Расчет тестовой распределительной сети на основе трехфазных схем замещения

Page 1
background image

80

СБОРНИК

 

НАУЧНО

-

ТЕХНИЧЕСКИХ

 

СТАТЕЙ

Расчет

 

тестовой

 

распределительной

 

сети

на

 

основе

 

трехфазных

схем

 

замещения

Абрамченко

 

Е

.

В

.,  

филиал

 

ПАО

 «

МРСК

 

Центра

 

и

 

Приволжья

» — «

Владимирэнерго

»,

Сбитнев

 

С

.

А

., 

д

.

т

.

н

., 

Шмелев

 

В

.

Е

., 

к

.

т

.

н

., 

ФГБОУ

 

ВО

 «

ВлГУ

»

Введение

Распределительные

 

сети

 

являются

 

последним

 

звеном

 

в

 

цепочке

  «

генерация

 — 

потреби

-

тель

». 

Они

 

обеспечивают

 

передачу

 

электроэнергии

 

потребителю

выполняя

таким

 

образом

важнейшую

 

стратегическую

 

задачу

 — 

обеспечение

 

надежного

 

электроснабжения

В

 

распре

-

делительном

 

сетевом

 

комплексе

 

накопилось

 

значительное

 

количество

 

проблем

выработало

 

нормативный

 

срок

 

эксплуатации

 70% 

оборудования

 (

выше

чем

 

в

 

целом

 

по

 

отрасли

) [1]; 

потери

 

в

 

распределительных

 

сетях

 

превышают

 

показатели

 

развитых

 

стран

 

в

 

среднем

 

в

 2 

раза

 [2]; 

75% 

всех

 

потерь

 

электроэнергии

 

приходятся

 

на

 

распределительные

 

сети

  [

там

 

же

]. 

Из

 

фун

-

даментальных

 

факторов

 

следует

 

отметить

 

лавинообразный

 

рост

 

количества

 

заявок

 

на

 

тех

-

нологическое

 

присоединение

 

при

 

общем

 

росте

 

доли

 

бытового

 

потребления

нарастание

 

не

-

платежей

 

и

 

неблагоприятную

 

в

 

целом

 

ситуацию

 

в

 

экономике

 (

девальвация

 

рубля

 

и

 

рост

 

цен

 

на

 

оборудование

). 

Все

 

это

 

повышает

 

актуальность

 

работы

 

по

 

контролю

 

качества

 

электро

-

энергии

На

 

практике

 

для

 

определения

 

пунктов

 

контроля

 

качества

 

электроэнергии

 

пользуются

 

расчетными

 

данными

полученными

 

при

 

использовании

 

программных

 

комплексов

Сущест

-

Аннотация

В

 

настоящее

 

время

 

расчеты

 

несимметричных

 

режимов

 

работы

 

распределительных

 

сетей

 

проводятся

 

на

 

основе

 

однофазных

 

схем

 

замещения

Работа

 

посвящена

 

проверке

 

разра

-

ботанной

 

авторами

 

методики

 

расчета

 

распределительных

 

сетей

 

на

 

основе

 

трехфазных

 

схем

 

замещения

 

на

 

тестовой

 

сети

одобренной

 IEEE. 

Применены

 

трехфазные

 

схемы

 

за

-

мещения

в

 

том

 

числе

 

полнофазные

 

модели

 

трансформаторов

Полученные

 

результаты

 

расчета

 

показывают

что

 

применение

 

представленной

 

методики

 

дает

 

погрешность

 

ниже

 

2,2% 

в

 

несимметричном

 

режиме

 

для

 

всех

 

конфигураций

 

четырехузловой

 

тестовой

 

сети

.

Ключевые

 

слова

:

схема

 

замещения

несимметрия

распределительная

 

сеть

трансформатор

моделирование


Page 2
background image

81

ОБОРУДОВАНИЕ

вующие

 

программные

 

комплексы

 

для

 

расчета

 

установившихся

 

режимов

 

работы

 

используют

 

однолинейное

 

представление

 

исследуемой

 

сети

то

 

есть

 

заведомо

 

значительно

 

упрощают

 

схему

 

замещения

 

реального

 

объекта

внося

 

погрешности

Величина

 

этой

 

погрешности

 

мо

-

жет

 

изменяться

 

в

 

зависимости

 

от

 

множества

 

параметров

 

электрической

 

сети

В

 

отношении

 

распределительных

 

сетей

 

однолинейное

 

представление

 

является

 

малооправданным

так

 

как

 

такие

 

сети

 

зачастую

 

имеют

 

несимметричный

 

режим

 

работы

 (

большинство

 

бытовых

 

потреби

-

телей

 

являются

 

однофазными

). 

