КЕЙСОВОЕ ЗАДАНИЕ ВТОРОГО (ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНОГО) ЭТАПА ВСЕРОССИЙСКОЙ ОЛИМПИАДЫ ШКОЛЬНИКОВ ПАО «РОССЕТИ»

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 4Следующая ⇒

Задан фрагмент трехфазной распределительной электрической сети 220 В, к которой подключены однофазные потребители. Длины линий и расположение потребителей показаны на рисунке 1. Удельное сопротивление линий электропередачи 0,25 Ом/км.

Рисунок 1 – Схема распределительной электрической сети

Сеть получает питание от трансформаторной подстанции, шины низшего напряжения которой – узел 1 на схеме. Напряжение в узле 1 поддерживается постоянным и равно 231 В.

К узлам 2-8 присоединены потребители. Мощность нагрузки потребителей в каждый час в течение суток приведена в таблице 1.

Потребители присоединены к распределительной сети через счетчики электроэнергии с функцией переключения питающей фазы.

Для трехфазной сети важно чтобы загрузка всех трех фаз была одинакова, в этом случае обеспечивается наилучший режим работы оборудования и наименьшие потери электроэнергии в сети.

Задание 1. Для каждого часа распределить нагрузку по фазам как можно более равномерно. Необходимо достичь минимально возможной разницы в суммарной мощности, подключенной к каждой фазе. Результаты представить в виде таблицы, в которой для каждого часа будут указаны списки потребителей, подключенных к каждой фазе и мощность, потребляемая по каждой фазе.

Таблица 1 – Нагрузка потребителей сети в течение суток, кВт

Время суток

Узлы нагрузки

Наиболее важные параметры электрического режима сети – это значения тока и мощности в линиях и значения напряжения в узлах.

Потребляемый нагрузкой ток можно определить по формуле: I = P/U, где P – мощность, Вт; I – сила тока, А; U – напряжение, В. Например, если мощность нагрузки 15 кВт, напряжение в узле 220 В, то сила тока будет:

Рисунок 2 – Фрагмент сети 1

Протекание тока в линии приводит к падению напряжения. Например, для фрагмента сети, изображенного на рисунке 2, напряжение на трансформаторной подстанции U₁ = 231 В, сопротивление линии R₁₂= 0,02 Ом, сила тока в линии I = 100 А, тогда падение напряжения в линии мощно найти по выражению:

тогда напряжение в узле 2 определяется по выражению:

Электрический ток, протекая от трансформаторной подстанции к нагрузке, потребляется только нагрузкой, следовательно, сила тока, протекающего в любой линии сети равна сумме токов нагрузок, расположенных за этой линией, см. рисунок 3.

Рисунок 3 – Фрагмент сети 2

Если нагрузки присоединены к разным фазам, режим каждой фазы рассчитывается отдельно с учетом только тех нагрузок, которые присоединены к рассматриваемой фазе. Например, если к фазе А присоединены нагрузки 2, 5 ,7, то схема для расчета режима будет выглядеть следующим образом:

Рисунок 4 – Фрагмент сети 3

Поскольку значения тока, потребляемого нагрузкой, зависит от напряжения в узле присоединения, а для расчета напряжения необходимо знать ток, протекающий по линиям, расчет выполняется итерационно. Сначала предполагается, что напряжение во всех узлах сети такое же, как и на трансформаторной подстанции, определяются токи и рассчитываются напряжения во всех узлах сети. Затем на основе полученных значений напряжения, заново определяются значения токов и расчет повторяется. Таких циклов может быть несколько до тех пор, пока значения напряжения в узлах не перестанут меняться.

Задание 2. На основе полученного распределения нагрузок по фазам, рассчитать значения напряжения на каждой фазе в узле 8 в течение суток и построить графики.

В настоящее время в распределительных сетях внедряются установки малой генерации, как на основе традиционных, так и возобновляемых источников энергии. У ряда таких установок защита устроена таким образом, что при высокой несимметрии напряжения на 3х фазах установка отключается от сети. К узлу 8 планируется присоединение установки распределенной генерации.

Задание 3. Обеспечить переключение потребителей между фазами в течение суток таким образом, чтобы в узле 8 напряжение было максимально симметричным. Разница уровней напряжения между всеми фазами должна быть минимальной. Разница уровней напряжения между фазами не должна превышать 6 В. Результаты представить в виде таблицы, в которой для каждого часа будут указаны списки потребителей, подключенных к каждой фазе. Построить графики напряжения на каждой фазе в узле 8 в течение суток.

4. ПОЯСНЕНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ЗАДАНИЯ И КРИТЕРИИ ЕГО ОЦЕНКИ

Полное решение задачи означает выполнение всех трех заданий. Участник может подать на конкурс работу с меньшим количеством выполненных заданий.

Присылаемые материалы должны содержать теоретическое описание решения задачи, блок схему алгоритма, работающую программу в виде исходного кода и исполняемого файла (если выбранный язык программирования это позволяет), результаты выполнения программы, описанные в заданиях.

Задания могут быть выполнены на любом из следующих языков программирования: C++, Pascal, Visual Basic, Python, MatLab.

Каждое из заданий оценивается по следующим критериям:

1. Полнота теоретического описания алгоритмов

2. Наличие программной реализации алгоритмов

3. Близость полученного решения к оптимальному

4. Оформление полученных результатов

ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ

Приведенное решение является примером оформления результата, а не единственным возможным решением задач.

Задание 1.

Дата добавления: 2019-11-16; просмотров: 722; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 234 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!