7семестр / ЭСС_ (Барбашов)ЭЗ-31(12.06.14) / Расчет РС (1-25 вар) / вар 23

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

«ХАРКІВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ»

КАФЕДРА «ПЕРЕДАЧА ЕЛЕКТРИЧНОЇ ЕНЕРГІЇ»

ЗАВДАННЯ

з курсу «Електричні системи та мережі»

«Визначення параметрів сталих режимів електричної мережі»

(вариант 23)

Виконав: студент групи _______

____________________________

Керівник: доц. Барбашов І.В.

Харків 2010

Схема разомкнутой электрической сети и исходные данные для расчетов

Схема разомкнутой электрической сети показана на рис. 1, исходные данные для расчетов приведены в табл. 1.

Рисунок 1 – Схема разомкнутой электрической сети

Перед выполнением соответствующего варианта расчетного задания необходимо по исходным данным (табл. 1) определить:

−для линий Л1 и Л2 – номинальное напряжение U_ном; сечение проводов; число цепей п_ц;

−для трансформаторов Т1 и Т2 – вид трансформаторов (двухобмоточные, трехобмоточные или автотрансформаторы); номинальные напряжения сети на высшей U_{ном в}, средней U_{ном с} и низшей U_{ном н} стороне; число трансформаторов п_т

Таблица 1 – Исходные данные для расчетов разомкнутой электрической сети (вариант 23)

Л1	Провод	1(3АСКС–400/51)
	L1,км	350
Т1	2АОДЦТН–167000/500/220
Л2	Провод	2(АС–400/51)
	L2,км	90
Т2	2ТРДН–40000/220
Sн1,МВА	220
Sн2,МВА	50
Sдоп,МВА	240

Примечания: 1. cos = 0,93; cos = 0,89; cos = 0,88; 2. U₀ = 1,05U_ном.

1. Составление схемы замещения электрической сети и определение ее параметров

Для линии Л1 напряжением U_ном = 500 кВ, выполненной проводами 1(3АСКС–400/51), удельные параметры, определяемые из табл. А.2 и А.3 [1], будут r₀ = 0,0250 Ом/км; x₀ = 0,3060 Ом/км; в₀ = 0,0362·10⁻⁴; ΔP_кор0 = 5,6 кВт/км; q₀ = 0,9050 Мвар/км.

Тогда параметры полной П-образной схемы замещения 1-цепной линии Л1 длиной L₁ = 350 км равны:

а) активное сопротивление

R_л1 = r₀ L₁/n_ц = 0,03250·350/1 = 8,75 Ом;

б) индуктивное сопротивление

X_л1 = x₀ L₁/n_ц = 0,3060·350/1 = 107,1 Ом;

в) активная проводимость

G_л1 = ΔP_кор0 L₁ n_ц/U_ном² = 5,6·350·1·10⁻³/500² = 7,84·10⁻⁶ См;

г) емкостная проводимость

B_л1 = b₀ L₁ n_ц = 0,0362·10⁻⁴·350·1 = 12,67·10⁻⁴ См.

Для линии Л2 напряжением U_ном = 220 кВ, выполненной проводами 2(АС–400/51), удельные параметры, определяемые из из табл. А.1 [1], будут

r₀ = 0,075 Ом/км; x₀ = 0,42 Ом/км; в₀ = 0,027·10⁻⁴; q₀ = 0,1440 Мвар/км.

Тогда параметры полной П-образной схемы замещения 2-цепной линии Л2 длиной L₂ = 110 км равны:

а) активное сопротивление

R_л2 = r₀ L₂/n_ц = 0,075·110/2 = 4,12 Ом;

б) индуктивное сопротивление

X_л2 = x₀ L₂/n_ц = 0,42·110/2 = 23,1 Ом;

в) емкостная проводимость

B_л2 = b₀ L₂ n_ц = 0,027·10⁻⁴·110·2 = 5,94·10⁻⁴ См.

Для автотрансформатора Т1 Для автотрансформатора Т1 типа 2АОДЦТН–167000/500/220 каталожные и расчетные данные, определяемые из из табл. А.17 [1], будут

S_н.т = 501 МВА; U_н.в = 500 кВ; U_н.с = 230 кВ; U_н.н = 38,5 кВ; R_в' = 0,66 Ом;

R_с' = 0,31 Ом; R_н' = 2,7 Ом; X_в' = 61,1 Ом; X_с' = 0 Ом; X_н' = 113,5 Ом;

ΔP_х' = 375 кВт; ΔQ_х' = 6012 квар.

