Расчеты режимов электрических систем и сетей на эвм

9.1. Линейные уравнения узловых напряжений. Матрица узловых проводимостей

Схемы электрических систем и их элементы. Электри- ческую систему можно рассматривать как электрическую цепь, предназначенную для производства, распределения и потребления электроэнергии.

Схемой замещения (или просто схемой) называют гра- фическое изображение электрической цепи, показывающее последовательность соединения участков и отображающее ее свойства.

В разомкнутых схемах питание каждого узла можно осуществлять только с одной стороны (рис. 9.1,а). Каж- дый узел получает питание не более чем по одной ветви.

Рис. 9.1. Схемы электрической цепи:

а- разомкнутая; б- замкнутая

В случае отключения любой ветви прекращается питание всех узлов, к которым течет мощность по этой ветви.

Схема, содержащая хотя бы один контур, называется замкнутой. В замкнутой схеме есть хотя бы один узел, по- лучающий питание по двум или более ветвям (рис. 9.1,б). Отключение какой-либо ветви не приводит к прекращению питания,

Элементы электрических схем делятся на активные и пассивные.

Пассивные элементы схем замещения (сопротивления и проводимости) создают пути для прохождения электри- ческих токов. Пассивные элементы (ветви) электрических систем обычно разделяют на продольные и поперечные.

Поперечные пассивные элементы- это ветви, включен- ные между узлами схемы и нейтралью, т.е. узлом, имею- щим напряжение, равное нулю; продольные- это ветви, соединяющие все узлы, кроме узла с напряжением, равным нулю, т. е. продольные ветви не соединены с нейтралью. Продольные ветви включают активное и индуктивное со- противления линий электропередачи, обмоток трансформа- торов, емкостное сопротивление устройств продольной ком- пенсации. Поперечные пассивные элементы соответствуют проводимостям линий электропередачи на землю, реакто- рам и конденсаторам, включенным на землю. В некоторых случаях потери в стали трансформаторов представляются в схеме замещения как поперечные проводимости.

Активные элементы схем замещения- источники ЭДС и тока. Они определяют напряжения или токи в точках при- соединения элементов к соответствующей цепи независимо от остальных ее параметров. Источники ЭДС в расчетах установившихся режимов электрических систем использу- ются редко¹. Поэтому ниже в основном речь будет идти об источниках тока.

Источники тока в расчетах электрических систем соот- ветствуют генераторам электрических станций и нагрузкам потребителей. Именно в этих активных элементах генерируется и потребляется мощность.

Линейные и нелинейные уравнения установившегося ре- жима. Основными параметрами рассмотренных выше пас

1 В дальнейшем для краткости будем говорить только о проводах, имея в виду, что все сказанное полностью относится и к тросам.

*Принимается по соответствующим ГОСТ, но не менее 1200 МПа.

1Источники ЭДС широко применяются при расчетах токов короткого замыкания и устойчивости.