CC BY
112
УДК 621.316.1
И. Ю. Смирных, А. П. Афанасьев
ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА RastrWin3 ПРИ РЕШЕНИИ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ЗАДАЧ В СЕТЯХ 6—10 кВ
В статье рассмотрена практическая эффективность применения программного комплекса RastrWin3 в области расчёта установившихся режимов электрических сетей 6—10 кВ с целью рассмотрения возможности оперирования линейными разъединителями для отключения уравнительных токов.
Ключевые слова: схема замещения электрической сети, элементы энергосистем сетей и их моделирование, метод Ньютона, «плоский старт», оперативные переключения, уравнительный ток.
Введение
Важнейшие практические задачи эксплуатации электроэнергетических систем, такие как оценка состояния, предельные и оптимальные режимы, анализ перспектив развития и планирование нагрузки, решаются расчётом установившихся режимов. Большую значимость имеют расчётные данные установившихся режимов электрических сетей всех классов напряжения. Активно развивается область автоматизированного расчёта режимов. В настоящее время разработан ряд программных комплексов именно для этих целей, одним из наиболее используемых инженерно-техническим персоналом является программный комплекс Ка8^Шт3.
Распределительные сети 6 — 10 кВ, как правило, имеют разветвлённую структуру и, в основном, радиальные схемы. Для обеспечения взаиморезервирования между линиями осуществляется электрическая связь с коммутационным аппаратом (линейным разъединителем (ЛР) или, в некоторых случаях, выключателем). Как известно, линейным разъединителем допускается отключать уравнительный ток до 70 А при разнице напряжения в узлах не более 300 В, однако на практике, не имея данных
Смирных Игорь Юрьевич — магистрант 2 курса (Приамурский государственный университет имени Шолом-Алейхема, Биробиджан).
Афанасьев Александр Петрович — кандидат технических наук, доцент, и.о. заведующего кафедрой технических дисциплин (Приамурский государственный университет имени Шолом-Алейхема, Биробиджан); e-mail: mr.preceptor@yandex.ru.
© Смирных И. Ю., Афанасьев А. П., 2017
61
расчёта режима, взаиморезервирование осуществляется с погашением потребителей и включением ЛР без нагрузки. Время оперативных переключений в зависимости от схемы и наличия оперативного персонала достигает иногда нескольких часов (для линий 6 — 10 кВ, источником питания которых являются подстанции, удалённные от центра и не имеющие постоянного дежурного персонала). Это отрицательно сказывается на показателях надёжности электроснабжения потребителей и приносит реальный ущерб электросетевым организациям в виде недоотпуска. Особенно остро стоит этот вопрос в период отопительного сезона и наличия среди потребителей социально значимых объектов.
Научно-техническая революция в области автоматизации расчётов в электроэнергетике на сегодняшний момент позволяет значительно упростить громоздкий и трудоёмкий расчёт режима не только в сетях высокого напряжения (35 кВ и выше), но и в распределительных сетях 6 — 10 кВ. Выполнить такой расчёт и проанализировать возможность оперирования ЛР под нагрузкой позволяет программный комплекс Ка81тШт3.
Расчёт параметров и моделирование исследуемого участка сети
Для выполнения исследований, связанных с расчётом режимов работы, был выбран один из участков сети 6 кВ в филиале «ДРСК» «Электрические сети ЕАО». Исходная схема исследуемого участка представлена на рисунке 1.
По исходной схеме строится схема замещения с нумерацией всех узлов и ветвей. Во вкладке «узлы» задаётся необходимая информация об узлах схемы (номер узла, номинальное напряжение и_ном, в узлах нагрузки — активная и реактивная мощность — Рн, Qн). В качестве базисного (балансирующего) узла принимаются шины 6 кВ подстанции. На рисунке 2 представлена табличная форма для ввода параметров узлов исследуемого участка сети.
Во вкладке «ветви» задаются параметры линий (И, Х) и трансформаторов (И, Х, В, Ктр). Линейный разъединитель задаётся в программе выключателем без сопротивления. На рисунке 3 представлена табличная форма для ввода параметров ветвей исследуемого участка сети.
Вкладка «графика» используется для манипуляции данными включения и отключения элементов схемы. Для наглядности цветом выделены уровни напряжения, 6 кВ — синий, 0,4 кВ — зелёный. Расчёт установившегося режима выполняется итерационным методом Ньютона и начинается с так называемого «плоского старта» — номинальных модулей напряжений и нулевых углов для всех узлов рассматриваемой схемы (рис. 4).
Результаты моделирования и их анализ
Результаты эксперимента показали, что уравнительный ток составляет 44 А (данные токов в ветвях показаны красным цветом), т. е. не превышает допустимый предел, таким образом, оперирование ЛР под нагрузкой допустимо.
