retele electrice

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


12538,681878,8072538,681869,5277,355621,9482452546,0361871,4752546,0361862,195

22538,6951952,272538,6951952,2547,6770192,0333732546,3721954,2882546,3721945,113

ITERATIASDSCSCBSBSA


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 :


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


11024,7034616,78441024,703612,7243830,461488850,1222321025,16612,8471025,165608,78662

21024,7034616,78441024,703612,7339770,46258580,1225231025,17612,8571025,166608,80609

ITERATIASQSPdSPNSNSM


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 :


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


= 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 ]


=295,0161578+1667,252295+286,6755263+286,1635557 +900,3802285 = 3435,487763 [kVAr]


=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


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]


Qs = Qc + Qr - Qb - Qcablu = 3435,487763 + 348,15244 1170 243,8945973 = 2369,745606 [kVAr]


Eac = Pc TSM = 4375 * 3740 = 16,3625 * 106 GWh


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 ]


Eas = Eac + Ear + Eab =16,362 +0,1748645 +0,015315= 16,592815[GWh]


Erc = Qc * TSM = 3435,487763 * 3740 = 12,848724 [GVArh]


Err = Qr = 348,15244 * 1883,792725 = 0,655847 GVArh

Energia reactiv furnizat de bateriile de condensatoare

Erb = Qb * TSM = 1170 * 3740 = 4,3758 [GVArh]


Er,cap = Qcap * tst = 244,458 * 8760 = 2,141 GVArh


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


Cea = cea Eas = 2000 * 16,592815* 106 = 33185,63* 106 lei



Cer = cer Ers = 500 * 6,987771 * 106 = 3493,886 * 106 lei


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


= 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


= 257,1939 + 1496,25 + 242,1610 + 245,5829 + 810,3042 = =3051,4922 kVAr


= 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


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]


Qs = Qc + Qr - Qb - Qcablu = 3051,4922 + 386,152237 960 -243,8941821 = 2233,750255 [kVAr]


Eac = Pc TSM = 4375 * 3740 = 16,3625 [GWh]


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 ]


Eas = Eac + Ear + Eab =16,3625+0,190161+ 0,012566 = 16,565227 [GWh]


Erc = Qc * TSM = 3051,4922 * 3740 = 11,412581 [GWh]


Err = Qr = 386,152237 * 1883,792725 = 0,727430 [GWh]

Energia reactiv furnizat de bateriile de condensatoare

Erb = Qb * TSM = 960 * 3740 = 3,5904 GVArh


Er,cap = Qcap * tst = 243,8941821 * 8760 = 2,136513 [GVArh]


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


Cea = cea Eas = 2000 * 16,565227 * 106 = 33130,45* 106 lei



Cer = cer Erss = 0 lei


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

retele electrice

Documents