Для

 

расчета

 

распределительных

 

сетей

 

по

 

однолинейной

 

схе

-

ме

строго

 

говоря

приходится

 

либо

 

упрощать

 

исследуемую

 

сеть

не

 

учитывая

 

несимметрию

либо

 

ограничиваться

 

одним

двумя

 

источниками

 

несимметрии

 (

например

при

 

расчете

 

токов

 

короткого

 

замыкания

). 

Такие

 

ограничения

 

имеет

 

метод

 

симметричных

 

составляющих

 [3, 4]. 

Су

-

ществует

 

большое

 

количество

 

однолинейных

 

схем

 

замещения

 

трехфазных

 

трансформаторов

Наиболее

 

используемые

 (

П

-

образные

 

и

 

Г

-

образные

не

 

отражают

 

некоторые

 

физические

 

свой

-

ства

 

реального

 

трансформатора

а

 

определение

 

сопротивления

 

нулевой

 

последовательности

 

трансформатора

необходимого

 

для

 

составления

 

однолинейной

 

схемы

 

замещения

составля

-

ет

 

значительную

 

трудность

Для

 

повышения

 

точности

 

расчета

 

режима

 

работы

 

распредели

-

тельной

 

сети

 

предлагается

 

перейти

 

к

 

использованию

 

трехфазных

 

схем

 

замещения

В

 

данной

 

статье

 

рассматриваются

 

вопросы

 

полнофазного

 

моделирования

 

линий

нагрузок

 

и

 

трансфор

-

маторов

 

с

 

различными

 

схемами

 

соединений

 

обмоток

применение

 

полученных

 

моделей

 

для

 

расчета

 

тестовой

 

сети

 

и

 

сравнение

 

результатов

 

расчета

 

с

 

данными

 

решения

 

тестовой

 

распре

-

делительной

 

сети

.

Тестовая

 

распределительная

 

сеть

 (IEEE 4-node test feeder)

Используемое

 

оборудование

 

и

 

параметры

Тестовая

 

сеть

 

включает

 

в

 

себя

источник

 

ЭДС

 

бесконечной

 

мощности

две

 

линии

 

различной

 

длины

трехфазный

 

трансформатор

 

мощностью

 6000 

кВА

 

и

 

заданную

 

нагрузку

 

с

 

известным

 

коэффициентом

 

мощности

Общий

 

вид

 

тестовой

 

сети

 

представлен

 

на

 

рисунке

 1.

Конфигурации

 

тестовой

 

сети

Так

 

как

 

формат

 

данной

 

работы

 

не

 

позволит

 

дать

 

подробное

 

изложение

 

конфигурации

 

тесто

-

вой

 

сети

 

по

 

причине

 

значительного

 

объема

приведем

 

лишь

 

ее

 

основные

 

параметры

Длина

 

воздушной

 

линии

 1 (

ВЛ

1) 600 

м

длина

 

ВЛ

2 750 

м

удельные

 

сопротивления

 

фазного

 

провода

 

0,19 

Ом

/

м

нейтрального

 0,37 

Ом

/

м

в

 

зависимости

 

от

 

конфигурации

 

линия

 

может

 

быть

 

трехпро

-

водной

 

или

 

четырехпроводной

Источник

 

задан

 

линейной

 

ЭДС

 12,47 

кВ

Трансформатор

 

трех

-

фазный

номинальная

 

мощность

 6000 

кВА

активная

 

мощность

 

потерь

 

короткого

 

замыкания

 

60 000 

Вт

напряжение

 

короткого

 

замыкания

 6%; 

представлена

 

понижающая

 

конфигурация

 

на

 

линейное

 

напряжение

 4,16 

кВ

 

и

 

повышающая

 — 

до

 24,9 

кВ

схемы

 

соединения

 

обмоток

звезда

 

с

 

нулем

 — 

звезда

 

с

 

нулем

звезда

 

с

 

нулем

 — 

треугольник

звезда

 — 

треугольник

треуголь

-

ник

 — 

звезда

 

с

 

нулем

треугольник

 — 

треугольник

Нагрузки

 

заданы

 

в

 

виде

 

фазных

 

мощностей

1275 

кВт

 

на

 

фазу

 

А

 

с

 

коэффициентом

 

мощности

 0,85, 1800 

кВт

 

на

 

фазу

 

В

 

с

 

коэффициентом

 

Рис

. 1. 