62
ТП-1 ТП-2 160 кВА 250 кВА
0,08+j0,05 0,12+0,05
ТП-3 ТП-4 ТП-5
2х400 кВА 2х250 кВА 250 кВА
0,25+j0,1 0,2+j0,1 0,15+j0,05
КЕИ
ТП
250
ТП
100
ТП-17 100 кВА
03+j
ТП-18 250 кВА
1+j0,04
ТП-19 100 кВА
05+j
ТП-11 630 кВА
0,28+j0,15
ТП-12 100 кВА
0,05+j0,04
ТП-16 160 кВА
0,11+j0,05
Рис. 1. Исходная схема распределительной сети 6 кВ
Файлы Расчеты Открыть Окна Помощь Стиль
□ DU йва Н * .■* л гае© ьл- Q Ф - 09:33:05 03
ш в t * • Jt [Выд. Сеч.] [Выд. ВИР] [Выд. Аб.] МДП 1.0
Узлы □ X
1» ? # ?i£ Я О й
О S Тип Номер Название и_ ном N... Район Р_н 0_н Р_г 0_Г
23 □ Нагр 225 0 0,12 0,05
29 □ Нагр 26 6
30 О Нагр 226 0 0,09 0,05
31 О Нагр 227 0 0,03 0,05
32 □ Нагр 27 6
33 □ Нагр 228 о 0,07 п
34 о Нагр 229 0 0,06
35 о Нагр 230 0 0,10 0,05
36 □ Нагр 23 6
п
выбрано 54 записи из 54 Кон структор фильтра... -
Рис. 2. Форма для ввода параметров узлов
63
Рис. 3. Форма для ввода параметров ветвей
Рис. 4. Графическое представление результатов расчёта установившегося режима исследуемого участка сети в RastrWin
По данным электросетевой организации, время отключения потребителей рассматриваемого участка сети 6 кВ для производства переключений по взаиморезервированию в 2016 г. составило 6 час. 30 мин. с не-доотпуском 52 600 тыс. кВт*час.
64
На основе анализа вышеприведённых данных можно сделать вывод о том, что использование в данном конкретном случае переключений ЛР 6 кВ под нагрузкой увеличит отпуск в сеть в среднем на 52 600 тыс. кВт*час в год.
Выявление большего количества участков сети 6 — 10 кВ, где можно применять данный подход, позволит не только улучшить показатели надёжности электроснабжения потребителей, но и существенно увеличить полезный отпуск электрической энергии потребителю.
Проведённое исследование показывает, что периодический мониторинг нагрузок в сети 0,4 кВ является действенным средством управления режимами функционирования контролируемого участка.
В связи с широким внедрением АСКУЭ на предприятиях филиала АО «ДРСК» «Электрические сети ЕАО» значительно упрощается сбор и анализ информации о параметрах функционирования сетевых объектов. Таким образом, использование модуля «Телеметрия» в пакете RastrWin позволит ещё более эффективно осуществлять функции управления.
Список литературы
1. Варламов Е. В., Камочкина А. В., Обская О. В. Модели элементов энергосистем и сетей для расчёта установившихся режимов: учебное пособие. СПб.: ПЭИПК, 2012. 60 с.
2. Казакул А. А. Промышленные программно-вычислительные комплексы в электроэнергетике: методические указания к выполнению лабораторных работ. Благовещенск: Амурский гос. ун-т, 2013. 92 с.
3. RastrWin: официальный сайт разработчиков ПО и сопутствующих программных продуктов [Электронный ресурс]. URL: http://www.rastrin.ru
* * *
Smirnych Igor Y., Afanasyev Alexander P.
PRACTICAL APPLICATION OF THE SOFTWARE COMPLEX RastrWin3 FOR SOLVING PROBLEMS IN NETWORKS OF 6—10 kV
(Sholom-Aleichem Priamursky State University, Birobidzhan)
The practical efficiency of the application of the RastrWin3 software complex in the calculation of steady — state modes of 6—10 kV electric networks is considered in the article, in the circuits of consideration of the possibility of operating with linear disconnectors, for disabling equalizing currents.
Keywords: Scheme of substitution of the electric network, elements of grid power systems and their modeling, Newons methods «flat start», operational switching, equalizing current.
References
1. Varlamov E. V., Kamochkina A. V., Obskaia O. V. Modeli elementov energosistem i setei dlia rascheta ustanovivshikhsia rezhimov (Models of the elements of power systems and networks for the calculation of steady-state regimes: a manual), St. Petersburg, 2012. 60 p.
2. Kazakul A. A. Promyshlennye programmno-vychislitelnye kompleksy v elektroenergetike: metodicheskie ukazaniia k vypolneniiu laboratornykh rabot (Industrial software and com-
65
puter complexes in the electric power industry: methodical instructions for the performance of laboratory works), Blagoveshchensk, 2013. 92 p.
3. RastrWin: ofitcialnyi sait razrabotchikov PO i soputstvuiushchikh programmnykh produktov (RastrWin: official site of software developers and related software products) Available at: http: / / www.rastrin.ru
■k -k -k
66
