3. Пример составления расчетной схемы и определения параметров ее элементов

Т

В качестве примера рассмотрим электрическую систему, принципиальная схема которой показана на рис.1 (Лабораторная работа №1).

ЭС

Л

P_н, cos_н

L

Рис.1. Принципиальная схема электрической системы.

Составляем схему замещения электрической системы (рис.2)

U_эс

R_л+jX_л

Z_т

j

j

R_н

jX_н

Рис.2. Схема замещения электрической системы

Исходные данные:

1. Напряжение на шинах высшего напряжения ЭС: U_эс = 230 кВ .

2. Параметры линии электропередачи: U_ном. = 220 кВ; L = 210 км; n_ц = 2.

Марка провода – АС - 300/48; r₀ = 0,096 Ом/км; х₀ = 0,4 Ом/км;

b₀ = 2,7610^-6 См/км.

3. Параметры понижающих трансформаторов: 2  ТРДЦН-160000/220;

S_ном. = 160 МВА; к_T = 230/11/11; u_к = 12%.

4. Параметры нагрузки: Р_н^нб = 220 МВт; cos_н = 0,85; _н = Р_н^нм / Р_н^нб = 0,4.

5. Масштабные коэффициенты (масштабы): m_U = 4кВ ор./В мод.;

m_Z = 0,16 Ом ор./Ом мод.

Расчет параметров схемы замещения электрической системы:

Сопротивление рассеяния обмоток трансформаторов:

Ом .

Активными потерями в трансформаторах и потерями на корону в линии пренебрегаем.

Параметры схемы замещения линии:

Ом .

См.

; мкФ,

где f = 200 Гц – номинальная частота расчетной модели.

Расчет параметров элементов модели согласно заданным масштабным коэффициентам m_U и m_Z :

х_Тмод. = Ом .

z_Лмод. = Ом .

с_Лмод. = с_Л m_Z = 0,46  0,16 = 0,0736 мкФ.

В послеаварийном режиме, при отключении одной цепи линии, ее параметры становятся равными:

z_Лмод. = 2(63 + j262,5) = 126 + j525 Ом ;

с_Лмод. = 0,0736 / 2 = 0,0368 мкФ.

Напряжение на шинах высшего напряжения электростанции:

U_ЭСмод. = U_ЭС /m_U = 230 / 4 = 57,5 В.

Напряжение в узле нагрузки, приведенное к ступени 220 кВ:

U_нагр.²²⁰ = U_нагр. к_T = 10  230/11 = 209,1 кВ

U_{нагр.мод.} = U_нагр./ m_U = 209,1/4 = 52,3 В

Расчет масштабного коэффициента по мощности:

МВА ор./ВА мод.

Тогда мощность нагрузки в режиме наибольших нагрузок и послеаварийном режиме на модели равна:

Р_{нагр.мод}^нб = Р^нб_нагр. / m_S = 220 / 100 = 2,2 Вт;

Q_{нагр.мод}^нб = Р_{нагр.мод}^нб tg_н = 1,36 вар.

В режиме наименьших нагрузок:

Р_{нагр.мод}^нм = 0,4 Р_{нагр.мод}^нб = 0,88 Вт;

Q_{нагр.мод}^нм = 0,54 вар.

Далее составляется расчетная схема (блок-схема) для набора на универсальной модели (рис.3).

		Л24		Л13		Н12
	12	RЛмод. = 63 Ом	13		22	Рнагр.моднб = 2,2 Вт
Г1		ХЛмод. = 262,5 Ом		ХТмод. = 124 Ом		Qнагр.моднб = 1,36 вар
		СЛмод. = 0,0736 мкФ				Rнагр.=
						Хнагр.=

Рис.3. Блок-схема для набора на модели.

На блок-схему наносятся обозначения выбранных элементов, числовые значения (модельные) сопротивлений и емкостей и номера шин, на которых элементы соединяются друг с другом.

Примечания:

1. Трансформатор моделируется линейным элементом Л13, не содержащим емкостей.

2. Сопротивления R_н и Х_н , которыми моделируется нагрузка, должны быть соединены параллельно, а их значения записываются после установки режима нагрузки по величине ее активной и реактивной мощности.

3. Для исследования режима наименьших нагрузок корректируются параметры нагрузки (Н12); для исследования послеаварийного режима корректируются параметры линии (Л24). Возможно, также, при экспериментах использование 2-х нагрузочных элементов и 2-х линейных элементов, последовательно включая и выключая их в соответствии с режимом.