Тестовая

 

сеть


Page 3
background image

82

СБОРНИК

 

НАУЧНО

-

ТЕХНИЧЕСКИХ

 

СТАТЕЙ

мощности

 0,9 

и

 2375 

кВт

 

на

 

фазу

 

С

 

с

 

коэффициентом

 

мощности

 0,95. 

Более

 

подробные

 

све

-

дения

 

о

 

тестовой

 

сети

 

и

 

ее

 

конфигурациях

включая

 

геометрию

 

линий

 

и

 

результаты

 

решений

приведены

 

в

 [5].

Описание

 

методики

 

построения

 

трехфазной

 

модели

 

тестовой

 

сети

Для

 

построения

 

модели

 

тестовой

 

сети

 

и

 

проведения

 

расчетов

 

был

 

использован

 

программ

-

ный

 

комплекс

 MATLAB. 

Использовалась

 

технология

 

сетевых

 

объектов

то

 

есть

 

для

 

каждого

 

элемента

 

сети

 

была

 

создана

 

собственная

 

функция

которая

 

при

 

обращении

 

к

 

ней

 

с

 

заданным

 

перечнем

 

параметров

 

дает

 

на

 

выходе

 

неопределенную

 

матрицу

 

соединений

  (

узловую

 

ма

-

трицу

), 

матрицы

 

входных

 

и

 

выходных

 

узлов

 

для

 

соединения

 

объектов

 

между

 

собой

матрицу

 

импедансов

матрицу

 

источников

 

ЭДС

служебные

 

поля

 

для

 

текстового

 

описания

Далее

все

 

сетевые

 

объекты

 (

то

 

есть

 

их

 

матрицы

объединяются

 

по

 

определенным

 

правилам

составляя

 

глобальные

 

матрицы

 (

узловую

источников

 

ЭДС

 

и

 

импедансов

а

 

также

 

массив

 

с

 

глобальными

 

номерами

 

ветвей

 

сетевых

 

объектов

). 

Применяя

 

метод

 

узловых

 

потенциалов

 

к

 

этим

 

матрицам

по

 

известным

 

соотношениям

 [3]:

 

|

Y

V

| = |

Z

V

|

-1

,  

(1)

 

|

Y

U

| = |

А

|· |

Y

V

|· |

А

|

, (2)

 

|

J

U

| = –|

А

|· (|

Y

V

|· |

E

V

|), (3)

 

|

U

| = 

Y

V

 

J

U

, (4)

 

|

U

V

| = |

А

|

’ 

· |

U

|, (5)

 

|

U

VP

| = |

U

V

| + |

E

V

|, (6)

 

|

I

V

| = |

Y

V

| + |

U

VP

|, (7)

где

 

индексы

 

U

 

соответствуют

 

узловым

 

матрицам

индексы

 

V

 — 

матрицам

 

ветвей

, |

Y

| — 

матри

-

ца

 

адмитансов

, |

Z

| — 

матрица

 

импедансов

, |

A

| — 

узловая

 

матрица

, |

J

| — 

матрица

 

источников

 

тока

, |

| — 

матрица

 

потенциалов

, |

E

| — 

матрица

 

источников

 

ЭДС

, |

U

| — 

матрица

 

напряжений

|

U

VP

| — 

матрица

 

напряжений

 

пассивных

 

участков

 

ветвей

, |

I

| — 

матрица

 

токов

можно

 

получить

 

токи

 

и

 

напряжения

 

во

 

всех

 

ветвях

 

исследуемой

 

сети

 

в

 

комплексном

 

виде

Далее

 

необходимо

 

вывести

 

результаты

 

расчета

 

в

 

пригодной

 

для

 

восприятия

 

форме

для

 

чего

 

используется

 

от

-

дельный

 M-

файл

и

 

сравнить

 

полученные

 

расчетные

 

данные

 

с

 

решением

 [5].

