Поиск по сайту
Начало >> Книги >> Архивы >> Энергетические системы

Задачи расчета электрических сетей - Энергетические системы

Оглавление
Энергетические системы
Введение
Основные структуры электрических систем и сетей
Эволюция сетей
Развитие сетей
Коммунальное электроснабжение
Характеристики обслуживаемых нагрузок
Качество электроснабжения
Организация коммунального электроснабжения
Ограничения в работе электрических систем
Компенсация реактивной мощности
Частота системы
Регулирование частоты
Гармоники высшего порядка
Перерывы в энергоснабжении и отказы
Статистика перерывов питания и провалов напряжения
Средства улучшения непрерывности электроснабжения
Профилактические меры, предпринимаемые потребителями для улучшения непрерывности электроснабжения
Исследование больших аварий
Качество напряжения
Медленные изменения напряжения распределительной сети
Регулирование напряжения (уменьшение медленных изменений напряжения)
Неблагоприятные проявления электрической энергии
Влияние на электрической энергии окружающую среду
Радиопомехи
Задачи расчета электрических сетей
Топология сетей
Улучшение устойчивости системы
Баланс производства и потребления электроэнергии
Оптимизация регулирования. Адаптивное регулирование
Управление станциями
Средства и способы диспетчерского управления
Экономика электрических связей, осуществляемых с помощью воздушных линий и кабелей
Технико-экономические исследования сетей энергосистем
Выбор и установка оборудования в электрических системах
Развитие электрических систем
Развитие распределительных сетей
Развитие передающих сетей
Стандартизация и технико-экономические исследования
Структура электрических систем и потребности техники
Структуры подстанций
Структура распределительных сетей
Структура распределительных сельских сетей
Структура распределительных городских сетей
Примеры сетей крупных городов
Передающие сети
Введение в передающую сеть нового уровня напряжения

Необходимость изучения сетей.

Системы постоянно развиваются в связи с ростом нагрузок, а следовательно, необходимостью изменений структуры. Поэтому следует периодически (или даже постоянно) исследовать сети для уточнения двух аспектов:
Определения потребностей в новом оборудовании, необходимом для обслуживания сети на уровне, отвечающем нуждам потребителей. Эти исследования относятся к долгосрочному планированию, которое связано с экономическими показателями.
При планировании точное определение параметров разрабатываемого объекта (изделия, устройства) вызывает необходимость выбора ограниченного числа решений; следует при этом рассчитать возможности новых транзитов (передачи) энергии в различных условиях, в том числе таких, когда опасность нарушения питания (отказа сети) достаточно вероятна.
Контроля эксплуатации существующего оборудования как в нормальном, так и в аварийном режимах; контроль обусловлен необходимостью предвидения будущих транзитов энергии в различных элементах сети для возможных ситуаций:
транзитов энергии в установившемся режиме — предмет непосредственных расчетов, называемых также расчетами распределения нагрузок, для которых можно принять необходимую аппроксимацию; эти расчеты в некоторых случаях одновременно являются и контролем схемы напряжения;
максимальных транзитов энергии, которую каждый элемент системы (сети) должен выдерживать (например, в случае короткого замыкания); расчет этих транзитов требует знания параметров системы, т. е. полных сопротивлений или проводимостей; тогда становится возможным заменить (для этого типа расчетов) часть системы (сети) одним или несколькими эквивалентными сопротивлениями;
переходных режимов и присущих им сверхтокам и перенапряжениям, появляющимся в аварийных режимах; сюда относятся расчеты динамической устойчивости, которые исследуют возможность выпадения из синхронизма генераторов, расчеты перенапряжений при переключениях в сетях.
Для радиальных сетей эти расчеты в общем случае довольно простые, однако при учете потерь мощности и падений напряжения они усложняются. Естественно, во втором случае стоимость расчета становится дороже.
Для разветвленных сетей сложность расчетов возрастает, если сеть содержит более пяти контуров; при этом появляется необходимость применения развитых математических методов и мощных вычислительных средств.

Развитие расчетных методов.

Расчеты, перечисленные выше, могут быть осуществлены вручную в тех случаях, когда сети очень просты и содержат, например, два или три контура.
Начиная с 1930 г. появилась потребность во вспомогательных средствах расчета. В то время ими были расчетные столы — модели сетей.
Для построения и использования упрощенных моделей условились, что активные сопротивления элементов сети малы по сравнению с их полными сопротивлениями. Полные сопротивления представлялись при этом активными сопротивлениями и модель получала питание от источника постоянного напряжения. Расчетные столы постоянного тока применяются еще и сейчас для приближенных расчетов.
Со временем сложность сетей возрастала и точность этих расчетных столов становилась недостаточной, а поэтому появились новые расчетные столы, в которых элементы сети представлены полными сопротивлениями.
Эти столы питались напряжением частотой от 50 до 500 Гц, что облегчало воспроизведение действительных и мнимых частей полных сопротивлений.
Расчетные столы переменного тока (называемые также «анализаторами сетей» от англ. «analiser») стали с 1946—1948 гг. заменяться цифровыми вычислительными машинами (ЦВМ).
Переход к расчету на ЦВМ потребовал некоторого периода «обкатки», поскольку необходимо было разработать различные методы, реализуемые с помощью совершенно новых средств. Прогресс в развитии ЦВМ расширил границы возможных исследований.
Различные модели применяются и сейчас в тех случаях, когда они могут конкурировать с численными методами, что служит последовательному усовершенствованию и тех, и других. Так, используются и в настоящее время анализаторы сетей:
физические (динамические) модели, имеющие в своем составе «уменьшенные» машины и модели трехфазных сетей, используемые для исследований динамических процессов и автоматического регулирования в электрических системах;
модели передачи постоянного тока — преобразовательные станции и связи на постоянном токе; они присоединяются главным образом к физическим моделям переменного тока, поскольку особенно важно изучение их параллельной работы;
анализаторы переходных процессов, предназначенные для исследования перенапряжений, вызываемых переключениями в сетях;
аналоговые и гибридные модели, способные воспроизводить системы дифференциальных уравнений и выдавать их решения в виде
кривых. Они используются для исследования переходных режимов сложных систем, куда сети входят в виде подсистем, отражающих воздействие механических и тепловых процессов (регулирование станций, включая котлы и т. д.).
Функционирование простых структур лучше всего понимается при изучении физических процессов. Поэтому полезно вспомнить некоторые вопросы из курса электротехники. При этом следует обратить внимание на свойственные энергетическим системам следующие особенности:
ветви, образующие контуры, являются четырехполюсниками; при аппроксимации их можно заменить простыми двухполюсниками (сопротивление которых равно продольному полному сопротивлению в П-образной схеме замещения). Однако при точных расчетах требуется принимать во внимание и поперечные сопротивления;
граничные условия заданы напряжениями и мощностями, обусловливающими нелинейные взаимозависимости параметров режима;
элементы систем — трехфазные; активные элементы (генераторы или двигатели) всегда включены таким образом, что можно исследовать схему, не содержащую электродвижущей силы, включенной последовательно с ветвями.



 
« Электротехнические материалы для ремонта электрических машин и трансформаторов   Энергоснабжение сельскохозяйственных потребителей »
Карта сайта + все метки | Контакты
© Электроэнергетика При перепечатке и цитировании активная гиперссылка на сайт обязательна.