retele electrice
Post on 08-Nov-2015
290 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
Retele Electrice
1.Dimensionarea posturilor de transformare
n aceast etap se va urmri:
Stabilirea tipului de transformator utilizate n posturile de trsnsformare;
Numrul de transformatoare n paralel;
ntocmirea schemei echivalente a posturilor de trasnformare;
Calculul parametrilor schemei echivalente;
Calculul pierderilor de putere.
O schema de principiu a retelei electrice de distributie este urmatoarea
Figura 1 Schema de principiu a retelei de distributie, unde :li lungimea liniei electrice subterane intre doua posturi de transformare sau intre un post de transformare si punctul de conexiune;PTi posturile de transformare;si puterea aparenta complexa, pe partea de joasa tensiune a postului;Pi puterea activa consumata;qi puterea reactiva consumata;1.1 Stabilirea tipului de transformator utilizate n posturile de trsnsformare;
Pentru determinarea puterii economice avem nevoie de doi indicatori:
1. SM puterea aparent maxim n anul de funcionare considerat;
2. TSM durata de utilizare a puterii maxime anuale.
Considernd c transformatoarele au nfurrile din Al i sunt de tipul TTU- ONAN construite n 1991, conform lucrrii Puteri nominale economice se afl ntr-o progresie geometric cu raia 51/5 , au rezultat urmtoarele puteri nominalizate: 100 kVA; 160 kVA; 250 kVA; 400 kVA; 630 kVA; 1000 kVA; 1600 kVA.Pentru a alege numrul de transformatoare n paralel se utilizeaz tabelul:TSM[ore/an]
/ SM[kVA]300040005000
400250 - 400232 - 365211 - 333
630400 - 630365 - 625233 - 572
1000630 - 865625 - 785572 - 717
1600865 - 1600785 - 1600717 - 1600
Tabel 1 - Domeniile de incercari maxime anualepentru alegerea transformatoarelor cu bobinaje din AluminiuPentru un numr de 3740 ore de funcionare/an, prin interpolare, rezult urmtoarele valori pentru transformatoarele de diferite puteri:
TSM[ore/an]/ SM[kVA]3740
400236,68 - 374,1
630374,1 - 626,3
1000626,3 - 805,8
1600805,8 - 1600
Model de calcul :
SM1x = => x1 = 236,68 ore/an
SM1y = => y1 = 374,1 ore/an
x2 = y1 si se continua calculul pana la obtinerea lui y4.n tabelul urmtor sunt prezentate puterile transformatoarelor din cele 5 staii, ct i numrul lor pentru a putea acoperi necesarul de putere cerut:
PTPiQicosiSiSnTNr. de transformatoare
-[kW][kVAr]-[kVa][kVA]
1415257,19390040,85488,23529416301
219951496,250,82493,7516002
3500242,16105240,9555,55555566301
4455245,58298410,88517,04545456301
51010810,30424230,781294,87179516001
Model dc calcul pentru puterea aparent Si i pentru puterea reactiv Qi:
Si = [kVA]
Qi = Si sini = Si [kVAr]
Calculul lui Si:
S1 = = =488,2352941[kVA]
Calculul lui Qi:
Q1 = S1 257,1939004 [kVAr]
1.2. ntocmirea schemei echivalente a PT
Fiecare PT poate fi reprezentat printr-o schem de tipul:
unde:ZT impedana transformatorului, cu rezistena RT i reactana XT;
YT admitana transversal a trransformatorului;
Nik raportul de transformare;
YT = GT - jBT
GT conductana transformatorului
BT susceptana transformatorului
1.3. Calculul parametrilor schemei echivalente:
Parametrii transformatoarelor se calculeaz pe baza urmtoarelor date de catalog:
SnP0i0
usc
kVAkW%kW%
2501,102,905,046
4001,472,656,854
6301,922,409,726
10002,702,0013,506
16004,351,7020,206
Tabel 1.4
a. Rezistena transformatorului
RT =
[]
b. Modulul impedanei
ZT =
[]
c. Reactana transformatorului
XT =
[]
ZT = RT + jXT
d. Conductana transformatorului
GT =
[S]
e. Modulul admitanei transversale
YT =
[S]
f. Susceptana transformatorului
BT =
[S]
YT = GT + jBT
Folosind formulele de mai sus, am efectuat calculele, iar rezultatele au fost trecute n tabelul de mai jos:
SnTnTRTXTZTGTBTYT
kVAbucSSS
PT163010,0039183670,014725690,0152380950,0120,0937350,0945
PT2160020,00126250,0058656710,0060,0271880,16781190,17
PT363010,0039183670,014725690,0152380950,0120,0937350,0945
PT463010,0039183670,014725690,0152380950,0120,0937350,0945
PT5160010,00126250,0058656710,0060,0271880,16781190,17
Exemplu de calcul pentru unul dintre posturile de transformare:
RT = =
[]ZT = =
[]
XT = =
[]
GT = =
[S]
YT =
=
[S]
BT = =
[S]
1.4. Calculul pierderilor de putere n PT
n posturile de transformare apar dou tipuri de pierderi de puteri:
a. Pierderi de putere activ
si =
b. Pierderi de putere reactiv
Cu ajutorul formulelor de mai sus s-au obinut rezultatele trecute n tabelul de mai jos:
MrimeSnTnTPoPTiPinf,PTQ0,PTQinf,PT
U.M.kVAbuckW-kWKVArkVAr
PT163011,920,7749766575,83772332515,1222,702257
PT2160028,71,5585937524,5350662254,4116,60229
PT363011,920,8818342157,55857898715,1229,394474
PT463011,920,8207070716,54700413215,1225,460572
PT5160014,350,80929487213,2301554327,262,875986
MrimePPTQPTSPTPi Qi Si
U.M.kWkVArkVAkWkVArkVA
PT17,75772337,8222638,60965422,7577295,0162515,5178
PT233,23507171,0023174,20212028,2351667,2522625,541
PT39,47857944,5144745,51244509,4786286,6755584,595
PT48,46700440,5805741,45447463,467286,1636544,6937
PT517,5801690,0759991,775521027,58900,38021366,238
Exemplu de calcul pentru unul dintre posturile de transformare:
=
[kW]
=
=
[kW]
= 1,92 + 5,837723325 = 7,757723
[kW]
Pi = Pi + PPT = 415 + 7,757723= 422,7577
[kW]
=
[kVAr]
=
[kVAr]
= 15,12 + 22,702257= 37,82226
[kVAr]
Qi = Qi + QPT = 257,1939004+ 37,82226=295,0162
[kVAr]
[kVA]
Si =
[kVA] 2. Dimensionarea tronsoanelor de medie tensiune
Determinarea seciunii conductorului i a numrului de circuite n paralel se face pe baza unor criterii tehnice i economice.
Principalele criterii tehnice sunt:
1. Criteriul curentului maxim admisibil n regim de lung durat;2. Criteriul cderii de tensiune maxim admisibil. Se impune ca tensiunea la cel mai ndeprtat consumator s nu scad sub 5% fa de Un;
3. Criteriul stabilitii termice la curent de scurtcircuit.
Ipoteze la dimensionarea pe baza criteriilor tehnice:
1. Seciunea e constant pe toate tronsoanele;
2. Densitatea de curent e constant pe toate tronsoanele;
3. Se folosete minim de material.
n proiectul de fa se va folosi Ipoteza nr. 1.
Criteriul economic vizeaz stabilirea unui echilibru ntre cheltuielile suplimentare datorate majorrii seciunii i economiile realizate prin reducerea pierderilor de putere i energie.
Dac se noteaz:
steh seciunea tehnic
sec seciunea economic
Va rezulta:sabs = max{steh , sec}
Dup aceea se va alege o sectiune din STAS.
unde:I1 I5
curenii prin tronsoane;
I1 I5 curenii derivai din PT;
s1 s5 puteri aparente ce intr n PT.
2.1. Dimensionarea pe baza criteriului economic
Se adopt ipoteza seciunii constante pe toate tronsoanele.
Se va folosi PE 135/1991 Instruciuni privind determinarea seciunii economice n instalaiile electrice de distribuie cu tensiuni ntre 1 110 kV.