Сегментирование

Применяемый

 

механизм

 

расчета

 

в

 

программной

 

среде

 MATLAB 

предполагает

 

разделение

 

ис

-

следуемой

 

сети

 

на

 

сегменты

В

 

данном

 

конкретном

 

случае

 

каждый

 

элемент

 

сети

  (

источник

 

ЭДС

ВЛ

1, 

трансформатор

ВЛ

с

 

нагрузкой

представляет

 

собой

 

отдельный

 

сегмент

кото

-

рый

 

моделируется

 

как

 

сетевой

 

объект

 (

в

 

случае

 

воздушных

 

линий

 

используется

 

одинаковый

 

M-

файл

 

расчета

 

параметров

 

линии

 

электропередачи

 

за

 

тем

 

исключением

что

 

длина

 

ВЛ

 

раз

-

лична

). 

Более

 

подробно

 

принципы

 

сегментирования

 

описаны

 

в

 [6].

Создание

 

сетевых

 

объектов

Значительную

 

проблему

 

в

 

процессе

 

перехода

 

от

 

основанных

 

на

 

однолинейном

 

представле

-

нии

 

методах

 

расчета

 

к

 

полнофазному

 

представлению

 

составляет

 

создание

 

трехфазных

 

схем

 

замещения

 

электротехнического

 

оборудования

Рассмотрим

 

основные

 

принципы

 

создания

 

полнофазных

 

схем

 

замещения

 

оборудования

 

тестовой

 

сети

.


Page 4
background image

83

ОБОРУДОВАНИЕ

1. 

Источник

 

моделируется

 

в

 

виде

 

трех

 

соединенных

 

в

 

звезду

 

или

 

треугольник

 

источников

 

ЭДС

 (

в

 

зависимости

 

от

 

конфигурации

 

тестовой

 

сети

с

 

нулевым

 

внутренним

 

сопротивлени

-

ем

Величины

 

ЭДС

 

задаются

 

матрицей

 

источников

 

ЭДС

для

 

получения

 

трехфазной

 

систе

-

мы

 

ЭДС

 

должны

 

быть

 

сдвинуты

 

на

 120 

градусов

например

используя

 

оператор

 

поворота

.

2. 

Воздушная

 

линия

 

моделируется

 

в

 

два

 

этапа

В

 

первую

 

очередь

 

рассчитывается

 

матрица

 

импедансов

 

размера

 N 

на

 N, 

где

 N — 

количество

 

проводов

 

в

 

линии

Для

 

этого

 

был

 

написан

 

M-

файл

который

 

на

 

основе

 

геометрии

 

линии

удельных

 

проводимостей

 

и

 

среднегеометри

-

ческого

 

радиуса

 

каждого

 

провода

а

 

также

 

частоты

 

напряжения

 

рассчитывает

 

не

 

только

 

собственные

 

удельные

 

импедансы

 

проводов

но

 

и

 

взаимные

 

удельные

 

импедансы

 

между

 

каждым

 

проводом

учитывая

 

влияние

 

земли

Используя

 

уравнения

 

Карсона

можно

 

найти

 

собственные

 

и

 

взаимные

 

импедансы

 

любого

 

количества

 

проводников

 

как

 

надземных

так

 

и

 

подземно

 

расположенных

с

 

учетом

 

влияния

 

земли

 [7]. 

Именно

 

потому

что

 

напряжения

 

на

 

нагрузке

 

являются

 

функцией

в

 

том

 

числе

 

падения

 

напряжения

 

в

 

каждой

 

линии

крайне

 

важно

 

с

 

максимальной

 

точностью

 

рассчитать

 

их

 

параметры

то

 

есть

 

составить

 

матрицу

 

удельных

 

импедансов

 

каждой

 

линии

В

 

нашем

 

случае

 

после

 

расчета

 

матрицы

 

удельных

 

импедансов

 

выполняется

 M-

файл

дающий

 

на

 

выходе

 

сетевой

 

объект

 

типа

  «

воздушная

 

линия

», 

которая

 

имеет

 

заданное

 

количество

 

пролетов

 

с

 

возможностью

 

подключения

 

на

-

грузки

входные

 

и

 

выходные

 

узлы

автоматически

 

сформированную

 

матрицу

 

соединений

 

и

 

рассчитанную

 

для

 

всей

 

длины

 

линии

 

матрицу

 

собственных

 

и

 

взаимных

 

импедансов

Модель

 

воздушной

 

линии

 

и

 

алгоритм

 

расчета

 

параметров

 

схемы

 

замещения

 

были

 

разра

-

ботаны

 

Абрамченко

 

Е

.

