5 Моделирование элементов электрических систем

Воздушные линии электропередачи протяженностью до 150-250 км, учитываются в расчетах П-образными схемами за­мещения.

Рисунок 5.1 - Схема замещения линии 110 кВ

При этом параметры R, X, В/2 определяются по формулам:

(5.1)

где L -длина линии, км

R₀, X₀, B₀ - погонные значения соответственно активного и индуктивного сопротивлений и емкостной проводи­мости линии, определяемые с помощью таблиц.

Емкостная проводимость линии зависит от величины ем­кости С проводов относительно земли:

(5.2)

Вследствие наличия емкости линия является генератором реактивной мощности. Величину реактивной мощности, генерируемой емкостью линии, можно рассчитать по формуле:

(5.3)

Активная проводимость обусловлена потерями на корону P_K.

Выражение для определения активной проводимости имеет вид:

(5.4)

Для удобства расчетов в схеме замещения линий поперечные ветви обычно не изображают, а указывают значения .

Величина генерируемой реактивной мощности и потери на корону линии зависят от напряжения. Емкость линии учитывают при напряжениях 110 кВ и выше, а потери на корону при напря­жениях 330 кВ и выше. Поэтому схема замещения линии напряже­нием 110 или 220 кВ может быть представлена в виде рисунка 5.3, а линия 35 кВ в виде рисунка 5.4.

Рисунок 5.2 - Схема замещения линии 110 кВ

Рисунок 5.2 - Схема замещения линии 110 кВ

Рисунок 5.4 - Схема замещения линии 35 кВ

Двухцепные линии в расчетах учитываются одной эквива­лентной схемой замещения рисунок 5.1. При этом параметры схемы замещения определяются по формулам:

(5.5) Для 2-обмоточных трансформаторов может быть использова­на Г-образная схема замещения (рисунок 5.5).

Параметры схемы замещения рассчитываются по формулам:

(5.6)

(5.7)

Рисунок 5.5 - Схема замещения трансформатора

(5.7)

(5.7а)

где S_H - номинальная мощность трансформатора;

U_H - номинальное напряжение трансформатора;

∆P_КЗ - потери мощности при коротком замыкании;

∆P_X - потери мощности при холостом ходе;

U_K% - напряжение короткого замыкания;

I_K% - ток холостого хода трансформатора.

В качестве номинального напряжения принимают высшее U_ВН или низшее U_HH напряжение в зависимости от того, к какой ступени трансформации приводятся параметры схемы замещения трансформатора. При определении параметров схемы замещения 2-х одинаковых параллельно включенных трансформаторов соп­ротивление R_Т и Х_Т вдвое уменьшаются, а проводимости В_Т и G_Т вдвое увеличиваются.

Для удобства расчетов в схеме замещения трансформатора не изображают поперечные ветви, а указывают значения потерь мощности в стали, определяемые по формулам:

(5.9)

Нагрузки в расчетах установившихся режимов энергосистем в большинстве случаев могут учитываться:

1) постоянной мощностью:

(5.9а)

2) полной поперечной проводимостью:

(5.9б)

Вместо проводимости иногда используется сопротивление нагрузки:

(5.9в)

В данной работе нагрузка замещается проводимостью.

Переход от параметров схемы замещения и параметров ре­жима моделируемого исходного элемента (линии, трансформато­ра, нагрузки) к параметрам модели осуществляется с помощью четырех масштабных коэффициентов:

(5.10)

(5.11)

При этом в практических расчетах произвольно задаются только два любых масштабных коэффициента. Значения остальных коэффициентов являются зависимыми от заданных и опреде­ляются по соответствующим формулам.

При поведении расчетов на модели необходимо помнить, что схемы замещения моделируемых элементов представлены в однолинейном исполнении, поэтому формулы для определения основных параметров имеют вид:

(5.12)

При умножении этих параметров на масштабные коэффициен­ты можно перейти к параметрам моделируемых элементов, свя­занных между собой формулами:

(5.13)