I1 = I1 + I2 + I3
I2 = I2 + I3
I3 = I3
I4 = I4 + I5
I5 = I5
Ii = , unde Un = 20 kV
Iech =
Sech =
Ik = Ika + jIkr
jk =
j densitate de curent [A/mm2]
Densitatea de curent se calculeaz funcie de tabelul de mai jos, innd cont de numrul de ore de funcionare:
TSM [ore/an]300040005000
LEC0,850,770,7
Pentru un numr de ore de funcionare de 3740, densitatea de curent va fi:
=> x = 0,7908
PTSi'Ii'lk
-kVAAkm
1515,517814,88171771,05
22625,54175,792852010,8
3584,59516,875803193,249
4544,693715,723953190,5
51366,23839,439886030,35
Ii =
I1 =
I2 =
I3 =
I4 =
I5 =
Curenii prin tronsoane vor fi:
I1 = I1 + I2 + I3 = 14,88 + 75,79 + 16,87 = 107,55 [A]
I2 = I2 + I3 = 75,79 + 16,87 = 92,66865519 [A]
I3 = I3 = 16,87 [A]
I4 = I4 + I5 = 15,72 + 39,44 = 55,16383921 [A]
I5 = I5 = 39,44 [A]
Calculul lui Iech pe fiecare din cele dou ramuri:
Iech1 = = 62,54 [A]Iech2 = = 49,3 [A]
Vor rezulta urmtoarele seciuni echivalente:
Sech1 = mm2
Sech2 = mm2Pentru c Sech1 > Sech2 se va alege Sech = 79,079 mm2
Pentru proiectul de fa, n care legtura dintre posturile de transformare se face cu LES de 20 kV, se va folosi tabelul cu datele nominalizate de mai jos:
Snr0x0b0iadm
mm2/km/kmS/kmA
500,7030,10658135
700,5020,10158165
950,3700,09858195
1200,2930,09558225
Tabel 2.3Se alege pentru seciunea conductorului din tabelul STAS de mai sus (Tabelul 2.3) valoarea de 95 mm2.
2.2. Dimensionarea seciunii folosind criteriul tehnic
Criteriul tehnic utilizat n proiect e criteriul curentului admisibil n Ip seciuni constante.
unde:k1 coeficient de corecie ce ine seama de rezistivitatea termic a solului;
k2 coeficient de corecie ce ine seama de modul de pozare al cablului;
k3 coeficient de corecie ce ine seama de temperatura solului;
Dac se vor considera condiii normale de funcionare:
cablu pozat la 70 cm:
sol = 100 0C cm/W;
t = 20 0C.
nseamn c = 1 Imax IadmPentru a alege seciunea pe baza criteriului tehnic al curentului maxim admisibil, e necesar considerarea cazului cel mai favorabil. Acesta e atunci cnd:
Imax = I1 + I2 + I3 + I4 + I5 = 14,88 + 75,79 + 16,87 + 15,72 + 39,44 = 162,7142 [A]Din tabelul 2.3 se alege pentru curentul maxim de 162,71 [A] seciunea conductorului de 70 mm2.
Sec = 95 mm2
Stehn = 70 mm2
Va rezulta seciunea conductorului ca fiind max{Sec, Stehn} = 95 mm22.3. Determinarea numrului de conductoare de pe o faz
Numrul de conductoare de pe o faz va rezulta cu formula:
Nc =
unde: kj = 1,57 pentru LES (coeficient ce ine seama de majorarea densitii de curent)
Smax = 150 mm2 pt. LES (seciune maxim pentru tipul de conductor utilizat)
Dac:
Nc 1,41 Nc = 1
1,41 Nc 2,5 Nc = 2
Nc = = 0,403397 => Nc = 1
Deci se va folosi un conductor cu un singur conductor pe faz.
3. Calculul regimului de funcionare prin metoda ascendent-descendent
Calculul regimului de functionare urmareste determinarea marimilor de stare necunoscute, asociate nodurilor si laturilor. Pentru noduri marimile necunoscute sunt :
Tensiunile la intrarea in fiecare post de transformare
Puterea injectata in retea la nodul sursa
Pentru laturi, marimile necunoscute sunt :
Curentii sau puterile care circula prin acestea
Efectuarea calculului de regim permanent este necesara pentru verificarea regimului de functionare.
Umin < U < Umax
Tinand seama de particularitatea de arborescenta a configuratiei retelelor electrice de distributie pentru calculul regimului permanent se poate folosi metoda specifica acestor retele de tip ascendent descendent. In principiu metoda este una iterativa ( pentru consumatorii reprezentati prin puteri cunoscute ), la fiecare iteratie parcurgandu-se urmatoarele etape :
1. etapa ascendent Se determina circulatia de puteri in diverse puncte de pe linie. Se porneste de la consumatorul cel mai indepartat si se merge catre nodul sursa, etapa in care se iau in calcul puterile consumate, pierderile de putere pe tronsoanele liniei, respectiv injectia de putere reactiva a liniei.
2. etapa descendent - Consta in calculul tensiunilor la noduri, etapa in care se calculeaza caderi de tensiune pe tronsoane. Avand in vedere ca acesta este un calcul iterativ se stabilesc valori initiale, dupa care urmeaza a se calcula la fiecare iteratie marimile necunoscute. Calculul fiind iterativ este necesara initializarea marimilor necunoscute si efectuarea unui test de convergenta. Acesta se efectueaza la sfarsitul fiecarei iteratii si consta in compararea modulului puterii aparente injectata in retea la modulul sursa intre doua iteratii succesive.
UA = U1 = U2 = U3 = U4 = U5 = 20 kV
Tronsonul 1 - Iteratia 1 Etapa AscendentSL = S3'=509,478579 + j* 286,6755 [KVA]SK = SL j = 509,478579 + j*( 286,6755 188,42 * 0,5 * 202 * 10-3) = 509,478579 + j * 248,9871263 [kVA]
= (1,20213 + j * 0,318402) * ((509,4785792 +j*248,98712632)/(202))*10-3= 0,966401358 + j* 0,255966 [kVA]
SJ = SK + SKJ = (509,478579 + j * 248,9871263) + ( 0,966401358 + j* 0,255966 ) = = 510,44498 + j* 249,24309 [kVA]SI = SJ j = 510,44498 + j * (249,24309 - 188,42 * 0,5 * 202 * 10-3) =
= 510,44498 + j * 211,554692 [kVA]SH = SJ + s2' = (510,44498 + j * 211,554692) + ( 2028,235066 + j*1667,252 ) = = 2538,680047 + j* 1878,807 [kVA]
SG = SH j = 2538,680047 + j * (1878,807 46,4 *0,5 * 202 *10-3 )
= 2538,68 + j * 1869,527 [kVA]
= (0,296 + j * 0,0784) * ((2538,682 + j *1869,5272)/202) * 10 -3 = = 7,35562037 + j * 1,948245 [kVA]
SF = SG + SGF = (2538,68 + j * 1869,527 ) + (7,35562037 + j * 1,948245 ) = 2546,035667 + j * 1871,475232 [kVA]SE = SF j = 2546,035667 + j* (1871,475232 - 46,4 * 0,5 * 202 *10-3 ) = = 2546,035667 + j * 1862,195 [kVA]SD = SE + s1' = (2546,035667 + j * 1862,195) + (422,7577233 + j* 295,0162) =
= 2968,7934 + j * 2157,2114 [kVA]SC = SD j = 2968,7934 + j*(2157,2114 -60,9 * 0,5 * 202 *10-3 )= = 2968,7934 + j* 2145,03139 [kVA]
(0,3885 + j * 0,1029) * ((2968,7934 2
+ j * 2145,031392)/202) * 10 -3 = 13,02921566 + j* 3,4509814 [kVA]SB = SC + SCB = (2968,7934 + j* 2145,03139) + (13,02921566 + j* 3,4509814 ) = 2981,8226 + j* 2148,482 [kVA]SA = SB j = 2981,8226 + j* (2148,482 - 60,9 * 0,5 * 202 *10-3 )= = 2981,823 + j* 2136,302 [kVA]Etapa Descendent
= (0,3885 * 2981,8226 + 0,1029 * 2148,482 )/ 20000 + j * (0,1029 * 2981,8226 + 0,3885 * 2148,482)/2000 = 0,06897585 - j* 0,026393 [kV]
U1( 1 ) = U1(0) - UA1(1) = 20 - 0,06897585 - j * -0,026392793 = = 19,93102415 - j * 0,026392793 [kV]
( 0,296 * 2546,035667 + 0,0784 * 1862,195 ) / 20000 + j * (0,0784 *2546,035667 + 0,296 * 1862,195 ) / 20000 == 0,045173265 j * 0,017779 [kV]
U2(1) = U1(1) - U12(1) = (19,93102415 - j * 0,026392793 ) (0,045173265 j * 0,017779 )
= 19,885851 j * 0,0086141 [kV]
(1,20213 * 510,44498 + 0,318402 * 211,554692 ) / 20000 + j * (0,318402 * 510,44498 + 1,20213 * 211,554692) / 20000
= 0,0342445 j * 0,004615821 [kV]