В

Модель

 

данного

 

сетевого

 

объекта

 (

общий

 

случай

представлена

 

на

 

рисунках

 2 

и

 3. 

Прямым

 

шрифтом

 

указаны

 

номера

 

узлов

курсивом

 — 

номера

 

ветвей

при

 

этом

 

импедансы

 

ветвей

 1–4 (

рисунок

 2) 

и

 1–3 (

рисунок

 3) 

соответствуют

 

собственным

 

импедансам

 

проводов

 

линии

остальные

 

импедансы

 

соответствуют

 

нагрузкам

взаимные

 

импедансы

 

проводов

 

не

 

указаны

 

для

 

упрощения

 

рисунков

.

3. 

Трехфазный

 

трансформатор

 — 

наиболее

 

сложный

 

элемент

 

для

 

моделирования

Для

 

со

-

здания

 

полнофазной

 

модели

 

трехфазного

 

трансформатора

 

необходимо

 

учесть

 

не

 

толь

-

ко

 

собственные

 

импедансы

 

всех

 

шести

 

обмоток

но

 

и

 

вза

-

имные

 

импедансы

 

между

 

каждой

 

из

 

обмоток

то

 

есть

 

их

 

магнитную

 

связь

 

заменить

 

электрической

Важно

 

учесть

 

и

 

вид

 

распределения

 

магнит

-

ного

 

потока

 

в

 

сердечнике

В

 

наиболее

 

распространен

-

ных

 

конструкциях

 

трансфор

-

маторов

  (

стержневой

 

тип

магнитный

 

поток

 

обмоток

расположенных

 

на

 

среднем

 

стержне

замыкается

 

с

 

край

-

ними

 

обмотками

 

полностью

в

 

то

 

время

 

как

 

часть

 

магнит

-

ного

 

потока

 

крайних

 

стержней

 

выходит

 

за

 

пределы

 

магнито

-

провода

а

 

часть

 

замыкается

 

Рис

. 2. 

Четырехпроводная

 

воздушная

 

линия

Рис

. 3. 

Трехпроводная

 

воздушная

 

линия


Page 5
background image

84

СБОРНИК

 

НАУЧНО

-

ТЕХНИЧЕСКИХ

 

СТАТЕЙ

на

 

обмотки

 

центрального

 

стержня

Это

 

означает

что

 

магнитная

 

система

 

трансформатора

 

стержне

-

вого

 

типа

 

обладает

 

несимметрией

 

в

 

силу

 

своей

 

кон

-

струкции

Используемые

 

на

 

практике

 

Т

-

образные

 

и

 

Г

-

образные

 

схемы

 

замещения

 

трансформаторов

 

не

 

могут

 

обеспечить

 

высокой

 

точности

 

и

 

непригодны

 

для

 

применения

 

в

 

расчетах

 

по

 

трехфазным

 

схемам

 

замещения

Подробно

 

описанный

 

в

 [8] 

метод

 

рас

-

чета

 

параметров

 

полнофазной

 

схемы

 

замещения

 

для

 

трансформаторов

 

всех

 

типов

 

был

 

разработан

 

Шмелевым

 

В

.

Е

и

 

Сбитневым

 

С

.

А

и

 

ис

-

пользован

 

в

 

данной

 

работе

Таким

 

образом

для

 

всех

 

использовавшихся

 

в

 

расчетах

 

кон

-

фигураций

 

силового

 

трансформатора

 

была

 

получена

 

матрица

 

импедансов

 

размера

 6 

на

 

элементов

Схема

 

замещения

 

трехфазного

 

двухобмоточного

 

трансформатора

 

со

 

схемой

 

соединения

 

обмоток

 

звезда

 

с

 

нулем

 — 

звезда

 

с

 

нулем

 

представлена

 

на

 

рисунке

 4. 

Прямым

 

шрифтом

 

указаны

 

номера

 

узлов

курсивом

 — 

номера

 

ветвей

ветви

 1–3 

представляют

 

пер

-

вичную

 

обмотку

 

и

 

соответствующие

 

им

 

собственные

 

импедансы

ветви

 4–6 

представляют

 

вторичную

 

обмотку

 

и

 

соответствующие

 

им

 

собственные

 

импедансы

ветвь

 7 

предназначе

-

на

 

для

 

формальной

 

связи

 

первичной

 

и

 

вторичной

 

обмоток

 

для

 

применения

 

метода

 

узло

-

вых

 

потенциалов

 

и

 

практически

 

не

 

влияет

 

на

 

результаты

 

расчета

взаимные

 

импедансы

 

обмоток

 

не

 

указаны

.

