Расчеты установившихся режимов и анализ полученных результатов
Режим максимальных нагрузок.
Схема замещения участка электрической сети в режиме максимальных нагрузок имеет следующий вид:
В режиме максимальных нагрузок активная
и реактивная мощности в конце сети с
напряжением
равна ( 1 закон Кирхгофа) по /3/:
,
В режиме максимальных нагрузок активная
и реактивная мощности в начале
трансформатора с напряжением
равна:
,
,
где
и
- переменные активные и реактивные
потери мощности в трансформаторе.
Тогда:
,
Мощности, поступающие в трансформатор с учетом потерь холостого хода, :
,
.
Активная и реактивная мощности (с учетом зарядной мощности ВЛ) в конце линии равны:
,
.
Потери активной и реактивной мощности в линиях в режиме максимальной нагрузки:
Активная и реактивная мощности в начале линии равны:
,
Напряжение на шинах подстанции А в режиме максимальных нагрузок согласно исходным данным:
.
Потеря напряжения в двухцепной линии :
;
Тогда напряжение в конце линии (
) равно:
Потеря напряжения в двух трансформаторах:
.
Тогда напряжение
равно:
Напряжение на шинах 10 кВ подстанции (
)
равно:
;
При n=0 напряжение :
Режим минимальных нагрузок.
В режиме минимальных нагрузок активная и реактивная мощности, поступающие к потребителю, равны:
,
.
С целью снижения потерь мощности и энергии в сети произведен расчет работы сети с одним трансформатором. Полная нагрузка подстанции в этом режиме:
А
ктивные
потери мощности с учетом работы одного
трансформатора:
Активные потери с учетом работы двух трансформаторов:
Из данных двух уравнений, приравнивая их правые части, найдена мощность нагрузки при которой потери одинаковы:
Так как мощность нагрузки в минимальном
режиме меньше (
),
то используется в работе только один
трансформатор ( другой отключен).
Схема замещения участка электрической сети в режиме минимальных нагрузок имеет следующий вид:
В режиме минимальных нагрузок активная и реактивная мощности в конце сети с напряжением :
,
В режиме минимальных нагрузок активная и реактивная мощности в начале трансформатора с напряжением :
, ,
где
и
- активные и реактивные переменные
потери мощности в трансформаторе.
Тогда:
,
Определим переток мощности:
,
.
Активная и реактивная мощности в конце линии равны:
,
.
Потери активной и реактивной мощности в линиях в режиме минимальной нагрузки:
Тогда активная и реактивная мощности в начале линии равны:
,
Напряжение на шинах подстанции А в режиме минимальных нагрузок по заданию:
.
Потеря напряжения на линии:
;
Тогда напряжение
равно:
Потеря напряжения в трансформаторе:
.
Тогда напряжение
равно:
Напряжение на шинах подстанции (
) равно:
;
При n=0 напряжение :
Послеаварийный режим.
Послеаварийный режим возникает при отключении одной цепи воздушной линии при максимальной нагрузке.
Схема замещения участка электрической сети в послеаварийном режиме имеет следующий вид (увеличились сопротивления линии в 2 раза):
Активная и реактивная мощности в конце линии равны:
,
.
Потери активной и реактивной мощности в линии в режиме максимальной нагрузки:
Тогда активная и реактивная мощности в начале линии равны:
,
Напряжение на шинах подстанции А в послеаварийном режиме по заданию:
.
Потеря напряжения в линии:
;
Тогда напряжение
равно:
Потеря напряжения в трансформаторах:
.
Тогда напряжение
равно:
Напряжение
равно:
;
При n=0 напряжение на шинах 10 кВ подстанции :
В результате расчетов установлено, что потери мощности в линиях и трансформаторах растут при увеличении нагрузки. Послеаварийный режим является «тяжелым» для работы системы в целом. В данном случае предполагается отключение одной цепи, в результате чего нагрузка на оставшуюся в работе линию возрастет в два раза. В этом случае увеличиваются и потери мощности в линии по сравнению с работой сети в режиме максимальных нагрузок.
Необходимо оценить уровни напряжения на шинах 10 кВ подстанции во всех режимах работы и, если необходимо, то принять меры по обеспечению качества напряжения потребителям, получающим электроэнергию от этой подстанции.