U3(1) = U2(1) - U23(1) = (19,885851 j * 0,0086141 ) (0,0342445 j * 0,004615821 )
= 19,85160641 j *-0,0039983 [kV]Tronsonul 2 Iteratia 1Etapa Ascendent
SW = S5' = 1027,58016+ j * 900,3802 [KVA]
ST = SW j = 1027,58016+ j*( 900,3802 - 20,3 * 0,5 * 202*10-3 ) = = 1027,580155 + j * 896,3202285 [kVA]
( 0,1295+ j*0,0343) * ((1027,5801552 + 896,32022852 )/202) * 10-3 = 0,601951913 + j * 0,159436 [kVAR]SS = ST + STS = (1027,580155 + j * 896,3202285) + (0,601951913 + j * 0,159436) = 1028,1821 + j* 896,47966 [kVA]SR = SS j = 1028,1821 + j * (896,47966 - 20,3 * 0,5 * 202*10-3 ) = = 1028,1821 + j * 892,4196644 [kVA]SQ = SR + s4' = (1028,1821 + j * 892,4196644) + (463,4670041 + j * 286,1636) = 1491,64911 + j * 1178,583 [kVA]SP = SQ j = 1491,64911 + j * (1178,583 - 29 * 0,5 * 202*10-3 ) = = 1491,64911 + j * 1172,78322 [kVA]
( 0,185 +j * 0,049)*((1491,649112 + 1172,783222 ) /202) * 10-3 = 1,665202368 + j * 0,441054 [kVA]
SN = SP + SPN =( 1491,64911 + j * 1172,78322 ) + (1,665202368 + j * 0,441054 ) = =1493,3143 + j* 1173,2243 [kVA]SM = SN j = 1493,3143 + j * (1173,2243 - 29 * 0,5 * 202*10-3 ) = 1493,3143
+ j * 1167,424274 [kVA]Etapa Descendent
= (0,185 *1493,3143 + 0,049 * 1173,2243 ) / 20000 + j * (0,049 * 1493,3143 + 0,185* 1173,2243 ) / 20000 = 0,01668756 j * 0,007194 [kV]
U4( 1 ) = U4(0) - UM4(1) = 20 0,01668756 j*0,007194)= 19,98404983 - j* 0,004534845 [kV]
(0,1295 * 1028,1821 + 0,0343 * 896,47966 ) / 20000 + j * (0,0343 * 1028,1821 + 0,1295 * 896,47966) / 20000 = 0,008201785 j * 0,004045 [kV]
U5( 1 ) = U4(1) - U45(1) = (19,98404983 - j* 0,004534845) (0,008201785 j * 0,004045 )= 19,975111 j * 0,003149 [kV]In urma calculelor am obtinut urmatoarele tensiuni :
Iteratia 1U1U2U3U4U5
19,9310419,8858519,8516119,9833119,97511
Cu noile valori ale tensiunilor, obtinute mai sus, incepem o noua iteratie.Rezultatele ambelor iteratii sunt trecute in tabelele de mai jos :
Ascendent
ITERATIASLSKSKJSJSI
ReImReImReImReImReIm
1509,4786286,6755509,4786248,98710,9664010,255966510,445249,2431510,445211,5547
2509,4786286,6755509,4786284,80510,9809030,275254510,4595285,0803510,4595285,0176
ITERATIASHSGSGFSFSE
ReImReImReImReImReIm
12538,681878,8072538,681869,5277,355621,9482452546,0361871,4752546,0361862,195
22538,6951952,272538,6951952,2547,6770192,0333732546,3721954,2882546,3721945,113
ITERATIASDSCSCBSBSA
ReImReImReImReImReIm
12968,7932157,2112968,7932145,03113,029223,4509812981,8232148,4822981,8232136,302
22969,1292240,132969,1292228,03313,476463,5694412982,6062231,6032982,6062219,507
Descendent
ITERATIAUA1U1U12
ReImReImReIm
10,068976-0,0263919,93102-0,026390,045173-0,01778
20,069659-0,028119,861370,0017070,045504-0,01901
ITERATIAU2U23U3
ReImReImReIm
119,88585-0,008610,034244-0,0046219,85161-0,004
219,815860,0207150,001722-0,0002319,814140,020947
4.Compensarea puterii reactive la factor de putere neutral
cosi factor de putere pentru consumator
cosn = 0,92 factor de putere neutral
cos =
La un consum cu cos < 0,8 absorbie nsemnat de Q din reea
Dac ntr-un nod avem o tensiune foarte ridicat circulaie mare de Q n acel nod.
Puterea reactiv absorbit din reea trebuie redus foarte mult.
Funcionarea la un factor de putere redus are urmtoarele consecine:
cresc cderile de tensiune;
cresc pierderile de putere i energie n reea;
crete valoarea curentului de scurtcircuit.
Pentruc un factor de putere neutral, consumatorul nu pltete energia reactiv consumat. Pentru un factor de putere sub cel neutral, consumatoroul pltete diferena de energie reactiv pn la factorul de putere neutral. Factorul de putere neutral depinde de dezvoltarea economic i tehnic a societii. Cos =
unde i reprezint suma puterilor active i reactive pe cele 3 faze
n practic, valoarea medie a lui cos pe o anumit perioad de timp (or, zi, lun, an) e dat de relaia:
cos =
unde: wr consumul total de enrgie reactiv n intervalul considerat (kVArh)
wa consumul total de enrgie activ n intervalul considerat (kWh)
mbuntirea factorului de putere se poate face prin mijloace naturale (schimbarea de echipament) sau prin mijloace speciale (amplasare de surse de putere reactiv la consumatori).
Pentru a realiza compensarea puterii reactive se parcurg etapele:
1. Stabilirea Q ce trebuie compensat;
Qc = P (tg tgn)
P: putere util consumat;
Qc: putere reactiv ce trebuie consumat;
: unghi corespunztor factorului de putere natural;
n: unghi corespunztor factorului de putere neutralQc Qb (putere instalat de compensare)
2. Alegerea tipului sursei de compensare:
baterii de condensatoare (BC);
compensatoare sincrone;
compensatoare statice (SVC).
n cadrul proiectului se vor folosi bateriile de condensatoare (BC).
3. Stabilirea locului de amplasare al sursei.
Compensare individual pe barele de JT sau MT ale consumatorului;
Compensare de grup pe partea de JT sau MT;
Compensare centralizat pe barele de JT sau MT;
Compensare mixt.
n cadrul proiectului se vor folosi dou soluii de compensare:
Amplasarea bateriilor de condensatoare pe bara de JT;
Amplasarea bateriilor de condensatoare pe bara de MT;
Compensarea purerii reactive la joas tensiune
Bateriile de condensatoare pot fi conectate n stea sau triunghi.
unde: = 2f = 100 [rad/s]
U = 0,4 [kV]
Puterea nominal a unui condensator ce corespunde conexiunii stea este:
[kVAr]
[kVAr]
n acest proiect se va utiliza conexiunea triunghi.
Qci = Pi (tgi tgn)
Qbi =
Qc1 = P1 (tg1 tgn) = 415(0,6197 0,426) = 80,40 [kVAr]
Qb1 = 2 x 45 = 90 [kVAr] ; nb1 = 2;
Qc2 = P2 (tg2 tgn) = 1995(0,75 0,426) = 646,38 [kVAr]
Qb1 = 14 x 45 = 640 [kVAr] ; nb2= 14;
Qc3 = P3 (tg3 tgn) = 500(0,4843 0,4260) = 29,16 [kVAr]
Qb3 = 1 x 45 = 45 [kVAr] ; nb3= 1;
Qc4 = P4 (tg4 tgn) = 455(0,5397 0,426) = 51,75 [kVAr]
Qb4 = 2 x 45 = 90 [kVAr] ; nb4= 1;
Qc5 = P5 (tg5 tgn) = 1010(0,8023 0,42) = 380,05 [kVAr]
Qb5 = 8 x 45 = 360 [kVAr] ; nb4= 8PTcosicosiniintgitginPiQc1Qb1nb1nb
------kWkVArkVAr--
10,850,9231,804523,08560,61970,426041580,40901,78682
20,80,9236,888623,08560,75000,42601995646,3863014,36414
30,90,9225,855023,08560,48430,426050029,16450,6481
40,880,9228,372023,08560,53970,426045551,75451,15011
50,780,9238,759123,08560,80230,42601010380,053608,44558
Qi,comp = Qi, necomp Qb1Q1,comp = 295,0161578 90 = 205,0161578[kVAr]
Q2,comp = 1667,252295 630 = 1037,252295 [kVAr]
Q3,comp = 286,6755263 45 = 241,6755263 [kVAr]
Q4,comp = 286,1635557 45 = 241,1635557 [kVAr]
Q5,comp = 900,3802285 360 = 540,3802285 [kVAr]
PTPiQi la necompensatQbiQi cu compensareSi compensatcosi cu baterii
-kWkVArkVArKVArkVA-
1415295,016157890205,0161578462,880,897
219951667,2522956301037,2522952248,540,887
3500286,675526345241,6755263555,340,900
4455286,163555745241,1635557514,960,884
51010900,3802285360540,38022851145,470,882
= 462,88[kVA]
= 2248,54 [kVA]
= 555,34[kVA]
= 514,96[kVA]
=1145,47[kVA]
MrimeU.M.PT1PT2PT3PT4PT5
