7семестр / ЭСС_ (Барбашов)ЭЗ-31(12.06.14) / Задачи 1,2_
.pdf
Pi, %(МВт)
(20
100 )
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
|
|
(20 |
(18 |
|
) |
|
(18 |
|
) |
|
) |
|
|
(16 |
(14 |
|
) |
|
|
|
) |
|
|
(12 |
|
(12 |
) |
|
) |
(10 |
|
(10 |
) |
(8) |
) |
|
|
|
|
|
(6) |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 ti, мес |
Рисунок 1 - Годовой график нагрузки потребителя
3. Годовой график нагрузки по продолжительности, показывающий длительность работы узла электрической сети в течение года с различными нагрузками, строится, откладыванием по оси ординат нагрузки узла Рi в порядке убывания ее значения от Рнб до Рнм, а по оси абсцисс – длительность существования соответствующей нагрузки Тнагрi в месяцах (часах) от 0 до 12 месяцев (8760 часов).
Pi, МВт
30
28
26
24
22
Рнб
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
18 |
|
|
|
|
|
|
|
Тнб |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
16 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
14 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Рср |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рнм |
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
ti, мес
Рисунок 2 - Годовой график нагрузки по продолжительности
4. Для построенного годового графика нагрузки по продолжительности определяются показатели:
годовое количество электроэнергии, МВт ч
Wг = Рі·ti = (20·2 + 18·2 + 16·1 + 14·1 + 12·2 + 10·2 + 8·1 + 6·1)·8760/12 = 119720
МВт ч;
наибольшая и наименьшая нагрузки, МВт
Рнб = 20 МВт; Рнм = 6 МВт;
средняя нагрузка, МВт
Рср = Wг /Т = 119720/8760 = 13,7 МВт;
где Т = 8760 ч;
число часов использования наибольшей нагрузки, ч
Тнб = Wг /Рнб = 119720/20 = 5986 ч;
коэффициент неравномерности графика нагрузки, о.е.
год = Рнм /Рнб = 6/20 = 0,3 о.е.;
коэффициент заполнения графика нагрузки
год = Рср /Рнб = 13,7/20 = 0,69 о.е.
Полученные значения Рнб, Рнм, Рср, Тнб наносятся на годовом графике нагрузки по продолжительности.
5. Годовой квадратичный график нагрузки по продолжительности
строится на основе годового графика нагрузки по продолжительности, откладыванием по оси ординат возведенной в квадрат нагрузки узла Рi2 в порядке убывания ее значения от Рнб2 до Рнм2, а по оси абсцисс - длительность существования соответствующей нагрузки Тнагрi в месяцах (часах) от 0 до 12 месяцев (8760 часов) (рис. 3).
6. Для построенного годового квадратичного графика нагрузки по продолжительности определяется
число часов наибольших потерь, ч
τ= ∑(Pi2·ti)/Pнб2 = [(202·2 + 182·2 + 162·1 + 142·1 + 122·2 + 102·2 + 82·1 + 82·1)8760/12]/202 = 4176 ч;
τ= (0,124 + Tнб /104)2·8760 = (0,124 + 5986/104)2·8760 = 4574 ч.
Полученное значение τ наносится на годовом квадратичном графике нагрузки по продолжительности.
Pi2, (МВт)2
(400)
τ
(324)
(256)
(196)
(144)
(100)
(64)
(36)
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
ti, мес Рисунок 3 – Годовой квадратичный график нагрузки по продолжительности
Задача № …..
Определить параметры режима воздушной линии 110 кВ электрической сети
Одноцепная (nц = 1) воздушная линия длиной l = 50 км выполнена проводами АС-240/32. Мощность нагрузки в конце линии Sк = 20 МВА; коэффициент мощности cosφ = 0,88.
1.Удельное активное сопротивление ВЛ, определяемое по справочным данным, r0 = 0,118 Ом/км.
2.Удельное индуктивное сопротивление ВЛ, определяемое по справочным данным, х0 = 0,405 Ом/км.
3.Удельная емкостная проводимость ВЛ, определяемая по справочным данным, в0 = 2,808 10-6 См/км.
4.Удельная зарядная мощность, генерируемая ВЛ, определяемая по выражению, Мвар/км:
q0 = b0U2 = b0(1,05·Uном)2.
Тогда
q0 = 2,808·10−6·(1,05·110)2 = 374,59·10−4 Мвар/км. 5. Полное удельное сопротивление ВЛ будет равно
z0 = r0 + jх0 = (0,118 + j0,405) Ом/км.