 4. 

В

 

тестовой

 

сети

как

 

видно

 

из

 

рисунка

 1, 

нагрузка

 

подключена

 

к

 

концу

 

ВЛ

2. 

В

 

расчете

 

в

 

зави

-

симости

 

от

 

конфигурации

 

нагрузка

 

моделируется

 

комплексным

 

сопротивлением

 

в

 

составе

 

сетевого

 

объекта

 «

воздушная

 

линия

» (

в

 

случае

 

четырехпроводной

 

сети

 

как

 

ветви

 6, 8, 10 

рисунка

 2; 

в

 

трехпроводной

 

сети

 

как

 

ветви

 5, 7, 9 

рисунка

 3). 

Так

 

как

 

напряжение

 

в

 

данных

 

ветвях

 

до

 

проведения

 

расчета

 

неизвестно

первоначально

 

комплексное

 

сопротивление

 

ветвей

 

нагрузки

 

рассчитывается

 

на

 

основе

 

номинального

 

напряжения

После

 

получения

 

фактического

 

значения

 

напряжения

 

ветвей

 

исследуемой

 

сети

 

происходит

 

расчет

 

фактиче

-

ской

 

мощности

 

и

 

коэффициента

 

мощности

 

нагрузки

Расчет

 

и

 

вывод

 

результатов

Расчет

 

основан

 

на

 

методе

 

узловых

 

потенциалов

 (1)–(7). 

Получив

 

токи

 

и

 

напряжения

 

в

 

ком

-

плексном

 

виде

 

во

 

всех

 

ветвях

 

исследуемой

 

сети

можно

 

найти

 

остальные

 

параметры

. M-

файл

предназначенный

 

для

 

вывода

 

результатов

составляет

 

матрицу

в

 

которую

 

заносятся

 

данные

 

расчета

решения

 

тестовой

 

сети

 

из

 [3] 

и

 

значения

 

погрешностей

Расчеты

 

и

 

моделирование

 

тестовой

 

сети

 

были

 

проведены

 

Абрамченко

 

Е

.

В

.

Результаты

 

расчета

Результаты

 

расчета

 

несимметричного

 

режима

 

тестовой

 

сети

 

представлены

 

в

 

таблицах

 1 

и

 2. 

Средняя

 

относительная

 

погрешность

 

абсолютных

 

значений

 

расчетных

 

параметров

  (

табли

-

ца

 1) 

рассчитывалась

 

по

 

следующей

 

формуле

:

 1 

B

N

 

A

сред

 = —  

  

A

N

 = —  

  ( — · 100%), 

 

N

=A,B,C

 

N

=A,B,C

 

C

N

где

 

A

N

 — 

относительная

 

погрешность

 

абсолютного

 

значения

 

расчетного

 

параметра

B

N

 — 

аб

-

солютное

 

значение

 

расчетного

 

параметра

C

N

 — 

абсолютное

 

значение

 

параметра

 

решения

 

из

 [5], 

N

 — 

обозначение

 

фазы

 (A, B 

или

 

С

); 

она

 

составила

 

для

 

всех

 

конфигураций

 

не

 

более

 

Рис

. 4. 

Трехфазный

 

трансформатор


Page 6
background image

85

ОБОРУДОВАНИЕ

2,2%, 

в

 

большинстве

 

случаев

 — 

доли

 

процентов

Средняя

 

абсолютная

 

погрешность

 

аргумен

-

тов

 

расчетных

 

параметров

 (

таблица

 2):

 1 

 

D

сред

 = —  

  

D

N

 = —  

  (

E

N

 – F

N

), 

 

N

=

A

,

B

,

C

 

N

=

A

,

B

,

C

 

где

 

D

N

 — 

абсолютная

 

погрешность

 

аргумента

 

расчетного

 

параметра

 

в

 

градусах

E

N

 — 

аргу

-

мент

 

расчетного

 

параметра

 

в

 

градусах

F

N

 — 

аргумент

 

параметра

 

решения

 

из

 [5] 

в

 

градусах

N

 — 

обозначение

 

фазы

 (A, B 

или

 

С

); 

данная

 

погрешность

 

не

 

превысила

 0,67 

градуса

.

