Диплом Лупенко А.И. (1208315), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

, (3.18)

.

В данном дипломном проекте применяется матричный способ расчета сложно-замкнутой сети.

Необходимо каждой ветви цепи дать определенное направление, таким образом, будет получена схема, называемая направленным графом, который характеризует конфигурацию сети, построение схемы, устанавливая взаимную связь ветвей и узлов схемы.

Направленный граф описывается с помощью двух матриц, называющихся

1-й и 2-й матрицами соединений, или инциденций.

Первая матрица соединений М, называемая еще матрицей соединений в узлах, вторая матрица соединений – N, называемая матрицей соединений в контурах. Для нахождения входных сопротивлений используется матрица M. Она представляет собой прямоугольную таблицу, каждая строка которой отвечает одному из узлов схемы, за исключением балансирующего, а каждый столбец – одной из ее ветвей. В клетках этой таблицы проставляется 0, если ветвь не связана с узлом, которому соответствует строка. В том случае, когда ветвь связана с узлом, в клетке проставляется +1 либо -1, в зависимости от направления в направленном графе схемы. Если данный узел является началом ветви , т.е. ветвь “выходит” из рассматриваемого узла, то в матрице соединений ставится +1. Если же ветвь “входит” в узел, то проставляется -1.

Для графа схемы внешнего электроснабжения первая матрица соединений при балансирующем узле источник питания приведена в приложении Л.

При этом способе расчетов, входным (узловым) сопротивлением является величина, обратная величине узловой проводимости, находящейся на главной диагонали матрицы узловых проводимостей.

Диагональная матрица сопротивлений ветви:

. (3.19)

Определим матрицу проводимости ветвей по формуле:

. (3.20)

Матрица узловых проводимостей:

, (3.21)

где – транспонированная матрица M.

Входные сопротивление определяются по формуле:

. (3.22)

Значение входных сопротивлении до шин ВН приведены в таблице 3.4. Расчет по формулам 3.12 – 3.25 приведен в блоке № 2 (см. электронное приложение П).

3.3.1.2 Определение сопротивлений трансформаторов подстанций

Полное сопротивление трансформаторов, Ом, находится по следующему выражению:

, (3.23)

где u_k – напряжение короткого замыкания между обмоткой ВН и тяговой обмоткой (27,5 кВ) трансформатора тяговой подстанции, %; U_ном – номинальное напряжение системы внешнего электроснабжения, кВ; S_ном.т – номинальная мощность трансформатора тяговой подстанции, мВА; N_т – количество работающих трансформаторов на тяговой подстанции.

.

Активное и индуктивное сопротивления, Ом, равны:

, (3.24)

, (3.25)

где – потери мощности короткого замыкания, кВт.

,

.

Входное (узловое) сопротивление, Ом, i-поста секционирования до шин 27,5 кВ определяется:

(3.26)

Входное сопротивление до шин 27,5 кВ поста секционирования Красноармейский:

Значение входного сопротивления до шин 27,5 кВ приведены в таблице 3.4.

Таблица 3.4 – Входные сопротивления до шин 27,5 кВ, [Ом]

3.3.2 Выбор мощности компенсирующих установок и размещение их в системе тягового электроснабжения

Основными потребителями реактивной мощности являются выпрямители электровозов переменного тока. Поэтому возникает вопрос о снабжении потребителей реактивной мощностью. Реактивная мощность может быть выработана как на электростанциях, так и компенсирующими установками.

На электрифицированных железных дорогах применяются более экономичные конденсаторные установки поперечной компенсации сравнительно небольшой мощности до 5–10 МВАр. Стоимость производства реактивной мощности в мощных генераторах электростанций в несколько раз меньше затрат на ее генерацию от конденсаторных установок. Однако затраты на передачу реактивной мощности по сетям энергосистемы до потребителя во много раз превосходят стоимость ее генерации на электростанциях. Более того, во многих случаях эта передача не может быть осуществлена в связи с недопустимыми падениями в сети. Всем этим объясняется технико–экономическая необходимость применения конденсаторных установок вблизи потребителя, в частности, на тяговых подстанциях и в тяговой сети для компенсации реактивной мощности потребителей.

Конденсаторные установки поперечной компенсации имеют сравнительно низкую удельную стоимость, чем другие источники реактивной энергии, малые потери по сравнению с синхронными компенсаторами.