6. Полные удельные поперечные мощности в схемах замещения ВЛ будут равны:
Sпопер = – jq0 = – j374,79 10-4 Мвар/км.
7. Для реальной ВЛ длиной l = 50 км параметры схемы замещения (рис. 1) будут равны:
Rл = r0·l/nц = 0,118·50/1 = 5,9 Ом; Xл = x0·l/nц = 0,405·50/1 = 20,25 Ом;
Qзар = q0·l·nц = 374,79·104·50·1 = 1,874 Мвар.
где nц − количество цепей ВЛ.
S |
н |
S' |
Rл + jXл |
S'' |
S |
к |
|
|
|
||||
Uн |
|
|
|
|
|
Uк |
|
|
jQзар /2 |
|
|
jQзар /2 |
|
Рисунок 1 – Расчетная П-образная схема замещения воздушной линии 110 кВ
8. Распределение мощностей в схеме замещения ВЛ
Sк = Sкcosφ + jSк√(1 − cosφ2) = 20·0,88 + 20·√(1 − 0,882) = (17,6 + j9,5) МВА;
S" = Sк − jQзар/2 = 17,6 + j9,5 − j1,874/2 = (17,6 + j8,563) МВА; S' = S" + Sл = S" + (((P")2 + (Q")2)/Uном2)·(Rл + jXл) =
=17,6 + j8,563 + (((17,6)2 + (8,563)2)/1102)·(5,9 + j20,25) =
=17,6 + j8,563 + 0,187 + j0,641 = 17,787 + j9,204 МВА;
Sн = S' − jQзар/2 = 17,787 + j9,204 − j1,874/2 = (17,787 + j8,267) МВА. 9. Значения напряжений в схеме замещения ВЛ
Uн = 1,1·Uном = 1,1·110 = 121 кВ; Uк = Uн − (P'·Rл + Q'·Xл)/Uн =
= 121 − (17,787·5,9 + 9,204·20,25)/121 = 121 − 2,408 = 118,592 кВ.
Задача № …..
Определить параметры режима воздушной линии 330 кВ электрической сети
Одноцепная (nц = 1) воздушная линия длиной l = 150 км выполнена проводами 2хАС-400/51. Мощность нагрузки в конце линии Sк = 200 МВА; коэффициент мощности cosφ = 0,86.
1.Удельное активное сопротивление ВЛ, определяемое по справочным данным, r0 = 0,0365 Ом/км.
2.Удельное индуктивное сопротивление ВЛ, определяемое по справочным данным, х0 = 0,323 Ом/км.
3.Удельная емкостная проводимость ВЛ, определяемая по справочным данным, в0 = 3,46 10-6 См/км.
4.Удельная зарядная мощность, генерируемая ВЛ, определяемая по выражению, Мвар/км:
q0 = b0U2 = b0(1,05·Uном)2. Тогда q0 = 3,46·10−6·(1,05·330)2 = 0,419 Мвар/км.
5. Удельные потери мощности на корону по справочным данным будут равны Pк0нб = 2,6 кВт/км, Pк0нм = 1,8 кВт/км.
Тогда
Pк0 = (2,6 + 1,8)/2 = 2,2 кВт/км. 6. Полное удельное сопротивление ВЛ будет равно
z0 = r0 + jх0 = (0,0365 + j0,323) Ом/км.
7. Полные удельные поперечные мощности в схемах замещения ВЛ будут равны:
Sпопер = Pк0 – jq0 = (2,2 – j419)10-3 Мвар/км.
8. Для реальной ВЛ длиной l = 150 км параметры схемы замещения (рис. 1) будут равны:
Rл = r0·l/nц = 0,0365·150/1 = 5,475 Ом; Xл = x0·l/nц = 0,323·150/1 = 48,45 Ом;
Qзар = q0·l·nц = 419·10−3·150·1 = 62,85 Мвар.
Pк = Pк0·l·nц = 2,2·10−3·150·1 = 0,33 Мвар.
где nц − количество цепей ВЛ.
