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

60158. Конкурс «Кмітливих, веселих та розумних математиків» 141.5 KB
  Отже розпочинаємо наш конкурс Кмітливих веселих та розумних математиків 1 завдання конкурсу: Математичні розвідники 10 хвилин В далеку давнину люди складали прислів’я та приказки які дойшли і нині до нас. 2 завдання конкурсу...
60159. «Усе в твоїх руках…» Проект з основ здоров’я 100.5 KB
  Навчальний план проекту з основ здоров’я для учнів 4 класу Тема проекту: Усе в твоїх руках Ключове питання: Чи впливає характер людини на її здоров’я Тематичні питання: Чи справді наше здоров’я у наших руках Для здоров’я краще...
60160. День книги 208 KB
  Посещение библиотеки в день книги Учащиеся заранее готовились к этому дню: учили стихотворения готовили рассказы о своей любимой книге и произведении помогали в подготовке книжной выставки а также выставки книжек-самоделок подготовили загадки о природе природных явлениях.
60161. Прощавай, початкова школо 1012.33 KB
  На вулиці зеленіє розкішним, буйним цвітом весна. Сонце голубить нас своїм золотим промінням. Новий день обіцяє незнайоме життя. Час змінює все, що оточує нас, це довгий шлях нелегкий та мінливий.
60162. Твоє життя – твій вибір 108.5 KB
  МЕТА: поглиблення знань учнів про шкідливість тютюнопаління, алкоголю, наркотиків; формування у них об’єктивних поглядів на це соціальне зло; виховання здорового способу життя.
60163. Література бароко, класицизму, просвітництва 39.5 KB
  Мета: узагальнити вивчений матеріал, повторити найважливіші літературні твори зазначених напрямів, розвивати логічне мислення, навички роботи у групі, вміння чітко аргументувати свій вибір, сприяти підвищенню інтересу до вивчення літератури.
60164. Сценарий к 8 марта «Самой любимой и родной мамочке» 3.82 MB
  Милых мам и бабушек в этот светлый день Поздравлять и радовать никому не лень. Все вокруг стараются им цветы дарить, Поздравленья разные чаще говорить. (2 раза) Все преображается в этот день кругом, Женскими улыбками полон каждый дом.
60166. Дніпропетровщина – мій рідний край 142.5 KB
  Центр області – місто Дніпропетровськ. Географія Протяжність області з півночі на південь 130 кілометрів із заходу на схід – 300 кілометрів. Водойми В області протікає 217 річок з них 55 довжиною понад 25 км.