Тогда параметры полной лучевой схемы замещения одного автотрансформатора Т1 равны:

а) активное сопротивление обмоток высшего, среднего и низшего напряжений

а) активное сопротивление обмоток высшего, среднего и низшего напряжений

R_в1 = R_в'/n_т = 0,66 /2 = 0,33 Ом;

R_с1 = R_с'/n_т = 0,31 /2 = 0,155 Ом;

R_н1 = R_н'/n_т = 2,7 /2 = 1,35 Ом;

б) индуктивное сопротивление обмоток высшего, среднего и низшего напряжений

X_в1 = X_в'/n_т = 61,1/2 = 30,55 Ом;

X_с1 = X_с'/n_т = 0/2 = 0 Ом;

X_н1 = X_н'/n_т = 113,5/5 = 56,75 Ом;

в) активные и реактивные проводимости

G_т1 = ΔP_х' n_т/U_н.в² = 375·2·10⁻³/500² = 0,3·10⁻⁶ См;

B_т1 = ΔQ_х' n_т/U_н.в² = 6012·2·10⁻³/500² = 4,80·10⁻⁵ См.

Для двухобмоточного трансформатора Т2 типа типа 2ТРДН–40000/220 каталожные и расчетные данные, определяемые из табл. А.10 [1], будут

S_н.т = 40 МВА; U_н.в = 230 кВ; U_н.н = 11,0 кВ; R_т' = 5,6 Ом; X_т' = 158,7 Ом;

ΔP_х' = 50 кВт; ΔQ_х' = 360 квар.

Тогда параметры полной Г-образной схемы замещения двух трансформаторов Т2 равны:

а) активное сопротивление

R_т2 = R_т'/n_т = 5,6/2 = 2,8 Ом;

б) индуктивное сопротивление

X_т2 = X_т'/n_т = 158,7/2 = 79,35 Ом;

в) активные и реактивные проводимости

G_т2 = ΔP_х' n_т/U_н.в² = 50·2·10⁻³/230² = 1,89·10⁻⁶ См;

B_т2 = ΔQ_х' n_т/U_н.в² = 360·2·10⁻³/230² = 1,36·10⁻⁶ См.

2. Составление расчетной схемы замещения электрической сети и определение ее параметров

Для линии Л1 параметры расчетной П-образной схемы замещения равны:

а) активное R_л1 и индуктивное Х_л1 сопротивления, принимаемые из расчетов по выражениям (2.1) и (2.2) [1], будут

R_л1 = 8,75 Ом; Х_л1 = 107,1 Ом;

б) потери активной мощности на корону

ΔP_кор1 = ΔP_кор0 L₁ n_ц = 5,6·10⁻³·350·1 = 1,96·МВт;

в) зарядная емкостная мощность линии

Q_зар1 = q₀ L₁ n_ц = 0,9050·350·1 = 316,75·Мвар.

Для линии Л2 параметры расчетной П-образной схемы замещения равны:

а) активное R_л2 и индуктивное Х_л2 сопротивления, принимаемые из расчетов по выражениям (2.1) и (2.2) [1], будут

R_л2 = 4,12 Ом; Х_л2 = 23,1 Ом;

б) зарядная емкостная мощность линии, Мвар

Q_зар2 = q₀ L₂ n_ц = 0,1440·110·2 = 31,68·Мвар.

Для автотрансформатора Т1 параметры расчетной лучевой схемы замещения, принимаемые из расчетов по выражениям (2.9) и (2.10) [1], равны

а) активное сопротивление обмоток высшего, среднего и низшего напряжений

R_в1 = 0,33 Ом; R_с1 = 0,155 Ом; R_н1 = 1,35 Ом;

б) индуктивное сопротивление обмоток высшего, среднего и низшего напряжений

X_в1 = 30,55 Ом; X_с1 = 0 Ом; X_н1 = 56,75 Ом;

в) активная и реактивная составляющие мощности холостого хода атотрансформатора

ΔP_х1 = ΔP_х' n_т = 375·10⁻³·21= 0,75 МВт;

ΔQ_х1 = ΔQ_х' n_т = 6012·10⁻³·1 = 12,02·Мвар.

Для двухобмоточных трансформаторов Т2 параметры расчетной Г-образной схемы замещения равны:

а) активное сопротивление

R_т2 = 2,8 Ом;

б) индуктивное сопротивление

X_т2 = 79,35 Ом;

в) активная и реактивная составляющие мощности холостого хода трансформатора

ΔP_х2 = ΔP_х' n_т = 50·10⁻³·2 = 0,1 МВт;

ΔQ_х2 = ΔQ_х' n_т = 360·10⁻³·2 = 0,72·Мвар.