SntkVA63016006306301600
ntbuc12111
poPTkW1,928,71,921,924,35
i-0,734731,405340,881500,817400,71592
Pinf,PTkW5,2471019,947177,552836,4943210,35337
Q0,PTKVAr15,1200054,4000015,1200015,1200027,20000
Qinf,PTkVAr20,4053994,7984529,3721025,2557049,20415
PPTkW7,1671028,647179,472838,4143214,70337
QPTkVAr35,52539149,1984544,4921040,3757076,40415
SPTkVA36,24115151,9237945,4893641,2431677,80607
Pi kW422,167102023,64717509,47283463,414321024,70337
Qi kVAr240,541551186,45074286,16763281,53926616,78438
SikVA485,886102345,80759584,34106542,233521196,01003
PTSiBTlk
-kVASkm
PT1485,886100,0937349991,05
PT22345,8080,1678119180,8
PT3584,34110,0937349993,249
PT4542,23350,0937349990,5
PT51196,010,1678119180,35
Aplicam metoda Ascendent - Descendent
Tronsonul 1 - Iteratia 1
Etapa Ascendent
SL = S3'=509.47283+ j* 286.16763 [KVA]SK = SL j = 509.47283 + j*( 286.16763 188.442* 0,5 * 202 * 10-3) = 509.47283 + j * 248.4792272 [kVA]
= (1.20213+ j * 0.318402) * ((509.4728262+j*248.47922722)/(202))*10-3
= 0.965624407+ j* 0.25576 [kVA]
SJ = SK + SKJ = (509.47283 + j * 248.4792272) + (0.965624407+ j* 0.25576) =
= 510.43845+ j* 248.73499 [kVA]
SI = SJ j = 510.43845+ j * (248.73499 - 188.442* 0,5 * 202 * 10-3) =
= 510.43845+ j * 211.0465872 [kVA]
SH = SJ + s2' = (510.43845+ j * 211.0465872) + (2023.64717+ j*1186.4507) =
= 2534.08562+ j* 1397.4973 [kVA]
SG = SH j = 2534.08562+ j * (1397.4973 46.4*0,5 * 202 *10-3 )
= 2534.08562+ j * 1388.217 [kVA]
= (0.296+ j * 0.0784) * ((2534.085622+ j *1388.2172)/202) * 10 -3 =
= 6.17806561+ j * 1.636353 [kVA]
SF = SG + SGF = (2534.08562+ j * 1388.217) + (= 6.17806561+ j * 1.636353)
= 2540.26369+ j * 1389.853684 [kVA]
SE = SF j = 2540.26369+ j* (1389.853684 - 46.4* 0,5 * 202 *10-3 ) =
= 2540.26369+ j * 1380.574 [kVA]
SD = SE + s1' = (2540.26369+ j * 1380.574) + (422.16710+ j* 240.54155) =
= 2962.43079+ j * 1621.11524 [kVA]SC = SD j = 2962.43079+ j*(1621.11524-60.9* 0,5 * 202 *10-3 )=
= 2962.4308+ j* 1608.935235 [kVA]
(0,3885 + j * 0,1029) * ((2962.43082
+ j * 1608.9352352)/202) * 10 -3 = 11.03793455+ j* 2.923561 [kVA]
SB = SC + SCB = (2962.4308+ j* 1608.935235) + (11.03793455+ j* 2.923561)
= 2973.4687+ j* 1611.859 [kVA]
SA = SB j = 2973.4687+ j* (1611.859- 60,9 * 0,5 * 202 *10-3 )=
= 2973.469+ j* 1599.679 [kVA]
Etapa Descendent
= (0,3885 * 2973.4687+ 0,1029 * 1611.859)/ 20000 + j * (0,1029 * 2973.4687+ 0,3885 * 1611.859)/2000 = 0.06605264- j* -0.016012 [kV]
U1( 1 ) = U1(0) - UA1(1) = 20 - 0.06605264- j * -0.016012 =
= 19.93394736- j * 0.016011861 [kV]
( 0,296 * 2540.26369+ 0,0784 * 1389.853684) / 20000 + j * (0,0784 *2540.26369+ 0,296 * 1389.853684) / 20000 =
= 0.043186745 j * 0.010647 [kV]
U2(1) = U1(1) - U12(1) = (19.93394736- j * 0.016011861) (0.043186745 j * 0.010647)
= 19.890761 j * 0.0053647 [kV]
(1,20213 * 510.43845+ 0,318402 * 211.0465872) / 20000 + j * (0,318402 * 510.43845+ 1,20213 * 211.0465872) / 20000
= 0.0342275 j * 0.004584078 [kV]
U3(1) = U2(1) - U23(1) = (19.890761 j * 0.0053647) (0.0342275 j * 0.004584078)
= 19.85653311 j *0.0007806 [kV]
Tronsonul 2 Iteratia 1
Etapa Ascendent
SW = S5' = 1024.70337+ j * 616.7844 [KVA]
ST = SW j = 1024.70337+ j*( 616.7844- 20,3 * 0,5 * 202*10-3 ) =
= 1024.703374+ j * 612.7243832 [kVA]
( 0,1295+ j*0,0343) * ((1024.7033742 + 612.72438322 )/202) * 10-3 = 0.461488847+ j * 0.122232 [kVAR]
SS = ST + STS = (1024.703374+ j * 612.7243832) + (0.461488847+ j * 0.122232)
= 1025.1649+ j* 612.84662 [kVA]
SR = SS j = 1025.1649+ j * (612.84662- 20,3 * 0,5 * 202*10-3 ) =
= 1025.1649+ j * 608.7866154 [kVA]
SQ = SR + s4' = (1025.1649+ j * 608.7866154) + (463.41432+ j * 281.53926)
= 1488.57919+ j * 890.32587 [kVA]
SP = SQ j = 1488.57919+ j * (890.32587- 29 * 0,5 * 202*10-3 ) =
= 1488.579186+ j * 884.5258721 [kVA]
( 0,185 +j * 0,049)*(( 1488.5791862 + 884.52587212 ) /202) * 10-3 = 1,665202368 + j * 0,441054 [kVA]
SN = SP + SPN =( 1491,64911 + j * 1172,78322 ) + (1,665202368 + j * 0,441054 ) = 1489.9659+ j* 884.89316 [kVA]
SM = SN j = 1489.9659+ j * (884.89316- 29 * 0,5 * 202*10-3 ) = 1489.9659+ j * 879.0931582 [kVA]
Etapa Descendent
= (0,185 *1489.9659+ 0,049 * 884.89316) / 20000 + j * (0,049 * 1489.9659+ 0,185* 884.89316) / 20000 = 0.01595017 j * -0.004535 [kV]
U4( 1 ) = U4(0) - UM4(1) = 20 0.01595017 j*-0.004535)= 19.98404983- j* 0.004534845 [kV]
(0,1295 * 1025.1649+ 0,0343 * 612.84662) / 20000 + j * (0,0343 * 1025.1649+ 0,1295 * 612.84662) / 20000 = 0.007695111 j * 0.002212 [kV]
U5( 1 ) = U4(1) - U45(1) = (19.98404983- j* 0.004534845) (0.007695111 j * 0.002212)
= 19.976355 j * -0.0023231 [kV]
In urma calculelor am obtinut urmatoarele tensiuni :
Iteratia 1U1U2U3U4U5
19.93395419.89076119.85653319.9840519.976355
Cu valorile tensiunilor obtinute mai sus, mai efectuam o iteratie si obtinem :AscendentTronsonul 1
ITERATIASLSKdSKJSJ
ReImReImReImReIm
1509,47280286,16763509,472826248,47922720,9656244070,25575998510,4385248,735
2509,472826286,167627509,472826249,01799160,9804456310,2596856510,4533249,278
ITERATIASISHSGdSGF
ReImReImReImReIm
1510,43845211,0465872534,085621397,4973322534,085621388,217336,1780661,63635
2510,453272212,1280422534,100441398,5787862534,100441389,399886,2486251,65504
ITERATIASFSESDSC
ReImReImReImReIm
12540,263691389,853682540,263691380,5736842962,430791621,115242962,4311608,94
22540,349071391,054922540,349071381,8760212962,516171622,417572962,5161610,32
ITERATIAdSCBSBSA
ReImReImReIm
111,03793462,923561042973,4687251611,8587962973,4687251599,6788
211,11604512,944249772973,6322161613,2621332973,6322161601,16244
Tronsonul 2ITERATIASWSTdSTSSSSR
ReImReImReImReImReIm
11024,7034616,78441024,703612,7243830,461488850,1222321025,16612,8471025,165608,78662
21024,7034616,78441024,703612,7339770,46258580,1225231025,17612,8571025,166608,80609
ITERATIASQSPdSPNSNSM
ReImReImReImReImReIm
11488,5792890,325871488,579884,5258721,386692480,3672861489,97884,8931489,966879,09316
21488,5803890,345351488,58884,5545981,388931910,3678791489,97884,9221489,969879,13172
Descendent
Tronsonul 1
ITERATIAdUA1U1dU12
ReImReImReIm
10,0660526-0,01601219,93395-0,01601190,04318675-0,010647
20,0662819-0,01609119,867677,9558E-050,04333685-0,0107
ITERATIAU2dU23U3
ReImReImReIm
119,890761-0,0053650,034227-0,004584119,8565331-0,000781
219,8243290,010780,03436-0,004664819,78996810,015445
Tronsonul 2
ITERATIAdUM1U4dU45U5
ReImReImReImReIm
10,0159502-0,00453519,98405-0,00453480,00769511-0,00221219,9764-0,00232
20,0159503-0,00453519,96812,6303E-070,00770128-0,00221419,96040,00221
4.2. Compensarea puterii reactive la medie tensiune
La medie tensiune, conectarea bateriei de condensator se face n dubl stea.
[kVAr]
[kVAr]
unde:m nr stele (m = 2);
nf nr. de condensatoare serie pe fiecare ramur (nf = 4);
n nr. de ramuri n paralel pe faz i stea (n = 1).
