Методы прогнозирования графиков электрических нагрузок. Анализ и синтез графиков

↑

▷ Содержание

Стр 1 из 7Следующая ⇒

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕЕНЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра «Электроснабжение»

Методические указания к лабораторным и практическим занятиям по дисциплине «ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ И ПОДСТАНЦИЙ. часть 1».

Рекомендуется для специальностей и направлений подготовки: 110302 «Электрификация и автоматизация сельского хозяйства»; 140400 «Электроэнергетика и электротехника».

Орёл - 2013

УДК 621.313(07)

Рецензенты:

К.т.н., доцент, зам. директора НИПИ «Градоагроэкопром» Т.С. Шарупич,

К.т.н., доцент кафедры «Электроснабжение»Ю.Д. Волчков

Разработчик:

Ст. преподаватель кафедры «Электроснабжение» Орел ГАУ зам. генерального директора – начальник проектного отдела ООО «Информационно-энергетический центр «АВПС-Инновация» А.В. Виноградова.

Рекомендовано методическим советом ФГБОУ ВПО Орел ГАУ:

Протокол № 3 от «24» декабря 20 13 г.

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕЕНЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра «Электроснабжение»

Методические указания к лабораторным и практическим занятиям по дисциплине «ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ И ПОДСТАНЦИЙ. часть 1».

Рекомендуется для специальностей и направлений подготовки: 110302 «Электрификация и автоматизация сельского хозяйства»; 140400 «Электроэнергетика и электротехника».

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Методические указания предназначены для выполнения лабораторно-практических заданий студентами Орловского государственного аграрного Университета, по направлениюбакалавриата «Электроэнергетика и электротехника» профиль «Электроснабжение»; специалитета«Электрификация и автоматизация сельского хозяйства».

Целью дисциплины является изучение электрооборудования и схем электрических соединений электростанций и подстанций, подготовка обучающихся к проведению различных мероприятий, направленных на повышение надёжности их работы.

Задачами дисциплины являются:

– познакомить обучающихся с назначением, основными параметрами, конструкцией и принципами работы электротехнического оборудования электростанций и подстанций;

– познакомить обучающихся со схемами электрических соединений электростанций и подстанций, распределительных устройств, систем собственных нужд электроустановок;

– познакомить обучающихся с мероприятиями, направленными на повышение надёжности работы электрических станций и подстанций.

Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины.

По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:

· использовать нормативные правовые документы в своей профессиональной деятельности (ПК-4);

· работать над проектами электроэнергетических и электротехнических систем и их компонентов (ПК-8);

· разрабатывать простые конструкции электроэнергетических и электротехнических объектов (ПК-9);

· готовностью к проверке технического состояния и остаточного ресурса оборудования и организации профилактических осмотров и текущего ремонта (ПК-48);

· способностью составлять схемы замещения элементов систем электроснабжения для последующих расчетов (ПСК-3);

· способностью рассчитывать токи короткого замыкания в электрических сетях (ПСК-5).

В результате изучения дисциплины обучающиеся должны:

Знать современное электрооборудование и его характеристики, основныесхемы электрических соединений электростанций и подстанций, особенности конструкций распределительных устройств разных типов.

Уметь использовать полученные знания при освоении смежных дисциплин и в работе по окончании вуза.

Владеть навыками проектирования и эксплуатации электрической частиэлектростанций и подстанций, а также исследований физических процессов, происходящих в электрооборудовании при его работе.

Лабораторная работа №1

Задача

Построить суточные графики Р= f(t) иQ = φ(t) в именованных единицах, по ним получить график S =ψ(t).

Построить годовые графики нагрузки по продолжительности Р= f₁(t),Q = φ₁(t), S =ψ₁(t).

Определить технико-экономические показатели графиков:

- максимумы и минимумы нагрузок за сутки: P_max, P_min, Q_max, Q_min,S_max, S_min.

- среднесуточные нагрузки: P_ср= W^a_сут/24, Q_ср= W^p_сут/24, S_ср= W_сут/24;

- коэффициенты заполнения K_зп=S_ср/S_max и неравномерности K_нр=S_min/S_max графиков полной мощности;

- коэффициент мощности средневзвешенный cosφ_ср.взв.= W^a_сут/W_сут;

- время использования максимума активной нагрузки

Т_а1= (W^a_сут ·365)/ Р_max.