Sн |
S' |
Rл + jXл |
S'' |
Sк |
||
Uн |
|
|
|
|
|
Uк |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
Pкор |
jQзар /2 |
|
|
Pкор |
|
jQзар /2 |
Рисунок 1 – Расчетная П-образная схема замещения воздушной линии 330 кВ
9. Распределение мощностей в схеме замещения ВЛ
Sк = Sк·cosφ + jSк·√(1 − cosφ2) =
=200·0,86 + 200·√(1 − 0,862) = (172 + j102,1) МВА; S" = Sк + Pк/2 − jQзар/2 =
=172 + j102,1 + 0,33/2 − j62,85/2 = (172,165 + j70,675) МВА; S' = S" + Sл = S" + (((P")2 + (Q")2)/Uном2)·(Rл + jXл) =
=172,165 + j70,675 + (((172,165)2 + (70,675)2)/3302)·(5,475 + j48,45) =
=172,165 + j70,675 + 1,741 + j15,41 = (173,906 + j86,085) МВА;
Sн = S' + Pк/2 − jQзар/2 =
= 173,906 + j86,085 + 0,33/2 − j62,85/2 = (174,071 + j54,66) МВА. 10. Значения напряжений в схеме замещения ВЛ
Uн = 1,05·Uном = 1,05·330 = 346,5 кВ;
Uк = Uн − (P'·Rл + Q'·Xл)/Uн − j(P'·Xл − Q'·Xл)/Uн =
=346,5 − (173,906·5,475 + 86,085·48,45)/346,5 − − j(173,906·48,45 − 86,085·5,475)/346,5 =
=346,5 − 14,78 − j22,96 = (331,72 − j22,96) кВ; Uк = √[(331,72)2 + (22,96)2] = 332,51 кВ.
|
|
|
|
|
|
|
ПРИЛОЖЕНИЕ А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Таблица А.1 – Расчетные данные ВЛ 35−220 кВ со сталеалюминиевыми |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
проводами (табл. 3.8 [1]) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
F , |
|
r0, Ом/км |
|
35 кВ |
110 кВ |
|
|
|
|
|
150 кВ |
|
|
|
|
220 кВ |
|
|
|
|
||||||||
ном2 |
|
при |
|
|
x , |
x , |
|
|
– 6 |
, |
|
x , |
|
|
– 6 |
, |
|
x , |
|
|
– 6 |
, |
||||||
мм |
|
+20 С |
|
0 |
0 |
|
в0 10 |
|
|
0 |
|
в0 10 |
|
|
0 |
|
в0 10 |
|
||||||||||
|
|
Ом/км |
Ом/км |
См/км |
Ом/км |
См/км |
Ом/км |
См/км |
||||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
70/11 |
|
0,422 |
|
|
0,432 |
0,444 |
|
2,547 |
|
|
− |
|
− |
|
|
|
− |
− |
|
|
|
|||||||
95/16 |
|
0,301 |
|
|
0,421 |
0,434 |
|
2,611 |
|
|
− |
|
− |
|
|
|
− |
− |
|
|
|
|||||||
120/19 |
|
0,244 |
|
|
0,414 |
0,427 |
|
2,658 |
|
|
0,441 |
|
2,565 |
|
|
− |
− |
|
|
|
||||||||
150/24 |
|
0,204 |
|
|
0,406 |
0,42 |
|
2,707 |
|
|
0,434 |
|
2,611 |
|
|
− |
− |
|
|
|
||||||||
185/29 |
|
0,159 |
|
|
− |
0,413 |
|
2,747 |
|
|
0,429 |
|
2,645 |
|
|
− |
− |
|
|
|
||||||||
240/32 |
|
0,118 |
|
|
− |
0,405 |
|
2,808 |
|
|
0,42 |
|
2,702 |
|
|
0,435 |
|
2,604 |
|
|||||||||
300/39 |
|
0,096 |
|
|
− |
− |
− |
|
|
|
|
− |
|
− |
|
|
|
0,429 |
|
2,645 |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
400/51 |
|
0,073 |
|
|
− |
− |
− |
|
|
|
|
− |
|
− |
|
|
|
0,42 |
|
2,701 |
|
|||||||
500/64 |
|
0,059 |
|
|
− |
− |
− |
|
|
|
|
− |
|
− |
|
|
|
0,413 |
|
2,74 |
|
|||||||
Примечание. |
Зарядная |
мошность q0 подсчитывается для ВЛ 110−220 кВ по |
|
|||||||||||||||||||||||||
среднеэсплуатационному напряжению 1,05Uном. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
Таблица А.2 – Расчетные данные ВЛ 330−750 кВ со сталеалюминиевыми |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