Deoarece n cazl compensrii la MT, configuraia reelei de joas tensiune nu se modific, pierderile din PT vor fi aceleai ca i n cazul reelei necompensate.
PTPiQiSitgitgnQc1Qb1
-kWkVArkVA--kVArkVAr
1422,7577295,0161578515,51782320,6197443380,425998820
22028,2351667,2522952625,5414110,750,425998657480
3509,4786286,6755263584,59497070,4843221050,425998300
4463,467286,1635557544,69371630,5397428220,425998530
51027,58900,38022851366,2377290,8022814280,425998387480
Qc1 = P1 (tg1 tgn) = 422,7577(0,619- 0,42) = 82 [kVAr]
Qb1 = 0 x 480 = 0
[kVAr]
Qc2 = P2 (tg2 tgn) = 2028,235 (0,75 - 0,42) = 657 [kVAr]
Qb1 = 1 x 480 = 480
[kVAr]
Qc3 = P3 (tg3 tgn) = 509,4786 (0,484 - 0,42)= 30[kVAr]
Qb3 = 0 x 480 = 0
[kVAr]
Qc4 = P4 (tg4 tgn) = 463,467 (0,539 - 0,42) = 53[kVAr]
Qb4 = 0 x 480 = 0
[kVAr]
Qc5 = P5 (tg5 tgn) = 1027 (0,802 - 0,42) = 387 [kVAr]
Qb5 = 1 x 480 = 480
[kVAr]
Qi,comp = Qi, necomp Qb1
Q1,comp = 295,0161578 0 = 295,0161578[kVAr]
Q2,comp = 1667,252295 480 = 1187,252295[kVAr]
Q3,comp = 286,6755263 0 = 286,6755263[kVAr]
Q4,comp = 286,1635557 0 = 286,1635557[kVAr]
Q5,comp = 900,3802285 480 = 420,3802285[kVAr]
= 515,5178[kVA]
= 2350,171[kVA]
= 584,595[kVA]
= 544,6937[kVA]
=1110,243[kVA]
PTPiQi fr compQbiQi cu compSi compcosi cu baterii
-kWkVArkVArKVArkVA-
PT1422,7577295,01615780295,0161578515,51780,8200642
PT22028,2351667,2522954801187,2522952350,1710,9442395
PT3509,4786286,67552630286,6755263584,5950,8715069
PT4463,467286,16355570286,1635557544,69370,8508764
PT41027,58900,3802285480420,38022851110,2430,9255449
PTSiBTlk
-kVASkm
PT1515,51780,0937349991,05
PT22350,1710,1678119180,8
PT3584,5950,0937349993,249
PT4544,69370,0937349990,5
PT51110,2430,1678119180,35
Aplicam metoda Ascendent Descendent .Tronsonul 1 - Iteratia 1
Etapa Ascendent
SL = S3'=509.4786+ j* 286.6755263 [KVA]SK = SL j = 509.4786+ j*( 286.6755263 188.442* 0,5 * 202 * 10-3) = 509.47858+ j * 248.9871263 [kVA]
= (1.20213+ j * 0.318402) * ((509.478582+j*248.9871263 2)/(202))*10-3
= 0.966401358+ j* 0.255966 [kVA]
SJ = SK + SKJ = (= 509.47858+ j * 248.9871263) + (0.966401358+ j* 0.255966) =
= 510.44498+ j* 249.24309 [kVA]
SI = SJ j = 510.44498+ j * (249.24309 - 188.442* 0,5 * 202 * 10-3) =
= 510.44498+ j * 211.554692 [kVA]
SH = SJ + s2' = (510.44498+ j * 211.554692) + (2028.235+ j*1187.252295) =
= 2538.68005+ j* 1398.807 [kVA]
SG = SH j = 2538.68005+ j * (1398.807 46.4*0,5 * 202 *10-3 )
= 2538.68005+ j * 1389.527 [kVA]
= (0.296+ j * 0.0784) * ((2538.680052+ j *1389.5272)/202) * 10 -3 =
= 6.1980044+ j * 1.641634 [kVA]
SF = SG + SGF = (2538.68005+ j * 1389.527) + (6.1980044+ j * 1.641634)
= 2544.87805+ j * 1391.168621 [kVA]
SE = SF j = 2544.87805+ j* (1391.168621- 46.4* 0,5 * 202 *10-3 ) =
= 2544.87805+ j * 1381.889 [kVA]
SD = SE + s1' = (2544.87805+ j * 1381.889) + (422.7577+ j* 295.0161578) =
= 2967.63577+ j * 1676.90478 [kVA]SC = SD j = 2967.63577+ j*(1676.90478-60.9* 0,5 * 202 *10-3 )=
= 2967.6358+ j* 1664.724778 [kVA]
(0,3885 + j * 0,1029) * ((2967.63582
+ j * 1664.7247782)/202) * 10 -3 = 11.24529827+ j* 2.9784844 [kVA]
SB = SC + SCB = (2967.6358+ j* 1664.724778) + (11.24529827+ j* 2.9784844)
= 2978.8811+ j* 1667.703 [kVA]
SA = SB j = 2978.8811+ j* (1667.703- 60,9 * 0,5 * 202 *10-3 )=
= 2978.881+ j* 1655.523 [kVA]
Etapa Descendent
= (0,3885 * 2978.8811+ 0,1029 * 1667.703)/ 20000 + j * (0,1029 * 2978.8811+ 0,3885 * 1667.703)/2000 = 0.0664451- j* 0.000853 [kV]
U1( 1 ) = U1(0) - UA1(1) = 20 - 0.0664451- j* 0.000853 =
= 19.9335549 - j * 0.00085344 [kV]
( 0,296 * 2544.87805+ 0,0784 * 1391.168621) / 20000 + j * (0,0784 *2544.87805+ 0,296 * 1391.168621) / 20000 =
= 0.043261301 j * 0.013976 [kV]
U2(1) = U1(1) - U12(1) = (19.9335549 - j * 0.00085344) (0.043261301 j * 0.013976)
= 19.890294 j * 0.013123 [kV]
(1,20213 * 510.44498+ 0,318402 * 211.554692) / 20000 + j * (0,318402 * 510.44498+ 1,20213 * 211.554692) / 20000
= 0.0342368 j * -0.00461479 [kV]
U3(1) = U2(1) - U23(1) = (19.890294 j * 0.013123) (0.0342368 j * -0.00461479)
= 19.85605678 j *0.0177378 [kV]
Tronsonul 2 Iteratia 1
Etapa Ascendent
SW = S5' = 1027.58+ j * 420.3802285 [KVA]
ST = SW j = 1027.58+ j*( 420.3802285- 20,3 * 0,5 * 202*10-3 ) =
= 1027.580155+ j * 416.3202285 [kVA]
( 0,1295+ j*0,0343) * ((1027.5801552 + 416.32022852 )/202) * 10-3 = 0.397967586+ j * 0.105408 [kVAR]
SS = ST + STS = (1027.580155+ j * 416.3202285) + (0.397967586+ j * 0.105408)
= 1027.9781+ j* 416.42564 [kVA]
SR = SS j = 1027.9781+ j * (416.42564- 20,3 * 0,5 * 202*10-3 ) =
= 1027.9781+ j * 412.3656362 [kVA]
SQ = SR + s4' = (1027.9781+ j * 412.3656362) + (463.467+ j * 286.1635557)
= 1491.44513+ j * 698.52919 [kVA]
SP = SQ j = 1491.44513+ j * (698.52919- 29 * 0,5 * 202*10-3 ) =
= 1491.445127+ j * 692.7291919 [kVA]
( 0,185 +j * 0,049)*(( 1491.4451272 + 692.72919192 ) /202) * 10-3 = 1.250730564+ j * 0.331275 [kVA]
SN = SP + SPN =( 1491.445127+ j * 692.7291919) + (1.250730564+ j * 0.331275) = 1492.6959+ j* 693.06047 [kVA]
SM = SN j = 1492.6959+ j * (693.06047- 29 * 0,5 * 202*10-3 ) = 1492.6959+ j * 687.2604664 [kVA]
Etapa Descendent
= (0,185 *1492.6959+ 0,049 * 693.06047) / 20000 + j * (0,049 * 1492.6959+ 0,185* 693.06047) / 20000 = 0.01550543 j * 0.002754 [kV]
U4( 1 ) = U4(0) - UM4(1) = 20 0.01550543 j * 0.002754= 19.98449457- j* 0.002753704 [kV]
(0,1295 * 1027.9781+ 0,0343 * 416.42564) / 20000 + j * (0,0343 * 1027.9781+ 0,1295 * 416.42564) / 20000 = 0.007376047 j * 0.000934 [kV]
U5( 1 ) = U4(1) - U45(1) = (19.98449457- j* 0.002753704) (0.007376047 j * 0.000934) = 19.977119 j * 0.0018196 [kV]In urma calculelor am obtinut urmatoarele tensiuni :
Iteratia 1U1U2U3U4U5
19.9335519.890319.8560619.9844919.97712
Cu aceste valori reluam calculul si obtinem :Tronsonul 1
Ascendent
ITERATIASLSKdSKJSJ
ReImReImReImReIm
1509,47858286,67553509,47858248,9871260,966401360,2559658510,44498249,24309
2509,47858286,67553509,47858249,5276430,981284480,2599078510,45986249,78755
ITERATIASISHSGdSGF
ReImReImReImReIm
1510,44498211,55472538,680051398,806992538,680051389,5276,19800441,6416336
2510,45986212,63972538,694931399,891962538,694931390,71356,2690861,6604606
ITERATIASFSESDSC
ReImReImReImReIm
12544,878051391,1692544,878051381,888622967,635771676,904782967,63581664,7248
22544,964021392,3742544,964021383,195472967,721741678,211632967,72171666,1124
ITERATIAdSCBSBSA
ReImReImReIm
111,24529832,9784842978,881071667,703262978,881071655,5233
211,32540972,9997032979,047151669,112132979,047151657,0129
Descendent
ITERATIAdUA1U1dU12
ReImReImReIm
10,0664451-0,00085319,9335549-0,00085340,0432613-0,0139765
20,06667709-0,01715219,86687780,016298850,04341252-0,0107021
ITERATIAU2dU23U3
ReImReImReIm
119,89029360,0131230,03423683-0,004614819,85605680,0177378
219,82346530,0270010,03437055-0,004695919,78909470,0316969
Tronsonul 2
Ascendent
ITERATIASWSTdSTSSS
ReImReImReImReIm
11027,58016420,38021027,58016416,3202290,397967590,10540761027,9781416,42564
21027,58016420,38021027,58016416,3295130,398882270,10564991027,979416,43516
ITERATIASRSQSPdSPN
ReImReImReImReIm
11027,97812412,36561491,44513698,529191491,44513692,729191,25073060,3312746
21027,97904412,38441491,44604698,548001491,44604692,756991,25269120,3317939
ITERATIASNSM
ReImReIm
11492,69586693,06051492,69586687,260466
21492,69873693,08881492,69873687,297776
Descendent
ITERATIAdUM1U4dU45U5
ReImReImReImReIm
10,01550543-0,00275419,9844946-0,00275370,00737605-0,000934119,977119-0,00182
20,01551756-0,00275619,9689772,3916E-060,0073818-0,000934919,9615950,0009373
4.3. Calculul eficienei economice a compensrii
Prin compensare se reduc pierderile n reea i deci costurile pentru acele pierderi. Prin eficien economic se urmrete stabilirea unui optim ntre cheltuielile efectuate (investiii ntre baterii de condensatoare) i economiile fcute.
