Векторна діаграма леп 35 кВ із декількома навантаженнями

Поширимо отримані виводи на лінію з декількома навантаженнями. Нехай є ЛЕП із двома навантаженнями (див. рис. 51).

Будуємо векторну діаграму (див. рис. 52). На ділянці 1-2 побудови виконуються вищевикладеному. Одержуємо трикутник abc – трикутник спадання напруги від струму I₂ в опорах R₂ й X₂. З'єднуємо крапку 0 із точкою з й одержуємо фазну напругу в точці 1. Під кутом φ₁ до U_1ф відкладаємо вектор струму I₁.

По ділянці 0-1 протікає сумарний струм навантажень I_Σ. Він і створює спадання напруги в опорах R₁ й X₁. Побудуємо цей вектор. Повторимо побудови на цій ділянці й одержимо трикутник спадання напруги сdf. З'єднуємо крапку 0 із точкою f й одержуємо фазну напругу в точці 0. Спроєцируємо вектор U_0ф на речовинну вісь. Відрізок af – поздовжня складова повного спадання напруги на ділянках 1-2 й 0-1. Відрізок aе, отриманий після сполучення векторів U_0ф й U_2ф, – сумарна втрата напруги на ділянках ЛЕП.

Уважаємо:

Таким чином,

ΔU_ф = I₂·R₂ cos φ₂ + I₂·X₂ sin φ₂ + I_Σ·R₁ cos φ₁ + I_Σ·X₁ sin φ₁.

При n навантаженнях –

ΔU_ф = (I_i·R_i cos φ_i + I_i·X_i sin φ_i),

А при заданих потужностях -

Векторна діаграма леп 110 кВ із одним навантаженням

При побудові векторної діаграми приймемо допущення, що втрати потужності на корону в мережі відсутні. У цьому випадку схема заміщення ЛЕП представлена П-образной схемою: активним R і реактивним X опорами і ємнісною провідністю B/2 на початку й кінці ЛЕП (див. рис. 53). У них протікають струми й . В опорах ЛЕП протікає струм I_Z. Потрібно визначити U_1ф, I₁ й cos φ_1.

С трум I_Z являє собою геометричну суму струму навантаження й токи провідності наприкінці ЛЕП:

I_Z = I₂ + .

Струм у провідності випереджає напругу наприкінці ЛЕП на 90⁰ і розраховується по формулі:

= U_2ф· B/2.

Напруга на початку ЛЕП відрізняється від напруги наприкінці на величину спадання напруги в опорах і проводимостях ЛЕП:

U_1ф = U_2ф + ΔU_ф.

Спадання напруги розраховується в такий спосіб:

т. е. повне падіння напруга в навантаженої ЛЕП складається зі спадання напруги при холостому ході U_0ф, викликаного струмом , і спадання напруги ΔU_ф2, викликаного струмом навантаження I₂.

Побудова векторної діаграми почнемо з побудови вектора спадання напруги від струму провідності. По дійсній осі откладывем напря-жение U_2ф (див. рис. 8.6). Одержуємо крапку а. Під кутом 90⁰ відкладаємо випереджальний струм .

В ід кінця вектора U_2ф паралельно лінії струму відкладаємо вектор спадання напруги в активному опорі ЛЕП. Одержуємо крапку b. Під кутом 90⁰ до нього убік випередження відкладаємо вектор спадання напруги в реактивному опорі. Одержуємо крапку c. З'єднуємо початок координат із точкою c й одержуємо напругу на початку ЛЕП у режимі холостого ходу U_1ф0.

Сторони трикутника спадання напруги від струму холостого ходу (токи ) пропорційні:

ab≡ ∙ R; bc≡ ∙ X; ac≡ ∙ Z.

Під кутом φ₂ до напруги U_2ф відкладаємо струм I₂. Від точки з паралельно лінії струму I₂ відкладаємо вектор спадання напруги в активному опорі ЛЕП. Одержуємо крапку d. Під кутом 90⁰ до нього убік випередження відкладаємо вектор спадання напруги в реактивному опорі. Одержуємо крапку e. З'єднуємо початок координат із точкою e й одержуємо напругу на початку ЛЕП U_1ф.

Стороны трикутника спадання напруги від струму навантаження (струму I₂) пропорційні:

cd≡ I₂∙ R; de≡ I₂∙ X; ce≡ I₂∙ Z.

