Расчёт режимов электросетей

В данном примере показано, как использовать приложение Расчёт режимов электросетей на примере энергосистемы, изображённой на рисунке:

Для ввода схемы в приложение и расчёта режима необходимо провести ряд последовательных действий.

1. Составление схемы замещения

Для корректного задания схемы в приложении стоит сначала составить схему замещения с нумерацией всех узлов. Нагрузки и генераторы задаются инжекцией мощности, воздушные линии (ВЛ) моделируются по Π-схеме замещения, автотрансформаторы (АТ) представляются по схеме «звезда» с промежуточным узлом и тремя ветвями, две из которых имеют коэффициенты трансформации, батареи статических конденсаторов (БСК) заменяются шунтом.

2. Расчёт параметров схемы замещения

Формулы для расчёта параметров схем замещения элементов энергосистемы.

ВЛ:

Активное сопротивление:



Индуктивное сопротивление:



Емкостная проводимость на землю:



Расчёты сведены в таблицу:

Параметр\ВЛ	1-2	5-6	6-7	7-8	5-8
Марка провода	АС 400/51	АС 240/32	АС 240/32	АС 240/32	АС 240/32
	220	110	110	110	110
	0.0730	0.118	0.118	0.118	0.118
	0.42	0.405	0.405	0.405	0.405
	2.701	2.808	2.808	2.808	2.808
	300	40	50	30	60
	2	1	1	1	1
	10.95	4.72	5.9	3.54	7.08
	63	16.2	20.25	12.15	24.3
	1620.6	112.32	140.4	84.24	168.48

АТ:
Активные сопротивления рассчитаны с учётом мощностей обмоток В:С:Н = 100%:100%:50%:

Пересчёт напряжений короткого замыкания:







Поскольку физически не может быть отрицательным, принимаем его равным нулю.
Индуктивные сопротивления:







Активная и индуктивная проводимости ветви намагничивания АТ:





Коэффициенты трансформации:

БСК:

3. Задание схемы в приложении

Для открытия приложения необходимо перейти в рабочее пространство Engee и в левом верхнем углу в разделе Приложения выбрать Расчёт режимов электросетей.

Для работы с приложением используются три вкладки с таблицами: Узлы, Ветви, Генераторы. При открытии приложения они будут пустые. Во всех трёх таблицах есть столбец номера строки N, его нужно заполнять при добавлении каждой строки.

Узлы

Начнём с задания узлов. Для добавления узла нужно выбирать вкладку Узлы и нажать кнопку Добавить строку.

Узел №1 является базисным узлом, для него необходимо задать номинальное напряжение, тип и добавить в этот узел генератор на вкладке Генераторы. У генератора настраиваются колонки номера узла N_узла = 1 и задаваемое напряжение Vзд = 230 кВ.

Узел №2 является нагрузочным, необходимо задать тип, номинальное напряжение и проводимость шунта поперечной ветви автотрансформатора. Активная и емкостная проводимости шунта задаются со знаком плюс, а индуктивная с минусом. По умолчанию на вкладке Узлы отсутствуют колонки для проводимости шунтов. Для добавления колонок необходимо нажать кнопку Настройка видимых колонок -> Колонки узлов -> G_ш, B_ш.

После добавления колонок вводим значения проводимостей, должно получиться как на рисунке:

Узел №3 также является нагрузочным, вводим тип и номинальное напряжение.

Узел №4 — для него задаются нагрузка, тип «генератор» и номинальное напряжение 10 кВ. Мощность нагрузки задаётся в столбцах Pн = 80 МВт и Qн = 40 Мвар. У генератора настраиваются колонки номера узла N_узла = 4, активной мощности Pг = 150 МВт, задаваемое напряжение Vзд = 10.5 кВ и пределы регулирования по реактивной мощности Qмакс = 100 Мвар и Qмин = -100 Мвар.

Узлы №5-8 - нагрузочные узлы, в узле №7 необходимо задать БСК в виде шунта.

В результате должны получиться такие таблицы Узлы и Генераторы:

Ветви

Перейдём к заданию ветвей. Ветви бывают двух типов: линия и трансформатор. Тип ветви определяется значением коэффициента трансформации: если К_т = 1 — это линия; если К_т ≠ 1 — трансформатор. Для добавления первой ветви необходимо перейти на вкладку Ветви и добавить строку. Ветви соединяют узлы, поэтому для всех ветвей нужно задать начальный и конечный узел.

Ветвь 1-2 — это ВЛ, для неё необходимо задать сопротивления и проводимость.

Ветвь 2-3 — это одна из ветвей АТ, не содержащая трансформатор — поэтому она задаётся аналогично ВЛ, без учёта ёмкостной проводимости.

Ветвь 3-4 — трансформаторная ветвь, нужно задать коэффициент трансформации.

Ветвь 3-5 — трансформаторная ветвь с нулевым индуктивным сопротивлением, для корректного расчёта необходимо задать индуктивное сопротивление 0,2 Ом.

Остальные ветви - это ВЛ, задаются по аналогии с ветвью 1-2. В результате должна получиться такая таблица ветвей:

На этом этап ввода данных завершён.

4. Расчёт режима

Для расчёта режима необходимо нажать кнопку Запустить расчёт. Если всё задано корректно, то в левом верхнем углу появится надпись Решение найдено, а в таблицах появятся рассчитанные значения напряжений и мощностей.

Результаты расчёта можно сохранить с помощью кнопки Сохранить файл с режимом.

В файловом браузере Engee появится директория с сохраненным файлом режима:

Для проверки правильности задания данных и расчёта режима сравним результаты с программой RastrWin. Результаты расчёта режима в RastrWin:

Обратите внимание, что в приложении положительное направление мощности задано от шины к линии, а в RastrWin — от конца к началу. В результате знаки мощностей у ветвей могут различаться.

Выводы

В данном примере было показано, как рассчитать параметры элементов энергосистемы и выполнить расчёт установившегося режима с помощью приложения Расчёт режимов электросетей. Полученные результаты подтверждают корректность работы приложения и его соответствие расчётам, выполненным в программе RastrWin.