Pentru aprecierea eficienei investiiei se va folosi indicatorul timp de recuperare a investiiei.
Regimul necompensat MrimeSnTnTPoPTiPinf,PTQ0,PTQinf,PT
U.M.kVAbuckW-kWKVArkVAr
PT163011,920,7749766575,83772315,1222,702257
PT2160028,71,5585937524,5350754,4116,60229
PT363011,920,8818342157,55857915,1229,394474
PT463011,920,8207070716,54700415,1225,460572
PT5160014,350,80929487213,2301627,262,875986
MrimePPTQPTSPTPi Qi Si
U.M.kWkVArkVAkWkVArkVA
PT17,75772337,8222573738,60965454422,7577233295,0162515,51782
PT233,23507171,0022949174,20205082028,2350661667,2522625,5414
PT39,47857944,5144738445,51243611509,478579286,6755584,59497
PT48,46700440,5805716341,45446843463,4670041286,1636544,69372
PT517,5801690,0759861991,7755151027,580155900,38021366,2377
LiniaSconductorr0x0lkIiPliQli
nrmm2/km/kmkmAkWkVAr
l1950,370,0981,05107,550413,4814351,1902528
l2950,370,0980,892,668667,62568190,6732584
l3950,370,0983,24916,87581,02707370,0906786
l4950,370,0980,555,163841,68889230,1491094
l5950,370,0980,3539,439890,60431350,0533538
Model de calcul :
Pierderea de putere activa pe linie:
Pli = 3 * r0 * lk *( Ii2 * 10 -3 ) [kW]
Pl1 = 3 * 0,37 * 1,05 * (107, 55042 * 10-3 ) = 13,481435 [kW]
Pierderea de putere reactiva pe linie:
Qli = 3 * x0 * lk *( Ii2 * 10 -3 ) [kVAr]
Ql1 = 3 * 0,098 * 1,05 * (107, 55042 * 10-3 ) = 1,1902528 [kVAr] Puterea activ consumat
= 415 + 1995 + 500 + 455 + 1010 = 4375 kW
Pierderi de putere activ n reea
= 7,16 + 28,64 + 9,47 + 8,41 + 14,70 + 13,48 + 7,62 + 1,03 + 1,68 + 0,61 = 100,9459244 kW Puterea activ consumat de la sistem
Ps = Pc + Pr = 4375 +1 00,9459244 = 4475,945924 kW
Puterea reactiv consumat
=257,1939+1496,25+242,1610+245,5829+810,3042=3051,4922 kVAr
Pierderi de putere reactiv n reea
= 37,82225737 + 171,0022949 + 44,51447384 + 40,58057163 + 90,07598619 + 1,1902 + 0,6732 + 0,0906 + 0,1491 + 0,0533 = 386,152237 [kVAr]
Aportul capacitiv al cablurilor
Qcap = BT * Uk2
Qcap = BT1 * Uk12 = 0,093735 + 394,473833 = 36,97600426 [kVAr]PTBTUk2Qcap
-S(kV)2kVAr
PT10,093735394,47383336,97600426
PT20,167812393,07883765,96331358
PT30,093735392,600551436,80041221
PT40,093735398,665548337,36891469
PT50,167812398,338107266,8458818
= 36,9760 + 65,9633 + 36,8004 + 37,3689 + 66,8458 = 243,9545265
[kVAr]
Puterea reactiv consumat de la sistem
Qs = Qc + Qr - Qcablu = 3051,4922 + 386,152237 243,9545265= 3193,6899 [kVAr]
Energia activ consumat
Eac = Pc TSM = 4375 * 3740 = 16,362500 [GWh]
Pierderi de energie activ n reea
Ear = Pr = 100,9459244 * 1883,792725 = 0,190161GWh
durata de calcul a pierderilor de energie
Pentru calculul lui se parcurg etapele:
1. Se aproximeaz timpul de funcionare la sarcin maxim:
tM = 0,15 TSM = 0,15 * 3740 = 561
2. Se calculeaz durata echivalent de funcionare:
tMe = tM + f(TSM - tM) = 0,25(3740 - 561) = 794,75
f = 0,25
3. Se calculeaz durata de calcul a pierderilor
= = = 1883,792725
tst durata de studiere = 8760 ore
Energia activ consumat de la sistem
Eas = Eac + Ear = 16,362500 + 0,190161 = 16,552661 GWh
Energia reactiv consumat
Erc = Qc * TSM = 3051,4922 * 3740 = 11,412580GVArh
Pierderi de energie reactiv n reea
Err = Qr = 386,152237 * 1883,792725 = 0,727430GVArh
Energia reactiv furnizat de aport capacitiv
Er,cap = Qcablu * tst = 243,9545265 * 8760 = 2,137042 GVArh
Energia reactiv consumat de la sistem
Ers = Erc + Err - Er,cap = 11,412580+ 0,727430 2,137042 =10,00297GVArh
Costul energiei active
Cea = cea Eas = 2000 * 16,552661 * 106 = 33105,322 * 106 lei/kWh
cea preul unitar al energiei active (cea = 2000 [lei/kWh])
Costul energiei reactive
Cer = cer Ers = 500 * 10,00297 * 106 = 5001,485 * 106 lei/kWh
cer preul unitar al energiei reactive (cea = 500 [lei/kVArh])
Cheltuieli totale
CT = Cea + Cer = 33105,322 * 106 + 5001,485 * 106 = 38106,8 * 106 lei/kWh
Regimul compensat la JT
PTPiQi fr compensareQbiQi cu compensareSi compensatcosi cu baterii
-kWkVArkVArKVArkVA-
PT1415295,016157890205,0161578462,880,897
PT219951667,2522956301037,2522952248,540,887
PT3500286,675526345241,6755263555,340,900
PT4455286,163555745241,1635557514,960,884
PT41010900,3802285360540,38022851145,470,882
MrimeU.M.PT1PT2PT3PT4PT5
SntkVA63016006306301600
Ntransf.buc12111
poPTkW1,928,71,921,924,35
i-0,734731,405340,881500,817400,71592
Pinf,PTkW5,2471019,947177,552836,4943210,35337
Q0,PTKVAr15,1200054,4000015,1200015,1200027,20000
Qinf,PTkVAr20,4053994,7984529,3721025,2557049,20415
PPTkW7,1671028,647179,472838,4143214,70337
QPTkVAr35,52539149,1984544,4921040,3757076,40415
SPTkVA36,24115151,9237945,4893641,2431677,80607
Pi kW422,167102023,64717509,47283463,414321024,70337
Qi kVAr240,541551186,45074286,16763281,53926616,78438
SikVA485,886102345,80759584,34106542,233521196,01003
LiniaSconductorr0x0lkIiPliQli
nrmm2/km/kmkmAkWkVAr
l1950,370,0981,05107,550413,4814351,1902528
l2950,370,0980,892,668667,62568190,6732584
l3950,370,0983,24916,87581,02707370,0906786
l4950,370,0980,555,163841,68889230,1491094
l5950,370,0980,3539,439890,60431350,0533538
Puterea activ consumat
= 415 + 1995 + 500 + 455 + 1010 = 4375 kW
Pierderi de putere activ n reea
= 7,1671 + 28,64717 + 9,4728 + 8,4143 + 14,7033 + 13,481 + 7,62 + 1,027 + 1,6888 + 0,6043 = 92,82577 [kW]
Pierderi de putere activ n baterii de condensatoare
= 0,0035( 90 + 630 + 45 + 45 + 360) = 4,095 [kW]
Puterea activ consumat de la sistem
Ps = Pc + Pr + Pb = 4375 + 92,82577 + 4,095 = 4471,92077 [kW ]
Puterea reactiv consumat
=295,0161578+1667,252295+286,6755263+286,1635557 +900,3802285 = 3435,487763 [kVAr]
Pierderi de putere reactiv n reea
=35,52539+149,19845+44,49210+ 40,37570 +76,40415 +1,1902528 +0,6732584 +0,0906786 +0,1491094 +0,0533538 = 348,15244 [kVAr]
Puterea reactiv produs de bateriile de condensatoare
= 90 +630 +45 + 45 + 360 = 1170 kVAr
Aportul capacitiv al cablurilor
Qcap = BT * Uk2
PTBTUk2Qcap
-S(kV)2kVAr
PT10,093735394,724129836,99946583
PT20,167812393,0041265,95077518
PT30,093735391,643076836,71066333
PT40,093735398,724999737,37448737
PT50,167812398,41750466,85920553
= 36,99946583 + 65,95077518 + 36,71066333 + 37,37448737 + 66,85920553= 243,8945973 [kVAr]
Puterea reactiv consumat de la sistem
Qs = Qc + Qr - Qb - Qcablu = 3435,487763 + 348,15244 1170 243,8945973 = 2369,745606 [kVAr]
Energia activ consumat
Eac = Pc TSM = 4375 * 3740 = 16,3625 * 106 GWh
Pierderi de energie activ n reea
Ear = Pr = 92,82577 *1883,792725 = 0,1748645* 106 GWh durata de calcul a pierderilor de energie a se vedea calculul lui de la etapa precedenta;
Energia activ pierdut n bateriile de condensatoare
