4.3 Практические занятия по теме «Расчеты установившихся режимов электрической сети с двухсторонним питанием»

Задача 10. Определить потокораспределение в сети, приведенной н рисунке 4.29 без учета потерь мощности и генерации линий, и напряжения узлов. Построить векторные диаграммы напряжений и токов. Нагрузки заданы в МВА, сопротивления в Ом.

Р ешение. Анализ параметров сети показывает, что отношение для всех линий одинаково, следовательно, сеть однородная и можно использовать для определения головного потока (рис. 4.30) правило электрических моментов в эквивалентных длинах (или учесть только активные или реактивные сопротивления).

Тогда:

Потери в сети не учитываются и расчет потоков в кольце закончен.

Расчет напряжений в узлах:

;

;

 в соответствии с направлением потока на участке 12,

;

.

Проверка точности расчета (расчет напряжения в точке ) не выполняется, такая проверка имеет смысл только при учете потерь мощности в сети.

Расчет фазных токов нагрузок :

Т оки в ветвях можно найти через мощности или по правилу моментов в токах:

.

Результаты расчета установившегося режима сети показаны на рисунке 4.31. Векторная диаграмма токов и напряжений показана на рисунке 4.32.

Задача 11. Определить токи в ветвях сети линии с двухсторонним питанием с разными напряжениями по концам передачи: , . Схема замещения сети приведена на рисунке 4.33, токи указаны в [кА], сопротивления в [Ом].

Р ешение. В связи с тем, что напряжения по концам передачи не равны, и существует , ток на участке 1 определится как сумма двух токов и :

;

Рассматриваемая сеть является однородной, так как на всех участках сети отношения величин активных сопротивлений к реактивным (R/X=const) одинаково. Тогда ток определяется по правилу электрических моментов для однородной сети,

Уравнительный ток , обусловленный разницей напряжений определяется по формуле

кВ;

;

Токи на всех участках сети определяются по первому закону Кирхгофа:

;

;

.

Задача 12. Выполнить две итерации расчета максимального установившегося режима кольцевой электрической сети, построить векторные диаграммы токов и напряжений.

Решение. Схема замещения сети с указанным на ней принятым условным направлением мощности и точки потокораздела приведена на рисунке 4.34.

Рассматриваемая электрическая сеть с двухсторонним питанием не является однородной, так как отношения величин активных сопротивлений к реактивным на участках сети различны, (R/X var). В таком случае головной поток , в соответствии с условным направлением потока (см. рис. 4.34), можно определить без учета потерь мощности по правилу электрических моментов,

_{В знаменателе выражения стоит полное сопряженное сопротивление сети от точки 1 до 1},

_{Тогда головной поток}

Потоки на остальных участках сети определяются по первому закону Кирхгофа:

Знак минус значения мощности указывает на то, что направление мощности противоположно принятому условному направлению.

Потокораспределение с сети с двухсторонним питанием без учета потерь мощности приведено на рисунке 4.35. Как видно из рисунка поток мощности меняет направление по отношению к условному в узле 3, следовательно, точка потокораздела – узел 3.

Следующий этап расчета связан с необходимостью учета потерь мощности в сети. Для выполнения этого применяется искусственный прием разрезания сети с двухсторонним питанием на две разомкнутые схемы (участок 1 – 2– 3 и участок 1– 3). Участок 1 – 2– 3 назовем левой частью схемы, а участок 1– 3 правой. При этом нагрузка узла 3 распределяется между узлами 3– и 3– на первой итерации расчета с точностью до потерь мощности на основании, найденного и показанного на рисунке 4.35, потокораспределения в сети без учета потерь мощности, при этом .

Таким образом:

Теперь можно независимо выполнить расчеты установившихся режимов двух разомкнутых схем.

Зададим начальное приближение напряжений в узлах 2 и 3 равным 115 кВ.

Первая итерация расчета левой части схемы (участок 1 – 2– 3).

_{Поток в конце участка 2–}3,

Обратный ход первой итерации с уточнением напряжений в левой части схемы.

_{Вектор напряжения узла} 3определяется по отношению к напряжению узла 2.

Первая итерация расчета правой части схемы (участок 1 – 3).

_{Поток в конце участка} 1 – 3,

Обратный ход первой итерации с уточнением напряжений в правой части схемы.

Результаты расчета установившихся режимов обеих разомкнутых схем на первой итерации показаны на рисунке 4.36. Напряжения в точках 3′ и 3′′ не совпадают, следовательно, необходимо уточнить распределение мощности узла 3 между узлами 3 и 3. Это уточнение можно выполнить с помощью наложения уравнительного потока, обусловленного различием напряжений в узлах 3 и 3.

Уравнительный поток может быть найден по выражению

Уточнение распределения мощности узла 3 между узлами 3 и 3 и определение и . В соответствии с направлением уравнительного потока, показанного на рисунке 4.36, мощности узлов 3 и 3на второй итерации расчета определяются по соотношениям:

.

При этом нагрузка узла 3 остается неизменной .

Коррекция мощностей в узлах 3 и 3.

Вторая итерация расчета левой части схемы (участок 1 – 2– 3).

Вторая итерация выполняется аналогично первой и использованием напряжений, полученных в первой итерации расчета.

_{Поток в конце участка 2–}3,

Обратный ход второй итерации с уточнением напряжений.

Расчет правой части схемы (участок 1 – 3).

Обратный ход второй итерации с уточнением напряжений в правой части схемы.

Результаты расчета установившихся режимов обеих разомкнутых схем на второй итерации показаны на рисунке 4. 37. Векторные диаграммы напряжений и токов на рисунке 4. 38.

Расчет погрешности расчета выполняется по модулю и углу напряжения в узле 3, слева по напряжению в фиктивном узле 3 и справа по напряжению фиктивного узла 3.

Как показывает сопоставление результатов расчета, после выполнения второй итерации напряжения в узле 3, полученные при расчетах левой и правой разомкнутых схем, отличаются незначительно, следовательно, расчет можно закончить и принять напряжение в узле 3 равным среднему между напряжениями узлов 3 и 3,

.

109