Якщо з'єднати крапку а із точкою е, одержимо вектор повного спадання напруги від струму I_Z протікає в ЛЕП. Його проекції на дійсну й мниму осі дають поздовжнє й поперечну складове спадання напруги:

∆U_ф ≡ af ; δU_ф ≡ ef .

На діаграмі видно, що величина струму I_Z менше струму навантаження. Це порозумівається тим, що ємнісний струм провідності наприкінці ЛЕП, протікаючи по лінії разом зі струмом навантаження, компенсує відповідну величину індуктивного складового струму навантаження.

Щоб визначити струм I₁ на початку ЛЕП, необхідно скласти вектори I_Z й :

I₁ = I_Z + .

Вектор струму в провідності на початку ЛЕП випереджає напругу U_1ф на 90⁰. Кут між напругою U_1ф і струмом I₁ позначимо φ_1.

Визначимо з діаграми значення векторів ∆U_ф й δU_ф. Спроєцируємо вектори ∙R, ∙X, I₂∙ R й I₂∙ X на обидві осі. Одержимо точки с', b^’, d^’ й f ^’. Відрізок dd^’ продовжимо до перетинання з відрізком bb^’. Одержимо крапку k. Розглянемо два трикутники - ckd й def ^‘. Ці трикутники подібні по двох кутах: прямі; доповнюють до прямого кута.

Із трикутників одержимо:

c^’d^’ = ck = I₂∙ R· cos φ₂; dk = b^’f ^‘ = I₂∙ R sin φ₂;

fd^’ = d^’f = I₂∙ X· sin φ₂; ef ^‘ = I₂∙ X cos φ_2.

Величина поздовжньої складового спадання напруги розраховується в такий спосіб:

∆U_ф = c^’d^’ + fd^’ – c^’a = I₂∙ R· cos φ₂ + I₂∙ X· sin φ₂ – ∙X.

Величина поперечної складового спадання напруги визначається з вираження:

δU_ф = ef ^‘ – ff ^‘ = ef ^‘ – (b^’f ^‘ – bf ^‘) = ef ^‘ – b^’f ^‘ + bf ^‘ = I₂∙ X cos φ₂ – I₂∙ R sin φ₂ + ∙R.

Знайдемо формули для розрахунку величини лінійних значень ∆U й δU. Для цього отримані вираження помножимо на множник У результаті перетворень, одержимо:

З наведених виражень треба, що зарядні потужності ЛЕП зменшують поздовжню складову спадання напруги (втрату напруги) і збільшують поперечну складову.

Це можна показати й на векторній діаграмі. При обліку струму в провідності величина втрати напруги зменшується на величину відрізка аc^’, а поперечна складова спадання напруги збільшується на величину відрізка b^’f. Наслідком цього є збільшення зрушення фаз між напругами U_1ф й U_2ф.

Зменшення втрати напруги сприятливо позначається на режимі роботи ЛЕП, особливо при більших і середніх навантаженнях. При деякому невеликому навантаженні лінії втрата напруги, викликана струмом навантаження I₂, буде повністю скомпенсована негативною втратою напруги від ємнісного струму провідності . У цьому випадку передача потужності буде виконуватися при рівності напруг на початку й кінці ЛЕП. При подальшому зниженні струму навантаження негативна втрата напруги від струму стане більше втрати напруги від струму навантаження. Напруга на початку ЛЕП стане менше напруги наприкінці (див. векторну діаграму при холостому ході). Такий режим неприпустимий. Потужність, генерируемая ємностями ЛЕП, спрямована убік генераторів і буде робити подмагничивающее дія на їхню магнітну систему. У результаті буде збільшуватися напруги на шинах генераторів й у мережі, що живится від цих шин. У мережах із глухозаземленою нейтраллю в режимі холостого ходу напруга в мережі може перевищити величину напруги, на яку розрахована ізоляція устаткування.

Семестр 6

Тема 3 Розрахунки режиму розімкнених мереж. Розрахунки режиму розімкнених електричних мереж основні принципи розрахунку робочих режимів замкнених електричних мереж.

Розрахунок режимів електричних мереж

План.

1. Завдання розрахунку режимів. Основні допущення.

2. Розрахунок режиму при заданій напрузі наприкінці ЛЕП.

3. Розрахунок режиму при заданій напрузі на початку ЛЕП (на джерелі живлення).

4. Розрахунок мереж різних номінальних напруг.