проводами (табл. 3.8 [1]) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Fном, |
|
|
r0, Ом/км |
330 кВ |
|
|
|
|
|
500 кВ |
|
|
|
|
750 кВ |
|
|
|
|
|||||||||
2 |
|
x0, |
|
в0 |
|
|
|
|
x0, |
|
в0 |
|
|
|
x0, |
|
в0 |
|
|
|
||||||||
шт.хмм |
|
|
при |
|
10 |
– 6 |
, |
|
|
|
10 |
– 6 |
, |
|
|
|
10 |
– 6 |
, |
|
||||||||
|
|
|
|
+20 С |
Ом/км |
|
|
|
|
|
Ом/км |
|
|
|
|
Ом/км |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
См/км |
|
|
|
|
См/км |
|
|
|
|
См/км |
|
||||||||
2×240/32 |
|
|
0,059 |
0,331 |
|
3,79 |
|
|
− |
|
− |
|
|
|
− |
|
− |
|
|
|
||||||||
5×240/56 |
|
|
0,024 |
− |
|
− |
|
|
|
|
− |
|
− |
|
|
|
0,308 |
|
3,76 |
|
||||||||
2×300/39 |
|
|
0,048 |
0,328 |
|
3,41 |
|
|
− |
|
− |
|
|
|
− |
|
− |
|
|
|
||||||||
8×300/48 |
|
0,0123 |
− |
|
− |
|
|
|
|
− |
|
− |
|
|
|
− |
|
− |
|
|
|
|||||||
3×300/66 |
|
|
0,033 |
− |
|
− |
|
|
|
|
0,31 |
|
3,97 |
|
|
− |
|
− |
|
|
|
|||||||
5×300/66 |
|
|
0,02 |
− |
|
− |
|
|
|
|
− |
|
− |
|
|
|
0,288 |
|
4,11 |
|
||||||||
3×330/43 |
|
|
0,029 |
− |
|
− |
|
|
|
|
0,308 |
|
3,604 |
|
|
− |
|
− |
|
|
|
|||||||
8×330/43 |
|
0,0109 |
− |
|
− |
|
|
|
|
− |
|
− |
|
|
|
− |
|
− |
|
|
|
|||||||
2×400/51 |
|
0,0365 |
0,323 |
|
3,46 |
|
|
− |
|
− |
|
|
|
− |
|
− |
|
|
|
|||||||||
3×400/51 |
|
0,0243 |
− |
|
− |
|
|
|
|
0,306 |
|
3,623 |
|
|
− |
|
− |
|
|
|
||||||||
5×400/51 |
|
0,0146 |
− |
|
− |
|
|
|
|
− |
|
− |
|
|
|
0,286 |
|
4,13 |
|
|||||||||
4×400/64 |
|
0,0187 |
− |
|
− |
|
|
|
|
− |
|
− |
|
|
|
0,289 |
|
4,13 |
|
|||||||||
2×500/64 |
|
0,0295 |
0,32 |
|
3,497 |
|
|
− |
|
− |
|
|
|
− |
|
− |
|
|
|
|||||||||
3×500/64 |
|
0,0197 |
− |
|
− |
|
|
|
|
0,304 |
|
3,645 |
|
|
− |
|
− |
|
|
|
||||||||
4×500/64 |
|
0,0148 |
− |
|
− |
|
|
|
|
− |
|
− |
|
|
|
0,303 |
|
3,9 |
|
|
|
|||||||
Примечание |
. Зарядная |
мошность q0 подсчитывается для ВЛ 330 кВ по |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
среднеэсплуатному напряжению 1,05Uном. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Таблица А.3 − Потери на корону в ВЛ 330−750 кВ (табл. 7.7 [2])
|
|
|
|
|
Uном, кВ |
Fном, шт.хмм2 |
Pкнб, кВт/км |
|
Pкнм, кВт/км |
330 |
2х240/32 |
4,3 |
|
3,2 |
|
2х300/39 |
3,4 |
|
2,5 |
|
2х400/51 |
2,6 |
|
1,8 |
|
2х500/64 |
1,9 |
|
1,4 |
500 |
3х330/43 |
8,0 |
|
5,7 |
|
3х400/51 |
6,2 |
|
5,0 |
|
3х500/64 |
4,9 |
|
3,4 |
750 |
5х240/56 |
|
16,0 |
|
|
5х300/66 |
|
13,7 |
|
|
5х400/22 |
|
11,4 |
|
|
5х400/51 |
|
10,8 |
|
|
4х400/93 |
|
18,3 |
|
|
4х500/64 |
|
16,6 |
|
Примечание. При приближенных расчетах допускается принимать промежуточные значения ∆Ркор0, приведенные для соответствующего сечения.
1.Справочник по проектированию электрических сетей/ И.Г. Карапетян, Д.Л. Файбисович, И.М. Шапиро; Под ред. Д.Л. Файбисовича. – М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2005. – 320 с.
2.Справочник по проектированию электроэнергетических систем / В.В. Ершевич, А.Н. Зейлигер, Г.А. Илларионов и др.; Под ред. С.С. Рокотяна и И.М. Шапиро. – М.: Энергоатомиздат, 1985. – 352 с.