Табл

. 1. 

Результаты

 

расчета

абсолютные

 

значения

Схема

соединения

 

обмоток

Тип

Средняя

 

относительная

 

погрешность

 

результатов

 

расчета

по

 

трем

 

фазам

абсолютные

 

значения

, %

по

 

току

по

 

напряжению

по

 

активной

 

мощности

ВЛ

1

ВЛ

2

ВН

НН

на

 

нагрузке

Звезда

 

с

 

нулем

 — 

звезда

 

с

 

нулем

пониж

.

0,34

0,36

-0,46

0,08

-0,10

-0,33

повыш

.

0,07

0,05

0,02

0,16

0,16

-1,04

Звезда

 

с

 

нулем

 — 

треугольник

пониж

.

-0,12

-0,02

0,00

0,02

0,02

0,00

повыш

.

1,15

0,00

-0,03

-0,03

-0,03

-0,02

Звезда

 —

треугольник

пониж

.

-0,05

0,04

0,00

0,02

0,01

0,04

повыш

.

1,21

-0,04

-0,02

-0,02

-0,02

-0,07

Треугольник

 —

звезда

 

с

 

нулем

пониж

.

2,12

-0,30

0,00

0,24

0,12

1,48

повыш

.

1,89

0,64

-0,02

0,15

0,16

1,34

Треугольник

 —

треугольник

пониж

.

0,57

0,34

0,00

0,09

0,05

0,50

повыш

.

0,35

-0,17

0,00

0,09

0,09

0,86

Табл

. 2. 

Результаты

 

расчета

аргументы

Схема

соединения

 

обмоток

Тип

Средняя

 

абсолютная

 

погрешность

 

результатов

 

расчета

 

по

 

трем

 

фазам

аргумент

градусов

Отклонение

cos

 

по

 

току

по

 

напряжению

ВЛ

1

ВЛ

2

ВН

НН

на

 

нагрузке

Звезда

 

с

 

нулем

 — 

звезда

 

с

 

нулем

пониж

.

0,05

0,05

0,01

0,03

-0,02

0,000

повыш

.

0,67

-0,67

-0,01

-0,03

-0,03

Звезда

 

с

 

нулем

 — 

треугольник

пониж

.

-0,01

0,05

0,00

0,07

0,03

повыш

.

0,04

-0,05

-0,03

-0,03

0,00

Звезда

 —

треугольник

пониж

.

0,05

0,06

0,00

0,07

0,04

повыш

.

0,04

-0,05

0,00

-0,03

0,01

Треугольник

 —

звезда

 

с

 

нулем

пониж

.

0,44

-0,03

0,03

0,03

-0,11

повыш

.

0,57

0,33

0,01

0,06

0,09

Треугольник

 —

треугольник

пониж

.

0,02

0,15

-0,03

0,06

0,07

повыш

.

0,08

-0,18

0,01

0,02

0,09


Page 7
background image

86

СБОРНИК

 

НАУЧНО

-

ТЕХНИЧЕСКИХ

 

СТАТЕЙ

Можно

 

сделать

 

вывод

что

 

расчет

 

распределительной

 

сети

 

по

 

трехфазным

 

схемам

 

заме

-

щения

 

выполнен

 

успешно

а

 

основные

 

подходы

 

к

 

моделированию

 

исследуемой

 

сети

 

являются

 

верными

На

 

практике

 

используются

 

расчеты

 

на

 

основе

 

однофазных

 

схем

 

замещения

которые

 

не

 

могут

 

дать

 

удовлетворительного

 

результата

 

для

 

расчета

 

распределительной

 

сети

 

с

 

множе

-

ством

 

однофазных

 

нагрузок

Представленная

 

авторами

 

полнофазная

 

модель

 

обладает

 

сле

-

дующими

 

преимуществами

 

по

 

сравнению

 

с

 

моделями

построенными

 

на

 

основе

 

однофазных

 

схем

 

замещения

трехфазное

 

исполнение

 

моделей

 

электротехнического

 

оборудования

учет

 

однофазных

 

нагрузок

расчет

 

несимметричных

 

режимов

 

с

 

выводом

 

результатов

 

по

 

каждой

 

фазе

 

и

 

нейтрали

 

в

 

любой

 

точке

 

исследуемой

 

сети

Таким

 

образом

представляется

 

целе

 

со

-

образным

 

переход

 

от

 

использования

 

однофазных

 

схем

 

замещения

 

и

 

связанных

 

с

 

ними

 

расче

-

тов

 

к

 

методам

основанным

 

на

 

трехфазных

 

схемах

 

замещения

.

