Министерство образования и науки Украины

Приазовский государственный технический университет

Контрольная работа

по предмету: «Качество эл. энергии»

Мариуполь

2010

Задача № 1

Рассчитать отклонение напряжения на зажимах наиболее удаленной от источника нагрузки, а также выбрать отпайки трансформаторов ГПП.

Исходные данные:

ЛЭП: AC-150, L = 30 km;

Tp1 ГПП: ТРДН-25000/110;

Тр2ТП: ТМ-1600/10;

КЛ-1: 3x70; L = 1 км; КЛ-2: 3x50; L = 0,4 км;

Uд'/Uд'' =114/110 кВ; Кз'/Кз" = 0,8/0,6; cosφ'/cosφ'' = 0,94/0,8;

Двигатель АД: Р = 45 кВт; cosφ = 0,9.

1. Расчет параметров схемы замещения:

Схема замещения

ЛЭП: r₀ = 0,2 Ом/км; х₀ = 0,42 Ом/км;

R_ЛЭП = r₀*L = 0,2*30 = 6 Ом;

Х_ЛЭП = x₀*L = 0,42*30 = 12,6 Ом;

Tp1: U_BH = 115 кВ; U_HH = 10,5 кВ; N = ±9; W₀ = 1,78%;

R_Tp1 = 2,54 Ом; X_Tp1 = 55,5 Ом;

КЛ-1: r₀ = 0,43 Ом/км; х₀ = 0,086 Ом/км;

R_КЛ-1 = r_o*L = 0,43*1 = 0,43 Ом;

Х_КЛ-1 = x_o*L = 0,086*1 = 0,086 Ом;

Тр2: R_Tp2 = 0,64 Ом; Х_Тр1 = 3,44 Ом;

КЛ-2: r₀ = 0,63 Ом/км; х₀ = 0,090 Ом/км;

R_КЛ-2 = r_o*L = 0,63*0,4 = 0,252 Ом;

Х _КЛ-2 = x_o*L = 0,09*0,4 = 0,036 Ом.

2. Определение нагрузок на участках:

Потоки мощностей на участках

а) максимальный режим:

Р₃ = Р_АД = 45 кВт; Q₃ = Q_АД = Р_АД*tgφ = 45*0,48 = 21,6 квар;

Р₂' = S_Tp2*Kз' = 1600*0,8 = 1280 кВт;

Q2' = S_Tp2*Kз'*tgφ'= 1600*0,8*0,36 = 460,8 квар;

P₁' = S_Тр1*Кз' = 25000*0,8 = 20000 кВт;

Q₁' = S_Tp1*Kз'*tg φ' = 25000*0,8*0,36 = 7200 квар.

б) минимальный режим:

Р₂'' = S_Tp2*Kз'' = 1600*0,6 = 960 кВт;

Q2'' = S_Tp2*Kз''*tgφ''= 1600*0,6*0,75 = 720 квар;

P₁'' = S_Тр1*Кз'' = 25000*0,6 = 15000 кВт;

Q₁'' = S_Tp1*Kз''*tg φ'' = 25000*0,6*0,75 = 11250 квар;

3. Расчет потери напряжения на всех участках:

Номинальные напряжения на участках:

U_Н1 = 110 кВ; U_Н2 = 10 кВ; U_H3 = 0,4 кВ.

а) максимальный режим:

ЛЭП:

Тр1:

КЛ-1:

Тр2:

КЛ-2:

б) минимальный режим:

ЛЭП:

Тр1:

КЛ-1:

Тр2:

4. Определение отклонения напряжения на зажимах наиболее удаленной от источника нагрузки:

а) максимальный режим:

Отклонение напряжения на источнике:

Отклонение напряжения на зажимах АД:

Данное значение превышает предельно допустимое по ГОСТу 13109-97 ПД = ±10%.

б) минимальный режим:

Отклонение напряжения на источнике:

Отклонение напряжения на зажимах АД:

Данное значение превышает предельно допустимое по ГОСТу 13109-97 ПД = ±10%.

5. Выбор отпайки трансформатора ГПП:

а) максимальный режим:

Желаемая добавка напряжения:

Желаемое напряжение:

Расчет ступени РПН:

Проверка:

Проверка выполняется: U_Н > U_НЖ – 11,26 > 11,05.

б) минимальный режим:

Желаемая добавка напряжения:

Желаемое напряжение:

Расчет ступени РПН:

Проверка:

Проверка не выполняется: U_Н < U_НЖ – 11,07 < 11,11. Ступень увеличить нельзя, так как – 9 крайняя.

