Анализ влияния тяговой нагрузки на сеть 220 кВ и эффективность внедрения мероприятий по повышению качества электроэнергии для участка ПС «Югачи» - ПС «Теба». Анализ эффективности внедрения симметрирующих устройств
Введение 7
1 Теоретическая часть 8
1.1 Показатели качества электроэнергии и их влияние на потребителей 8
1.2 Обзор программного обеспечения для моделирования
электроэнергетической системы 21
1.3 Описание исследуемого участка электрической сети 22
2 Аналитическая часть. Моделирование участка электрической сети с
несимметричной нагрузкой 25
2.1 Расчет параметров схемы электрической сети использованной при
моделировании 25
2.2 Математические описания основных элементов электрической сети .. 29
2.3 Описание схемы контактной сети 35
2.4 Описание модели исследуемого участка сети 37
2.4.1 Создание базы данных сигналов 38
2.4.2 Модуль для расчета коэффициента несимметрии 43
3 Практическая часть. Разработка моделей симметрирующих устройств и
исследование их эффективности на выбранном участке электрической сети в SimlnTech 44
3.1 Обзор симметрирующих устройств 44
3.2 Описание модели симметрирующего трансформатора, созданной в
SimlnTech 50
3.3 Анализ участка сети с симметрирующими трансформаторами в
SimlnTech 52
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 57
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 58
Важным вопросом проектирования и эксплуатации электрических сетей является обеспечение качества электрической энергии. Электрифицированная железная дорога может являться как источником несинусоидальности, так и источником высших гармоник. Это обусловлено следующей спецификой железнодорожного транспорта как потребителя электроэнергии, являющегося мощным нелинейным и однофазным электроприёмником.
Таким образом, исследования при помощи компьютерного моделирования влияния электроподвижного состава на сеть высокого напряжения и районных потребителей, запитанных от той же подстанции, является актуальной задачей.
Целью выпускной квалификационной работы является моделирование влияния тяговой нагрузки на сеть 220 кВ и эффективности внедрения симметрирующих устройств.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
- разработка в SimInTech модели участка сети 220 кВ ПС «Югачи» - ПС «Теба» и контактной сети запитанной от подстанций на данном участке;
- разработка в SimInTech модели симметрирующего трансформатора;
- анализ эффективности использования симметрирующего
трансформатора компьютерным моделированием.
Объект исследований - участок сети 220 кВ от ПС Югачи до ПС Теба Хакасской энергосистемы.
Предмет исследований - влияние тяговых потребителей на нессиметрию напряжений в различных узлах исследуемого участка сети.
Метод исследования - графическое моделирование в системе SimInTech.
Новизна - разработана модель участка сети 220 кВ от ПС Югачи до ПС Теба, позволяющая оценивать влияние электроподвижного состава (ЭПС) в разных точках контактной сети и эффективность внедрения симметрирующего трансформатора.
В ходе выполнения выпускной квалификационной работы, было выполнено моделирование системы участка электрической сети 220 кВ от ПС Югачи до ПС Теба. Модель была выполнена при помощи системы SimInTech и его библиотеки элементов «ЭЦ - Динамика». Разработанная модель позволяет исследовать влияние до девяти ЭПС, находящихся в разных точках контактной сети. Однако в контактной сети между двумя подстанциями возможно моделирование не более трёх ЭПС.
Компьютерное моделирование показало, что чем дальше от источника питания (шины 220 кВ ПС Степная), тем сильнее коэффициент нессиметрии, что может, объяснено увеличением сопротивлением между шинами источникам и однофазным потребителем.
Разработана субмодель симметирирующего трансформатора в которой вычисление параметров обмоток трансформатора выполняется через скрипт.
Моделирование показало, что применение симметрирующих трансформатор позволяет снизить коэффициент нессиметрии по обратной последовательности в районе 2-3%. Следует отметить, что параметры обмоток симметрирующего трансформатора взяты такие что у классических трехфазных трехобмоточных. Вероятно, что у реальных симметрирующих трансформаторов соотношение между сопротивлений обмоток имеет более оптимальный характер и симметрирующий эффект выше.
