Определение параметров схемы замещения электрической системы. Формирование матрицы узловых проводимостей

Введение

 

В практической деятельности при проектировании, строительстве и эксплуатации предприятий для выполнения поставленной задачи инженеру постоянно приходится принимать решения. При проектировании это может быть выбор схемы или какого-то параметра системы электроснабжения (сечение проводов, мощность трансформатора, и т.п.); при строительстве и монтаже – план и технология проведения отдельных работ и всего их комплекса; в эксплуатации это могут быть задачи выбора установок защит, определение точности приборов, параметров системы регулирования напряжение и т.д. При этом принятое решение будет тем более оптимальным, чем точнее и полнее учтен характер рассматриваемых процессов и чем больше большая информация будет получена о них.

Явления и процессы, происходящие в электроэнергетических системах обычно не являются детерминированными, т.е. с точным результатом, а как правило, носят случайный характер, т.к. они формируются под воздействием большого количества разнообразных факторов. Однако при неоднократном повторении одного и того же опыта проявляются закономерности, которые можно изучить и использовать при исследовании.

Современные электроэнергетические системы относятся к категории сложных. Данные системы имеют весьма глубокие внутренние связи и состоят из большого числа взаимосвязанных и взаимодействующих между собой элементов. При изучении таких систем мы не можем расчленить их на составляющие, изучать влияние отдельных параметров «по одному», так как сложная система в целом обладает новыми свойствами, не свойственными её отдельным элементам. Решаемые задачи электроэнергетики являются многофункциональными, многопараметрическими, громоздкими, требующими сложных и объемных решений. По этой причине электроэнергетика является одной из отраслей народного хозяйства, где нашли широкое применение различные моделирующие и вычислительные устройства.

В настоящее время основным методом моделирования в электроэнергетике является метод численного решения задачи, который включает в себя следующие этапы: техническая постановка задачи, математическая, выбор модели, выбор алгоритма, составление программы.

Для расчета установившегося режима электрической системы на этапе технической постановки задачи формируется или задается схема электрической сети; на этапе математической постановки задачи формируется первичная модель, то есть схеме-оригиналу ставится в соответствие схема замещения и граф, описывающий эту схему, формулируются в виде математических выражений решений об ограничениях системы, о допустимых упрощениях. На этапе выбора модели решается, с помощью каких средств будет решаться задача: с помощью готового пакета программ, например MathCad, или с помощью собственной разрабатываемой программы. Для расчета систем нелинейных уравнений в основном используют три алгоритма: метод Гаусса, метод Зейделя и метод Ньютона.

Объект исследования: электрическая система.

Цель работы: рассчитать напряжения в узлах электрической системы в установившемся режиме с помощью программы, написанной на любом языке программирования.

Методы расчетов: аналитические. Результатом работы является программа, рассчитывающая напряжения в узлах электрической системы.

 

Описание

 

На рисунке 1 изображена однолинейная схема электрической системы.

 

 

Рис. 1. Однолинейная схема электрической системы

АТ₁ – АОТДЦН-167000/500/220

T _1,– АТДЦТН-200000/220/110

T _2, T ₃– ТРДЦН-100000/220

 

Данные по ЛЭП приведены в таблице 1.

Таблица 1

	АС400/51		АС300/39		АС400/51		АС500/64		АС240/32

 

Данные по нагрузкам приведены в таблице 2.

Таблица 2

Определение параметров схемы замещения электрической системы. Формирование матрицы узловых проводимостей

Определим параметры схемы замещения элементов электрической системы. Все удельные параметры для ВЛ и каталожные данные трансформаторов находим по справочным данным.

Все параметры схем замещения приводим к номинальному напряжению 220 кВ.