Задача № 2

ГППТП 0,4 кВ

U_q ЛЭП КЛ-1 КЛ-2

Тр-1Тр-2 а η

ЛЭПТр-1КЛ-1

АС-95 45 кмS_н = 16000/11035 х 3 0,4 км

r₀ = 0,326 ОмU_вн = 115 кВ U_нн = 11 кВ r₀ = 0,8 Ом

х₀ = 0,126 ОмU_к = 10,5 ±9*1,78х₀ = 0,095 Ом

r_т = 4,38 Ом х_т = 86,7 Ом

Тр-2КЛ-2Р_aq = 55 кВт

ТМ-400/10 95 х 3 0,4 кмcos φ = 0,92

r_т = 3,7 Ом х_т = 10,6 Ом r₀ = 0,2 Ом

U_вн = 10 кВ U_нн = 0,4 кВ х₀ = 0,08 Ом

U_к = 4,5%

В минимальном режиме:

S_q = S_т * к_з = 16 * 0,5 = 8

Р_q = S_q * cos φ = 8 * 0,7 = 5,6

Q_q = S_q * sin φ = 8 * 0,71 = 5,7

S´_q = S_т * к_з = 16 * 0,5 = 8

Р´_q = S_q * cos φ = 8 * 0,7 = 5,6

Q´_q = S_q * sin φ = 8 * 0,71 = 5,7

В максимальном режиме:

S_q = S_т * к_з = 16 * 0,74 = 11,84

Р_q = S_q * cos φ = 11,84 * 0,9 = 10,7

Q_q = S_q * sin φ = 11,84 * 0,44 = 5,2

S´_q = S_т * к_з = 0,4 * 0,74 = 0,3

Р´_q = S_q * cos φ = 0,3 * 0,9 = 0,27

Q´_q = S_q * sin φ = 0,3 * 0,44 = 0,13

В минимальном режиме:

В максимальном режиме:

В минимальном режиме:

В максимальном режиме:

Минимальный режим:

10,5 > 10,4

Максимальный режим:

10,2 ≈ 10,341

Задача № 3

Наклонные Q, мвар5; 8,3

Количество4; 13

Т, секунд0,1; 0,4

Sк, МВА400

Определить дозу Фликера.

1. Определяем размах изменения напряжения, по заданной величине наброса реактивной мощности, Q:

2. Определяем поправочный коэффициент:

3. Размах изменения напряжения:

Uпр_i = Fпр_i * Ut_i

Uпр₁ = 1,25 * 0,68 = 0,85

Uпр₂ = 2,075 * 0,36 = 0,747

4. Время восприятия Фликера:

5. Доза Фликера на кратковременном интервале:

Ts = 600 с

Доза Фликера соответствует норме.

Норма .

Задача № 4

Определить коэффициенты несинусоидальности напряжения на шинах 10 кВ подстанции, когда батарея конденсаторов включена, и когда выключена.

ДГ 1 = 10 МВт

БК = 4 * 1,125 Мвар

Д 1 = 6,3 МВА

Д 2 = 7,2 МВА

Тс 1 = 6 * 0,53 МВА

Тц 1 = 1900 МВА

Р = 0,105 Ом

Определим сопротивления элементов системы:

Определим коэффициент несинусоидальности напряжения, когда БК включена.

Т.к. по условию задан шестифазный преобразователь, то расчет ведем для 6 гармоник: 5; 7; 11; 13; 17; 19.

Для 5 гармоники:

Для 7

Для 11

Для 13

Для 17

Для 19

Определим коэффициент несинусоидальности:

БК – включена.

Для 5

Для 7

Для 11

Для 13

Для 17

Для 19

Оценим перегрузку токами высших гармоник:

338 > 337,49

Условие соблюдается, значит БК не перегружается токами высших гармоник.

Х_Э1 = 0,061835

1,228 = 1,228

Условие соблюдается.

Задача № 5

Определить уровень напряжения обратной последовательности на шинах 10 кВ подстанции.

Т_с = 16 МВАР_ВП = 1,6 МВтcos φ = 0,7

S_к = 1500МВАY_ВП = 1 S_ВП=Р_ВП / cos φ = 1,6 / 0,7=2,3 МВА

S_АВ = 8 МВА

S_ВС = 4 МВАQ_БК = 1,35 Мвар

S_СА = 0Y_БК = 1Y_печи = 0,5

cos φ = 0,82Р_аq = 3,2 МВтY_аq = 0,52 cos φ_аq = 0,86

S_нач = 2 МВАS_аq = Р_аq / cos φ_аq = 3,2 / 0,86 = 3,72 МВА

cos φ = 0,85Y_нач = 5,3