешим первое уравнение системы (1.1) относительно , второе – относительно , а третье – относительно . Тогда получим систему, эквивалентную (1.1):

 (1.2)

где

 (1.3)

Зададим начальные приближения неизвестных . Подставляя их в первые части системы (1.2), получаем первые приближения . Вычисление первого приближения неизвестных соответствует первому шагу итерационного процесса. Полученные первые приближения могут быть таким же образом использованы для получения вторых, третьих и последующих приближений. Используя значения переменных, полученных на предыдущем, -м шаге, можно получить -е приближение неизвестных:

 (1.4)

Введем матрицу и вектор-столбцы:

, , .

Диагональные элементы матрицы  равны нулю, т.е. , а недиагональные элементы (т.е.  при ) совпадают с коэффициентами систем (1.2) и (1.4). Учитывая правило умножения и сложения матриц, систему (1.2) можно записать в матричной форме:

 (1.5)

Аналогично итерационное выражение (1.4) можно записать в матричном виде:

 (1.6)

Элементы матрицы – безразмерные величины, а элементы вектора  имеют размерность напряжений.

Итерационный процесс, определяемый выражениями (1.4) и (1.6), называется простой итерацией.

Метод Зейделя представляет собой незначительную модификацию простой итерации. Основная его идея в отличие от простой итерации заключается в том, что найденное (i+1)-е приближение (k-1)-го напряжения сразу же используется для вычисления следующего, k-го напряжения. Т.е. полученное (i+1)-е значение напряжения сразу же используется для вычисления (i+1)-го значения напряжений.

Для сети переменного тока комплексные уравнения узловых напряжений представляются в виде системы действительных уравнений. Затем к полученной системе действительных уравнений применяется метод Зейделя.

 

 (1.7)

 

По методу простой итерации -е приближение -го напряжения  для системы n-го порядка вычисляется по следующему выражению:

 (1.8)

По методу Зейделя -е приближение k-го напряжения  вычисляется так:

 (1.9)


2 Расчет режимов электрической сети

2.1 Исходные данные

Дана схема электрической сети (вариант 8), состоящей из четырех узлов (рис.2.1). Данные проводов представлены в табл.2.1

Рисунок 2.1 Схема электрической сети

Таблица 2.1 Данные проводов

№ ветви

Длина, км

x0, Ом/км

r0, Ом/км

1

80

0,435

0,121

2

90

0,429

0,098

5

120

0,42

0,075

6

110

0,41

0,06

3

90

0,429

0,098


2.2 Схема замещения сети

Рисунок 2.2 Схема замещения

2.3 Определение узловых напряжений сети

Составим уравнения узловых напряжений в виде (2.1) и (2.2) для электрической сети, схема замещения которой приведена на рис.2.2.

   

 

где  и  - вектор-столбцы, имеющие вид, аналогичный (2.4);  - активная и реактивная взаимные проводимости узлов -го и балансирующего.

При задании нагрузки постоянной мощностью, ток вычисляется по формуле:

 

 (2.4)

В схеме на рисунке 2.2 – четыре линии электропередачи, узел 1 – генераторный, 2, 3 и 4 – нагрузочные узлы. Сопротивления линий следующие:

Ом;

Ом;

Ом;

Ом;

Ом.

Узел 1 принят в качестве балансирующего и базисного, напряжение  кВ. В узлах 2, 3 и 4 мощности задаются вводом с клавиатуры,  в данном случае они приняты равными -5Вт и -5ВАр для Р и Q соответственно.

По заданным сопротивлениям ветвей вычисляем их проводимости, Ом-1, по формулам:

 (2.5)

Матрица для четырех-узловой сети:

 (2.6)

Для схемы на рисунке 2.2 матрица проводимостей:

Вектор узловых напряжений:

 

Запишем систему уравнений установившегося режима, сформировав матрицу коэффициентов следующим образом:

 

Такое формирование матрицы удобно с точки зрения решения полученных уравнений итерационными методами, сходимость которых улучшается, если диагональные элементы доминируют, т.е. по абсолютной величине больше всех остальных элементов в строке.

В этом случае уравнение запишется в виде:

 

Запишем систему узловых напряжений в виде:

 


Принимаем начальное приближение узловых напряжений:

Первые приближения  и определим решая систему уравнений.

Расчет произведен на ЭВМ. Расчет произведен с заданной точностью по напряжениям  кВ.