ЛИТЕРАТУРА

 

1. 

Баринов

 

В

.

А

Перспективы

 

развития

 

электро

-

энергетики

 

России

 

на

 

период

 

до

 2030 

г

. [

Элек

-

тронный

 

ресурс

] / 

В

.

А

Баринов

 // 

Выступление

 

на

 

Открытом

 

семинаре

  «

Экономические

 

про

-

блемы

 

энергетического

 

комплекса

» (

семинар

 

А

.

С

Некрасова

), 133 

заседание

 

от

 23 

октября

 

2012 

г

Режим

 

доступа

: http://www.ecfor.ru/pdf.

php?id=seminar/energo/z133. 

Загл

с

 

экрана

.

2. 

Воротницкий

 

В

.

Э

Снижение

 

потерь

 

электро

-

энергии

 

в

 

электрических

 

сетях

 

России

 — 

стра

-

тегический

  

путь

 

повышения

 

их

 

энергетической

  

эффективности

  [

Электронный

 

ресурс

] / 

В

.

Э

Во

-

ротницкий

 // 

Доклад

 

на

 IV 

международном

 

фору

-

ме

 

по

 

энергоэффективности

 

и

 

энергосбережению

 

ENES 2015, 19 

ноября

 2015 

г

Режим

 

доступа

http://www.sro-eo.ru/data/Doki_SRO/enes2015_
doklad_see_vve.pdf. 

Загл

с

 

экрана

.

3. 

Теоретические

 

основы

 

электротехники

Том

 1. 

Основы

 

теории

 

цепей

Под

 

ред

П

.

А

Ионкина

М

.: 

Высш

шк

., 1965. 735 

с

.

4. 

Ульянов

 C.

А

Электромагнитные

 

переходные

 

процессы

 

в

 

электрических

 

системах

М

.: 

Энер

-

гия

, 1970. 520 

с

.

5.  Radial distribution test feeders // IEEE Transactions 

on Power Systems, 1991, Volume 6, Number 3, 
pp. 975–985.

6. 

Шмелев

 

В

.

Е

., 

Сбитнев

 

С

.

А

., 

Абрамченко

 

В

.

Е

Расчет

 

электрической

 

сети

 

частного

 

дома

 

с

 

ком

-

плексом

 

электронных

 

приемников

 

матричным

 

методом

 

по

 

трехфазным

 

схемам

 

замещения

 // 

Проектирование

 

и

 

технология

 

электронных

 

средств

, 2014, 

 1. 

С

. 12–16.

7.  W.H. Kersting and R.K. Green. The application

of Carson’s equation to the steady-state analysis 
of distribution feeders. Power Systems Conference 
and Exposition (PSCE).  IEEE/PES, 2011,
pp. 1–6.

8. 

Селезнев

 

В

.

Ю

., 

Сбитнев

 

С

.

А

., 

Шмелев

 

В

.

Е

., 

Горюшин

 

Ю

.

А

Новый

 

матричный

 

метод

 

моде

-

лирования

 

режимов

 

магистральных

 

и

 

распреде

-

лительных

 

электрических

 

сетей

 

по

 

трехфазным

 

схемам

 

замещения

 // 

Материалы

 XX 

Междуна

-

родной

 

научно

-

технической

 

конференции

  «

Ин

-

теллектуальная

 

электроэнергетика

автоматика

высоковольтное

 

оборудование

», 

доклад

 19. 

М

., 

2014. 14 

с

.


Оригинал статьи: Расчет тестовой распределительной сети на основе трехфазных схем замещения

Читать онлайн

В настоящее время расчеты несимметричных режимов работы распределительных сетей проводятся на основе однофазных схем замещения. Работа посвящена проверке разработанной авторами методики расчета распределительных сетей на основе трехфазных схем замещения на тестовой сети, одобренной IEEE. Применены трехфазные схемы замещения, в том числе полнофазные модели трансформаторов. Полученные результаты расчета показывают, что применение представленной методики дает погрешность ниже 2,2% в несимметричном режиме для всех конфигураций четырехузловой тестовой сети.

Поделиться:

«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»