Располагаться КУ могут на тяговых подстанциях, в любой точке тяговой сети, а также на электровозе. При расположении КУ на электровозе реактивная мощность компенсируется непосредственно у потребителя, однако установленная мощность используется очень плохо, так как не все электровозы и не все время находятся в работе. Более полное использование установленной мощности КУ достигается при расположении их на подстанции. Как правило, применяют однофазные КУ и устанавливают их на отстающую фазу, так как это дает наибольший эффект в симметрирование тока при одинаковых нагрузках по плечам питания.

В случае значительной разницы средних токов плеч питания на подстанции, КУ устанавливают на две фазы: на отстающую и опережающую, когда нагрузка опережающей фазы превосходит нагрузку отстающей, в противном случае (при большой нагрузке отстающей фазы) КУ включают в отстающую и свободную фазы.

При значительной нагрузке с низким коэффициентом мощности районного потребителя КУ устанавливают на районной обмотке. Если КУ предусмотрены для компенсации реактивной мощности и тяговой нагрузки, то их выполняют несимметричными (то есть с разной мощностью по фазам) и включают как на районной, так и на тяговой обмотках трансформатора.

Мощность КУ в кВАр на шинах 27,5 кВ i-ого поста секционирования определяется:

, (3.27)

где - активное входное сопротивление до шин 27,5 кВ i-ого поста секционирования, Ом;

– среднее значение за год реактивной мощности i-ого поста секционирования, кВАр, определяемое по формуле.

. (3.28)

Для поста секционирования Новонежино при действительных размерах движения,

Мощность КУ на шинах 27,5 кВ поста секционирования Новонежино при действительных размерах движения,

Результаты расчетов по формулам (3.13) – (3.31) приводятся в Электронном приложении П, блок № 2, №2.1. Значения мощностей КУ по группе постов секционирования сведены в таблицу 3.5

Таблица 3.5 – Мощность КУ по группе постов секционирования [кВАр]

Посты секционирования	Qку
	при действительных размерах движения
Новонежино
Тигровый
Красноармейский

3.4 Определение параметров компенсирующих устройств реактивной мощности

Выбор параметров КУ производится согласно методике, изложенной в [6].

Установки поперечной компенсации комплектуются из конденсаторов с номинальным напряжением 1,05 кВ, соединяемых последовательно и параллельно. Число последовательно соединенных конденсаторов определяется допустимым значением напряжения, для получения необходимой мощности КУ цепочки из последовательно соединенных конденсаторов соединяют параллельно.

Число конденсаторов М, шт., соединяемых последовательно, зависит от номинального напряжения КУ и конденсаторов, сопротивлении реактора, разброса емкости рядов конденсаторов, а также от нагрева конденсаторов высшими гармониками и солнечной радиацией

, (3.32)

где 1,03 – коэффициент, учитывающий разброс емкости конденсаторов; U_ш – номинальное напряжение на шинах, к которым подключено КУ, принимаемое 27,5 кВ; а – коэффициент увеличения напряжения на конденсаторной батарее из–за наличия реактора, принимаемый равным 1,14;

u_ном.с – номинальное напряжение одного конденсатора, принимаемое равным 1,05 кВ; b – коэффициент, учитывающий дополнительный нагрев конденсаторов высшими гармониками и солнечной радиацией.

Нагрев диэлектрика конденсатора, во избежание уменьшения срока его службы, не должен превышать допустимых значений во всех режимах работы. Поэтому при наличии дополнительных источников нагрева следует уменьшить нагрузку конденсатора током основной частоты. Это можно сделать, увеличив число последовательно соединенных конденсаторов, т.е. увеличив реактивное сопротивление установки компенсации.

Коэффициент b определяет степень такого увеличения для конденсаторов с синтетическим заполнением:

, (3.33)

где 1,04 – коэффициент, учитывающий нагрев конденсаторов солнечными лучами в КУ открытой установки; k – номер гармоники, k=0,2…9; _к – относительное содержание k – й гармоники тока в КУ,

.

Полученное значение М округляется до большего ближайшего числа, поэтому М = 33.

Число параллельных (цепочек) КУ определяется необходимой реактивной мощностью установки на фазу и типом применяемых конденсаторов:

, (3.34)

где х_с – емкостное сопротивление одного конденсатора, Ом,

, (3.35)

где – номинальная мощность одного конденсатора, кВАр, кВАр.

Ом.

Для поста секционирования Новонежино при действительных размерах движения:

.

Полученное значение N должно быть как можно ближе к целому числу, окончательное значение N округляется до ближайшего целого числа, поэтому в формуле (3.37) допускается увеличивать количество последовательных конденсаторов на 1 - 4 конденсатора.

Характеристики

Список файлов ВКР