Eab = Pb TSM = 4,095 * 3740 = 0,015315 [GWh ]
Energia activ consumat de la sistem
Eas = Eac + Ear + Eab =16,362 +0,1748645 +0,015315= 16,592815[GWh]
Energia reactiv consumat
Erc = Qc * TSM = 3435,487763 * 3740 = 12,848724 [GVArh]
Pierderi de energie reactiv n reea
Err = Qr = 348,15244 * 1883,792725 = 0,655847 GVArh
Energia reactiv furnizat de bateriile de condensatoare
Erb = Qb * TSM = 1170 * 3740 = 4,3758 [GVArh]
Energia reactiv furnizat de aport capacitiv
Er,cap = Qcap * tst = 244,458 * 8760 = 2,141 GVArh
Energia reactiv consumat de la sistem
Ers = Erc + Err - Erb - Er,cap = 12,848724 + 0,655847 - 4,3758 - 2,141 = 6,987771 [GVArh]
Calculul investiiei n bateriile de condensatoare
= (160 + 1024 + 88 + 88+ 592) * 106 = 1952 * 106 lei
Ii = a + b * Qbi
a parte fix
aJT = 16*106 lei
b parte variabil
bJT = 1.600.000 lei/kVAr
I1 = 16*106 + 1.600.000 * 90 = 160 * 106 lei
I2 = 16*106 + 1.600.000 * 630 = 1024 * 106 lei
I3 = 16*106 + 1.600.000 * 45 = 88 * 106 lei
I4 = 16*106 + 1.600.000 * 45 = 88 * 106 lei
I5 = 16*106 + 1.600.000 * 360 = 592 * 106 lei
Costul energiei active
Cea = cea Eas = 2000 * 16,592815* 106 = 33185,63* 106 lei
cea preul unitar al energiei active (cea = 2000 [lei/kWh])
Costul energiei reactive
Cer = cer Ers = 500 * 6,987771 * 106 = 3493,886 * 106 lei
cer preul unitar al energiei reactive (cea = 500 [lei/kVArh])
Cheltuieli de ntreinere
Cntr = 0,11 * I = 0,11 * 1952* 106 lei = 214,72 * 106 lei
Cheltuieli totale
CT = Cea + Cer + Cntr = (33185,63 + 3493,886 + 214,72) = 36894,24* 106lei
Calculul timpului de recuperare a investiiei
= = 1,6098172
Regimul compensat la MTPTPiQi fr compQbiQi cu compSi compcosi cu baterii
-kWkVArkVArKVArkVA-
PT1422,7577295,01615780295,0161578515,51780,8200642
PT22028,2351667,2522954801187,2522952350,1710,9442395
PT3509,4786286,67552630286,6755263584,5950,8715069
PT4463,467286,16355570286,1635557544,69370,8508764
PT41027,58900,3802285480420,38022851110,2430,9255449
Puterea activ consumat
= 415 + 1995 + 500 + 455 + 1010 = 4375 kW
Pierderi de putere activ n reea
= 7,16 + 28,64 + 9,47 + 8,41 + 14,70 + 13,48 + 7,62 + 1,03 + 1,68 + 0,61 = 100,9459244 kW
Pierderi de putere activ n baterii de condensatoare
= 0,0035 (480 * 2) = 3,36 kW
Puterea activ consumat de la sistem
Ps = Pc + Pr + Pb = 4375 + 100,9459244 +3,36 = 4479,306 kW
Puterea reactiv consumat
= 257,1939 + 1496,25 + 242,1610 + 245,5829 + 810,3042 = =3051,4922 kVAr
Pierderi de putere reactiv n reea
= 37,82225737 + 171,0022949 + 44,51447384 + 40,58057163 + 90,07598619 + 1,1902 + 0,6732 + 0,0906 + 0,1491 + 0,0533
= 386,152237 [kVAr]
Puterea reactiv produs de bateriile de condensatoare
= 480 * 2 = 960 kVAr
Aportul capacitiv al cablurilor
Qcap = BT * Uk2 PTBTUk2Qcap
-S(kV)2kVAr
PT10,093735394,693099636,99655722
PT20,167812392,970505365,94513424
PT30,093735391,609275536,70749497
PT40,093735398,760042637,37777211
PT50,167812398,465283966,86722358
=36,99655722 + 65,94513424 + 36,70749497 + 37,37777211 + 66,86722358 = 243,8941821 [kVAr]
Puterea reactiv consumat de la sistem
Qs = Qc + Qr - Qb - Qcablu = 3051,4922 + 386,152237 960 -243,8941821 = 2233,750255 [kVAr]
Energia activ consumat
Eac = Pc TSM = 4375 * 3740 = 16,3625 [GWh]
Pierderi de energie activ n reea
Ear = Pr = 100,9459244 * 1883,792725 = 0,190161 [GWh]
durata de calcul a pierderilor de energie calculat anterior;
Energia activ pierdut n bateriile de condensatoare
Eab = Pb TSM = 3,36 * 3740 = 0,012566 [GWh ]
Energia activ consumat de la sistem
Eas = Eac + Ear + Eab =16,3625+0,190161+ 0,012566 = 16,565227 [GWh]
Energia reactiv consumat
Erc = Qc * TSM = 3051,4922 * 3740 = 11,412581 [GWh]
Pierderi de energie reactiv n reea
Err = Qr = 386,152237 * 1883,792725 = 0,727430 [GWh]
Energia reactiv furnizat de bateriile de condensatoare
Erb = Qb * TSM = 960 * 3740 = 3,5904 GVArh
Energia reactiv furnizat de aport capacitiv
Er,cap = Qcap * tst = 243,8941821 * 8760 = 2,136513 [GVArh]
Energia reactiv consumat de la sistem
Ers = Erc + Err - Erb - Er,cap = 11,412581 + 0,727430 - 3,5904 - 2,136513 = 6,413098 [GVArh]
Calculul investiiei n bateriile de condensatoare
= (1000 + 1000) * 106 = 2000 * 106 lei
Ii = a + b * Qbi
a parte fix
aMT = 40*106 lei
b parte variabil
bMT = 2.000.000 lei/kVAr
I1 = 40*106 + 2.000.000 * 0 = 0 * 106 lei
I2 = 40*106 + 2.000.000 * 480 = 1.000 * 106 lei
I3 = 40*106 + 2.000.000 * 0 = 0 * 106 lei
I4 = 40*106 + 2.000.000 * 0 = 0 * 106 lei
I5 = 40*106 + 2.000.000 * 480 = 1.000 * 106 lei
Costul energiei active
Cea = cea Eas = 2000 * 16,565227 * 106 = 33130,45* 106 lei
cea preul unitar al energiei active (cea = 2000 [lei/kWh])
Costul energiei reactive
Cer = cer Erss = 0 lei
cer preul unitar al energiei reactive (cea = 500 [lei/kVArh])
Cheltuieli de ntreinere
Cntr = 0,11 * I = 0,11 * 2000 * 106 lei = 220 * 106 lei
Cheltuieli totale
CT = Cea + Cer + Cntr = (33130,45 + 220) 106 = 33350,5* 106 lei
Calculul timpului de recuperare a investiiei
= = 0,420491
Deoarece:
TrMT < TrJT rezulta ca metoda optima este cea pe medie tensiune .Varianta
NecompensatCompensat JTCompensat MT
Putere activ
[kW]Putere consumatPckW437543754375
Pierderi in reeaPrkW100,9459244 92,82577100,9459244
Pierderi n bateriiPbkW---4,0953,36
Putere consumat de la sistemPskW4475,9459244471,920774479,306
Putere reactiv
[kVAr]Putere consumatQckVAr3051,49223435,4877633051,4922
Pierderi in reeaQrkVAr405,759343,711405,759
Producie baterii condensatoareQbkVAr---13502880
Aport capacitiv LECQcapkVAr244,129244,458244,575
Putere consumat de la sistemQskVAr3310,71898,323430,254
Energie activ
[kWh]Energie consumatEacGWh18,00918,00918,009
Pierderi n reeaEarGWh0,2440,2150,244
Pierderi n bateriiEabGWh---0,0180,040
Consum sistemEacGWh18,25318,24218,293
Energie reactiv
[kVArh]Energie consumatErcGVArh12,53312,53312,533
Pierderi n reeaErrGVArh0,8460,7170,846
Producie n bateriiErbGVArh---5,37311,462
Aport capacitiv LECErcapGVArh2,1382,1412,142
Consum sistemErsGVArh11,2415,7360
InvestiiiIlei---2312*1065960*106
Cheltuieli totale anuale
[lei/an]Cost energie activCealei36.506*10636.484*10636.586*106
Cost energie reactivCerlei5620*1062868*1060
Cheltuieli de ntreinereCntrlei---254,32*106655,6*106
Cheltuieli totaleCtotlei42.126*10639.606,32*10637.241,6*106
5. Stabilirea schemei optime de funcionare folosind metode euristice de reconfigurare
Dei majoritatea reelelor electrice de medie tensiune au configuraie buclat, ele se exploateaz n configuraie radial sau arborescent. De aici rezult o multitudine de de configuraii de exploatare.