3 Текст программы

  

 

  1.   Утяжеление режима электрической сети и построение графиков

Таблица 4.1 Изменение нагрузки в узле 1

p2

U2

U3

U4

5

218,021

218,526

218,578

10

216,765

217,878

217,978

20

214,284

216,624

216,817

30

211,757

215,356

215,644

40

209,119

214,026

214,414

График 4.1 Падение напряжения в узлах

           

Таблица 4.2 Изменение нагрузки в узле 2

p2

U2

U3

U4

5

218,021

218,526

218,578

10

217,346

217,741

218,086

20

216,166

216,296

217,225

30

214,93

214,795

216,323

50

212,324

211,657

214,421

65

210,313

209,229

212,954

График 4.2 Падение напряжения в узлах

Таблица 4.3 Изменение нагрузки в узле 3

p2

U2

U3

U4

5

218,02

220,53

218,58

10

217,39

218,03

217,8

20

216,29

217,17

216,42

30

215,15

216,26

214,98

50

212,74

214,37

211,97

68

210,53

212,62

209,18

График 4.3 Падение напряжений в узлах

Список литературы

1. Идельчик В.И. Электрические системы и сети: Учебник для вузов, М. Энергоиздат, 1989.


Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

3

1207.212.034.000 ПЗ 

Выпонил

Каримов Р.Б.

Провер.

Головкин А.В.

еть электрическая 110 кВ

Пояснительная записка

Лит.

Листов

ЭСиС-414

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

6

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

7

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

8

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

9

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

10

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

11

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

12

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

13

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

14

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

15

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

16

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

17

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

18

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

19

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

20

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

21


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

82835. Безработица. Причины образования, последствия 244 KB
  Актуальность темы заключается в том что проблема занятости и безработицы в наши дни становится неотъемлемым элементом жизни России оказывающим существенное влияние не только на социально-экономическую но и на политическую ситуацию в стране.
82836. Генная инженерия 65.36 KB
  Цели создания ГМО – продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН FO рассматривает использование методов генетической инженерии для создания трансгенных сортов растений либо других организмов как неотъемлемую часть сельскохозяйственной биотехнологии.
82837. Вооруженные силы РФ на современном этапе 162.5 KB
  Конфронтация между Востоком и Западом уступила место партнерству. Наметилась важная позитивная тенденция создания европейской системы коллективной безопасности. Произошли и другие положительные сдвиги.
82838. Функціоналізм в американській психології 112.5 KB
  На відміну від структуралізму, який виник в Європі та поширилася на Сполучені Штати, функціоналізм виник на американському грунті. Однією з передумов його виникнення була дарвінівська теорія еволюції, що опанувала розумами як у Європі, так і в Америці в кінці XIX ст.
82839. Вода в організмі людини: роль і вміст 61 KB
  Кожна жива клітка організму людини містить цілющий водний розчин різних живильних речовин. В цілому організм людини перебуває на 86–50 з води 86 у новонародженого і 50 у старого. Значення води в житті людини визначається тими функціями і тією величезною часткою яку вона займає в загальній...
82840. Медицина в средние века 34.72 KB
  В течении всего средневекового периода природа оставалась закрытой книгой. Как доказательство, приводят совершенное отсутствие в средние века гигиены, как в частных жилищах, так и вообще в городах, а так же свирепствования в течение всего этого периода убийственных эпидемии чумы...
82841. Стан природи і настрій людини в поезіях Лесі Українки. Розповідь про життя і творчість поетеси. Вірш «Давня весна» 49 KB
  Розширити поглибити й узагальнити знання учнів про дитячі роки поетеси її творчість; викликати емоційне сприйняття; розкрити вплив природи на настрій і почуття поетеси удосконалювати вміння порівнювати; знаходити і пояснювати метафори; розвивати виразність читання; образне мислення уяву.
82842. Леся Українка (стаття). Леся Українка. Вірш «Мамо, іде вже зима» 71 KB
  Тип уроку: комбінований. Обладнання: портрет Лесі Українки виставка видань її книжок підручник картки із завданнями магнітофон проектор мультимедійна дошка презентація до уроку. До уроку додається слайдова презентація яка стимулює пізнавальну активність учнів.
82843. Развитие речи. Толерантность. Деформированный текст с творческим заданием 36.5 KB
  Какие три слова стали законом в семье где царили мир и согласие Любовь прощение терпение Всё это можно назвать одним словом Толерантность запишем его Толерантность II. Наверно это слово было вам незнакомо но в современном мире вы не раз его услышите поэтому сегодня на уроке мы познакомимся...