Время действия заданного суточного графика принять равным 365 дней в году.

Задание

1. Пояснить принцип преобразования типового графика в гра­фик в именованных единицах. Например, два графики активной нагрузки 100%, Р_max,

P_i%→P_i= (P_i%· P_max)/100

2. Построить график мощности S =ψ(t) аналитическим методом S_i = √(P²_i + Q²_i), а также объяснить графический метод (метод прямоугольного треугольника, рисунок 1).

Q_m= P_mtgφ_max

Рисунок 1 - Графический метод получения полной мощности Sпо двум катетам Ри Q

3. Составить итоговую таблицу обработки графиков нагрузки по
образцу табл. 1. Данные табл. 1 удобно использовать при определении
технико-экономических показателей графиков.

4. Построить годовой график по продолжительности для раз-
личных видов нагрузок (рис. 2), также используя данные табл. 1.

Таблица 1 – Характеристика графиков электрических нагрузок

Длит.ступени	Р	Q	S, MB·A	Wp, MBAp·ч	Wа, MBт·ч	W, MBA·ч
%	МВт	%	МВАр
t1	P1	P1	Q1	Q1	S1 =	Wp1 = Q1 · t1	Wa1 = P1 · t1	W1 = S1 · t1
…	…	…	…	…	…	…	…	…
ti	Pi	Pi	Qi	Qi	Si =	Wpi = Qi · ti	Wai = Pi · ti	Wi = Si · ti
…	…	…	…	…	…	…	…	…
tn	Pn	Pn	Qn	Qn	Sn =	Wpn = Qn · tn	Wan = Pn · tn	Wn = Sn · tn
Итого за сутки	Wpсут =	Wасут =	Wсут =
Итого за год при условии единого типового графика на все сутки года	Wpгод = 365Wpсут	Wагод = 365Wасут	Wгод = 365Wсут

Примечание. n – полное количество ступеней суточного графика нагрузки (t₁ + t₂ + t₃ + … + t_n) = 24 часа.

Рисунок 2 - Построение годового графика нагрузок по продолжительности:

Т, = 365 ti; Та - 365 t₂;....; Т„ = 365 t_n

Таблица 2 - Типовые графики нагрузки

Контрольные вопросы:

1. Дать определение графику нагрузки.

2. Дать определение установленной мощности.

3. Рассказать классификацию графиков нагрузок.

4. Для чего необходимо знать графики нагрузок.

5. Дать определение ступени графика нагрузки.

Лабораторная работа № 2

Пояснения к работе

Рассчитать токи короткого замыкания (КЗ) – это значит:

– по расчетной схеме составить схему замещения, выбрать точки КЗ; рассчитать сопротивления;

– определить в каждой выбранной точке трехфазные, двухфазные и однофазные токи КЗ;

– заполнить «Сводную ведомость токов КЗ».

Схема замещения представляет собой вариант расчетной схемы, в которой все элементы заменены сопротивлениями, а магнитные связи – электрическими. Точки КЗ выбираются на ступенях распределения и на конечном электроприемнике.

Точки КЗ нумеруются сверху вниз, начиная от источника.

Для определения токов КЗ используются следующие соотношения:

а) ток трехфазного короткого замыкания, кА:

I_к⁽³⁾ = V_к / √3 ·Z_к,

где V_к – линейное напряжение в точке КЗ, кВ;

Z_к – полное сопротивление до точки КЗ, Ом;

б) ток двухфазного короткого замыкания, кА:

I_к⁽²⁾ =√3/2 · I_к⁽³⁾= 0,87· I_к⁽³⁾,

в) ток однофазного короткого замыкания, кА:

I_к⁽¹⁾ = V _кф / (Z _n + Z _т⁽¹⁾/3),

где V_кф – фазное напряжение в точке КЗ, кВ;

Z_n – полное сопротивление петли фаза – нуль до точки КЗ, Ом;

Z_т⁽¹⁾ – полное сопротивление трансформатора однофазному КЗ, Ом;

г) ударный ток, кА:

i_у = √2 К_уI_к ⁽³⁾,

где К_у – ударный коэффициент, определяется по графику

Ку = F · (R _{к /} Х _к).