Se pune problema alegerii unei configuraii optime, acest lucru fcndu-se prin reconfigurarea reelei.
Reconfigurarea reprezint modificarea strii nchis-deschis a unei laturi din reea fr a modifica parametrii i mrimile de control a reelei.
Schema general simplificat a unei reele de confguraie buclat exploatat n configuraie radial este:
Modelul matematic al procedurii de reconfigurare urmrete minimizarea unei funcii obiectiv f(U,I,c).
unde:U tensiunea la noduri;
I curenii prin laturi;
c starea topologic a laturilor.
Funcia obiectiv e nsoit de nite restricii: g,h(U,I,c).
Obiectivele urmrite sunt:
minimizarea pierderilor de putere;
reducerea cderilor de tensiune;
obinerea unui nivel de tensiune ct mai uniform la consumatori;
ridicarea duratei de nealimentarea n caz de avarie;
reducerea ncrcrii laturilor sau echilibrarea ncrcrii laturilor.
Principalele restricii sunt:
funcionale, care in de:
conexitatea reelei;
de caracterul arborescent al reelei.
tehnice:
limitri ale curenilor;
plaja de tensiune.
Principalele metode de reconfigurare sunt:
metode sistematice;
metode euristice.
n cadrul proiectului se vor folosi metodele euristice. Ele prezint 3 strategii de cutare:
constructiv;
distructiv;
permutrii pe ramuri.
n proiect se va folosi strategia bazat pe permutri pe ramuri.
Aplicarea strategiei de permutri pe laturi:
Puterile aparente si sunt cele calculate pentru cazul cel mai avantajos din punct de vedere economic. Cazul cel mai avantajos care a rezultat n proiectul de fa este cel cu compensare pe medie tensiune.
Pentru a reconfigura reeaua se parcurg urmtoarele etape:
a. Se calculeaz curenii corespunztori puterilor si
Ii =
UA = 20 kV
PTSiBTlkLk
-kVASkmkm
PT1515.51782320.0937351.051.05
PT22350.1713760.1678120.81.85
PT3584.59497070.0937353.2495.099
PT4544.69371630.0937350.55.749
PT51110.2434470.1678120.356.099
6.599
I1 = = 14.881718 A
I2 = = 67.843604 A
I3 = = 16.875803 A
I4 = = 15.723953 A
I5 = = 32.049968 A
b. Se determin circulaia de cureni prin tronsoane considernd doar rezistenele conductoarelor.
Determinarea curenilor IA i IB injectati in idea neglijarii diferentelor de tensiune intre A si B.IA = = 69.627516 AIB = = 77.74753 AI1l = IA = 69.627516 A
I2l = I1l - I1 = 54.745798 A
I3l = I2l - I2 = -13.09781 A
I4l = I3l - I3 = -29.97361 A
I5l = I4l - I4 = -62.02358 A
I6l = I5l - I5 = - IB = -77.74753 A
c.Se determina tronsonul care trebuie deschis; acest tronson este cel pe care circula cel mai mic current ( in cazul nostrum este vorba de tronsonul 2 3 ). Prin deschiderea tronsonului se minimalizeaza functia obiectiv.
FACULTATEA ENERGETICA
UNIVERSITATEA POLITEHNICA BUCURESTITEMA DE PROIECT LA DISCIPLINA RETELE ELECTRICEStudent:
Indrumator:
_1166341115.unknown
_1166521458.unknown
_1167618651.unknown
_1167648408.unknown
_1167659456.unknown
_1167660331.unknown
_1167726926.unknown
_1167727330.unknown
_1167750730.unknown
_1167792143.unknown
_1167799826.unknown
_1167799892.unknown
_1167799928.unknown
_1167800169.unknown
_1167800293.unknown
_1167799908.unknown
_1167799868.unknown
_1167792582.unknown
_1167794731.unknown
_1167792537.unknown
_1167774785.unknown
_1167788567.unknown
_1167791627.unknown
_1167770099.unknown
_1167750582.unknown
_1167750636.unknown
_1167750669.unknown
_1167750594.unknown
_1167750043.unknown
_1167750205.unknown
_1167750315.unknown
_1167750336.unknown
_1167750125.unknown
_1167727359.unknown
_1167727051.unknown
_1167727279.unknown
_1167727312.unknown
_1167727167.unknown
_1167726980.unknown
_1167727030.unknown
_1167726952.unknown
_1167660486.unknown
_1167660536.unknown
_1167660636.unknown
_1167660434.unknown
_1167660070.unknown
_1167660121.unknown
_1167659466.unknown
_1167658508.unknown
_1167659444.unknown
_1167655210.unknown
_1167655851.unknown
_1167657516.unknown
_1167658171.unknown
_1167658297.unknown
_1167657309.unknown
_1167655603.unknown
_1167649989.unknown
_1167650368.unknown
_1167649705.unknown
_1167649852.unknown
_1167648737.unknown
_1167619709.unknown
_1167648051.unknown
_1167648319.unknown
_1167648363.unknown
_1167648283.unknown
_1167620023.unknown
_1167647171.unknown
_1167619955.unknown
_1167619389.unknown
_1167619634.unknown
_1167619651.unknown
_1167619460.unknown
_1167618793.unknown
_1167618846.unknown
_1167618755.unknown
_1166526881.unknown
_1166942804.unknown
_1167616494.unknown
_1167617386.unknown
_1167617495.unknown
_1167616510.unknown
_1166527720.unknown
_1166525411.unknown
_1166520329.unknown
_1166520547.unknown
_1166520692.unknown
_1166520770.unknown
_1166520618.unknown
_1166520336.unknown
_1166519436.unknown
_1166519981.unknown
_1166370537.unknown
_1166514074.unknown
_1166519217.unknown
_1166463895.unknown
_1166514019.unknown
_1166341233.unknown
_1166341390.unknown
_1166341177.unknown
_1163795595.unknown
_1166169016.unknown
_1166169749.unknown
_1166340941.unknown
_1166341080.unknown
_1166340850.unknown
_1166169607.unknown
_1166169621.unknown
_1166169602.unknown
_1166100345.unknown
_1166103511.unknown
_1166104657.unknown
_1166100495.unknown
_1163858766.unknown
_1166100131.unknown
_1163858753.unknown
_1163658612.unknown
_1163753922.unknown
_1163795236.unknown
_1163795312.unknown
_1163753981.unknown
_1163754042.unknown
_1163753972.unknown
_1163753959.unknown
_1163745690.unknown
_1163753820.unknown
_1163753886.unknown
_1163745767.unknown
_1163753779.unknown
_1163745424.unknown
_1163745513.unknown
_1163745225.unknown
_1163657673.unknown
_1163657736.unknown
_1163657582.unknown
top related