Расчетные схемы замещения Л1, Т1, Л2, Т2, соединяются в общую расчетную схему замещения разомкнутой электрической сети, показанной на рис 2.

3. Определение значений мощности на участках расчетной схемы замещения электрической сети

S_н2 = 50·0,93 + j50·0,37 = (46,5 + j18,37) МВА;

S_в2' = S_н2 + ΔS_н2 = 46,5 + j18,37 + 0,144 + j4,09 = (46,64 + j22,47) МВА;

S_в2 = S_в2' + ΔS_х2 = 46,64 + j22,47 + 0,1 + j0,72 = (46,74 + j23,19) МВА;

S_л2^к = S_в2 = (46,74 + j23,19) МВА;

S_л2" = S_л2^к − jQ_зар2/2 = 46,74 + j23,19 − j15,84 = (46,74 + j7,35) МВА;

S_л2' = S_л2" + ΔS_л2 = 46,74 + j7,35 + 0,19 + j1,068 = (46,93 + j8,42) МВА;

S_л2^н = S_л2' − jQ_зар2/2 = 46,93 + j8,42 − j15,84 = (46,93 – j7,41) МВА;

S_доп = 240·0,86 + j240·0,46 = (206,4 + j122,47) МВА;

S_с1 = S_л2^н + S_доп = 46,93 – j7,41 + 206,4 + j122,47 = (253,33 + j115,05) МВА;

S_с1' = S_с1 + ΔS_с1 = 253,33 + j115,05 + 0,0408 + j0 = (253,38 + j115,05) МВА;

S_н1 = 220·0,89 + j220·0,46 = (195,8 + j100,31) МВА;

S_н1' = S_н1 + ΔS_н1 = 195,8 + j100,31 + 0,26 + j10,98 = (196,06 + j111,29) МВА;

S_в1" = S_с1' + S_н1' = 253,38 + j115,05 + 196,06 + j111,29 = (449,44 + j226,35)МВА;

S_в1 = S_в1'' + ΔS_х1 = 449,44 + j226,35 + 0,33 + j30,94 = (449,77 + j257,29) МВА;

S_в = S_в1 + ΔS_х = 449,77 + j257,29 + 0,75 + j12,02 = (450,52 + j269,32) МВА;

S_л1^к = S_в = (450,52 + j269,32) МВА;

S_л1" = S_л1^к + ΔP_кор1/2 − jQ_зар1/2 = 450,52 + j269,32 + 0,98 − j158,37 =

= (451,50 + j110,94) МВА;

S_л1' = S_л1" + ΔS_л1 = 451,50 + j110,94 + 7,56 + j92,60 = (459,07 + j203,55) МВА;

S_л1^н = S_л1' + ΔP_кор1/2 − jQ_зар1/2 = 459,07 + j203,55 +0,98 − j158,38 =

= (460,05 + j45,18) МВА.

4. Определение значений напряжения в узлах расчетной схемы замещения электрической сети

U₀ = 1,05U_ном = 1,025·500 = 512,5 кВ;

U₁ = 512,5 − (50,37 + j92,46) = (462,12 + j92,46) кВ;

U₁ = √(462,12² + 92,46²) = 471,28 кВ;

U₀^в = 471,28 – (16,99 + j28,97) = (454,28 + j28,97) кВ;

U₀^в = √(454,28² + 28,97²) = 455,21 кВ;

U_н^в = 455,21 – (14,45 + j24,11) = (440,75 + j24,11) кВ;

U_н^в = √(440,75² + 24,11²) = 441,41 кВ;

U_н.д = 33,98 кВ;

U_с^в = (455,125 – j0,039) кВ;

U_с^в = √(455,125² + 0,039²) = 455,12 кВ;

U_с.д = 209,35 кВ;

U₂ = 209,35 − 1,85 = 207,5 кВ;

U_н = 207,5 − 9,22 =198,27 кВ;

U_н2 = U_н2^в /k_в­н2 = 198,27/(230/11) = 9,48 кВ.

ЛИТЕРАТУРА

1. Электрические системы и сети. Учебно–методическое пособие по проведению практических занятий и выполнению расчетных заданий для студентов специальности 7.090602 "Электрические системы и сети"/ Барбашов И.В., Черкашина В.В.,. Шутенко О.В. ‑ Харьков: НТУ "ХПИ", 2007. – 116 с. – на русск. яз.