Примечание. График (рисунок 1) может быть построен при обратном соотношении,

Ку = F · (Х _к/R _к).

д) действующее значение ударного тока, кА:

I_у = q ·I_к⁽³⁾,

где q – коэффициент действующего значения ударного тока.

Рисунок1 - Зависимость К_у = F · (R _{к /} Х _к).

Q = √(1+ 2(К_у−1)²).

Сопротивления схем замещения определяются следующим образом:

1. Для силовых трансформаторов по таблице 1.

Таблица 1 - Сопротивление трансформаторов 10/0,4 кВ

Или расчетным путем из соотношений:

R_т = ΔР_к ; Z_т = U_к ; X_т = ;

где ΔР_к– потери активной мощности КЗ, кВт,

U_к – напряжение КЗ, %;

V_нн– линейное напряжение обмотки низкого напряжения (НН), кВ;

S_т – полная мощность трансформатора, кВА.

2. Для трансформаторов тока сопротивления схем замещения определяются по таблице 2.

Таблица 2 - Значение сопротивлений первичных обмоток катушечных трансформаторов тока 1кВ

3. Для коммутационных и защитных аппаратов – по таблице 3. Сопротивления зависят от номинального тока аппарата I_на.

Примечание. Сопротивление предохранителей не учитывается, а у рубильников учитывается только переходное сопротивление контактов.

Таблица 3 - Значение сопротивлений автоматических выключателей, рубильников, разъединителей до 1кВ.

Для ступеней распределения сопротивления схем замещения определяются по таблице 4.

Таблица 4 - Значение переходных сопротивлений на ступенях распределения

8. Для линий электроснабжения кабельных, воздушных и шинопроводов из соотношений:

R_л = r₀ ∙ L_л; X_л = x₀ ∙ L_л;

где r_о и х_о – удельные активное и индуктивное сопротивления, мОм/м;

L_л – протяженность линии, м.

Удельные сопротивления для расчета трехфазных и двухфазных токов КЗ определяются по таблицам 6, 7, 8.

Таблица 5 - Значения удельных сопротивлений кабелей, проводов

Таблица 6 - Значения удельных сопротивлений троллейных шинопроводов до 1кВ

Таблица 7 - Значение удельных сопротивлений комплексных шинопроводов

Таблица 8 - Значение активных переходных сопротивлений неподвижных контактных соединений

Таблица 9 - Значение Т_доп,^оС

При отсутствии данных r_о можно определить расчетным путем:

r_о= 103/ γ S,

где S – сечение проводника, мм;

γ – удельная проводимость материала, м/(Ом мм).

Принимается: γ = 30 м /(Ом × мм2) – для алюминия,

γ = 50 м /(Ом × мм2) – для меди,

γ = 10 м /(Ом × мм2) – для стали.

При отсутствии данных х_о можно принять равным:

х_овл = 0,4 мОм/м – для ВЛ,

х_окл= 0,06 мОм/м – для КЛ,

х_опр = 0,09 мОм/м – для проводов,

х_ош = 0,15 мОм/м – для шинопроводов.

При расчете однофазных токов КЗ значение удельных индуктивных сопротивлений петли фаза–нуль принимается равным:

Х_{о п} = 0,15 мОм/м – для КЛ до 1 кВ и проводов в трубах,

Х_оп = 0,6 мОм/м – для ВЛ до 1 кВ,

Х_{о п} = 0,4 мОм/м – для изолированных открыто проложенных проводов,

Х_оп = 0,2 мОм/м – для шинопроводов.

Удельное активное сопротивление петли фаза–нуль определяется для любых линий по формуле:

r_оп = 2 r_о.

6. Для неподвижных контактных соединений значения активных переходных сопротивлений определяют по табл. И.8.

Примечание 1. При расчетах можно использовать следующие значения К_у:

К_у = 1,2 – при КЗ на ШНН трансформаторов мощностью до 400 кВА;

К_у = 1,3 – при КЗ на ШНН трансформаторов мощностью более 400 кВА;

К_у = 1 – при более удаленных точках;

К_у = 1,8 – при КЗ в сетях ВН, где активное сопротивление не оказывает существенного влияния.

