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

38243. Основи менеджменту 223 KB
  Принципы управления: 1разделие труда; 2власть и ответственность; 3дисциплина; 4единство распоряжения; 5единство руководства; 6подчинение индивид. Когда задействовано большое колво людей власть неофиц группы заметно усиливается. Наиболее распростран использ и злоупотребл этой властью выражается в форме неофиц общения так называемый тайный телеграф. Это один из способов с помощью кот неформ группа осущ свою власть неформ коммуникация.