Сопротивления элементов на высоком напряжении приводятся к низкому напряжению по формулам:

R_нн = R_вн ; Х_нн = Х_вн

где R_нн и Х_нн – сопротивления, приведенные к НН, мОм;

R_вн и Х_вн – сопротивления на ВН, мОм;

V_нн и V_вн – напряжение низкое и высокое, кВ.

Примечание 2. На величину тока КЗ могут оказать влияние АД мощностью более 100 кВт с напряжением до 1 кВ в сети, если они подключены вблизи места КЗ. Объясняется это тем, что при КЗ резко снижается напряжение, а АД, вращаясь по инерции, генерирует ток в месте КЗ. Этот ток быстро затухает, а поэтому учитывается в начальный момент при определении периодической составляющей и ударного тока.

ΔI_по(ад) = 4,5 · I_н(ад); Δi_у = 6,5· I_н(ад),

где I_н(ад) – номинальный ток одновременно работающих АД.

3. Пример

Дано: расчетная схема (рисунок 2а).

L_ВН = 3 км;

L_кл1 = 5м (длина линии электроснабжения от ШНН до ШМА1);

L_ш = 2 м (участок ШМА1 до ответвления);

L_кл2 = 20 м (длина линии ЭСН от ШМА1 до потребителя).

Требуется:

– составить схему замещения, пронумеровать точки КЗ;

– рассчитать сопротивления и нанести их на схему замещения;

– определить токи КЗ в каждой точке и составить «Сводную ведомость токов КЗ».

Решение. Составляется схема замещения (рисунок 2б) и нумеруются точки КЗ в соответствии с расчетной схемой.

а) Расчетная схема б) Схема в) Упрощенная

электроснабжения замещения схема

замещения

Рисунок 2 - Схемы электроснабжения

Вычисляются сопротивления элементов и наносятся на схему замещения (рисунок 2б).

Для системы: I_c = = = 23,1А

Воздушная линия электропередач выполнена голым проводом марки

АС-3 × 10 / 1,8; I_доп = 84 А; х₀ = 0,4 Ом/км;

х'_с= х_о L_с = 0,4 · 3 = 1,2 Ом;

r₀ = 103 / γS = 103 / 30·10 = 3,33 Ом/км;

R’_c = r_oL_c= 3,33·3 = 10 Ом.

Сопротивления приводятся к НН:

R_c = R’_c(V_нн/ V_вн)² = 10 · (0,4 / 10)² ·10³ = 16 мОм;

Х_с = Х’_c(V_нн / V_вн)² = 1,2 · (0,4 / 10)² ·10³ = 1,9 мОм.

Для трансформатора по таблице 1 определяем:

R_т = 5,5 мОм, Х_т =17,1 мОм; Z ⁽¹⁾_т = 195 мОм.

Для автоматов – по таблице 3:

1SF R_1SF = 0,11 мOм, Х_1SF = 0,12 мOм; Rн_1SF = 0,2 мОм

SFl R_SF1 = 0,15 мОм; Х_SF1= 0,17 мОм; Rн_SF1 = 0,4 мОм;

SF R_SF = 2 мОм; X_SF = 1,8 мОм; Rн_SF = 0,9 мОм.

Для кабельных линий – по таблице 5:

КЛ1:

r₀’ = 0,33 мОм/м; х₀ = 0,08 мОм/м.

Так как в схеме три параллельных кабеля, то

r₀ = (⅓) · r₀' = (⅓)· 0,33 = 0,11 мОм/м;

Rкл1 = r₀ Lкл1 = 0,11· 5 = 0,55 мОм;

Х кл1 = х₀Lкл1 = 0,08 · 5 = 0,4 мОм.

КЛ2:

_r0 = 0,63 мОм/м; х₀ = 0,09 мОм/м.'

Rкл2 = 0,63· 20 = 12,6 мОм;

хкл2 = 0,09&

1234567Следующая ⇒

Поделиться:

Познавательные статьи:



Техника прыжка в длину с разбега

Тактические действия в защите

История Олимпийских игр

История развития права интеллектуальной собственности