7семестр / ЭСС_ (Барбашов)ЭЗ-31(12.06.14) / Расчет РС (1-25 вар) / вар 21

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 21)

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. 1.1) 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 21)

Л1	Провод	2(3АСК–З00/66)
	L1,км	340
Т1	1АОДЦТН–267000/500/220
Л2	Провод	2(АСКС–500/64)
	L2,км	80
Т2	2ТДТН–25000/220
Sн1,МВА	180
Sн2,МВА	30
Sдоп,МВА	500

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

2. Составление схемы замещения электрической сети и определение ее параметров

Для линии Л1 напряжением U_ном = 500 кВ, выполненной проводами 2(3АСКС–300/66), удельные параметры, определяемые из табл. А.2 и А.3 [1], будут r₀ = 0,0340 Ом/км; x₀ = 0,3100 Ом/км; в₀ = 0,0397·10⁻⁴;

ΔP_кор0 = 6,85 кВт/км; q₀ = 0,992 Мвар/км.

Тогда параметры полной П-образной схемы замещения 1-цепной линии Л1 длиной L₁ = 340 км равны:

а) активное сопротивление

R_л1 = r₀ L₁/n_ц = 0,0340·340/2 = 5,78 Ом;

б) индуктивное сопротивление

X_л1 = x₀ L₁/n_ц = 0,3100·340/2 = 52,7 Ом;

в) активная проводимость

G_л1 = ΔP_кор0 L₁ n_ц/U_ном² = 6,8·340·2·10⁻³/500² = 0,186·10⁻⁶ См;

г) емкостная проводимость

B_л1 = b₀ L₁ n_ц = 0,0397·10⁻⁴·340·2 = 26,99·10⁻⁴ См.

Для линии Л2 напряжением U_ном = 220 кВ, выполненной проводами 2(АСКС–500/64), удельные параметры, определяемые из из табл. А.1 [1], будут r₀ = 0,06 Ом/км; x₀ = 0,413 Ом/км; в₀ = 0,0274·10⁻⁴; q₀ = 0,1460 Мвар/км.

Тогда параметры полной П-образной схемы замещения 2-цепной линии Л2 длиной L₂ = 70 км равны:

а) активное сопротивление

R_л2 = r₀ L₂/n_ц = 0,06·70/2 = 2,1 Ом;

б) индуктивное сопротивление

X_л2 = x₀ L₂/n_ц = 0,413·70/2 = 14,455 Ом;

в) емкостная проводимость

B_л2 = b₀ L₂ n_ц = 0,0274·10⁻⁴·70·2 = 3,83·10⁻⁴ См.

Для автотрансформатора Т1 типа 1АОДЦТН–267000/500/220 каталожные и расчетные данные, определяемые из из табл. А.17 [1], будут

S_н.т = 801 МВА; U_н.в = 500 кВ; U_н.с = 230 кВ; U_н.н = 38,5 кВ; R_в' = 0,28 Ом;

R_с' = 0,28 Ом; R_н' = 1,12 Ом; X_в' = 39,8 Ом; X_с' = 0 Ом; X_н' = 75,6 Ом;

ΔP_х' = 450 кВт; ΔQ_х' = 8409 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 = 0,28 /1 = 0,28 Ом;

R_с1 = R_с'/n_т = 0,28 /1 = 0,28 Ом;

R_н1 = R_н'/n_т = 1,12 /1 =1,12 Ом;

б) индуктивное сопротивление обмоток высшего, среднего и низшего напряжений

X_в1 = X_в'/n_т = 39,8/1 = 39,8 Ом;

X_с1 = X_с'/n_т = 0/2 = 0 Ом;

X_н1 = X_н'/n_т = 75,6/1 = 75,6 Ом;

в) активные и реактивные проводимости

G_т1 = ΔP_х' n_т/U_н.в² = 450·1·10⁻³/500² = 1,8·10⁻⁶ См;

B_т1 = ΔQ_х' n_т/U_н.в² = 8409·1·10⁻³/500² = 3,36·10⁻⁵ См.

Для двухобмоточного трансформатора Т2 типа 2ТДТН–25000/220 каталожные и расчетные данные, определяемые из табл. А.10 [1], будут

S_н.т = 25 МВА; U_н.в = 230 кВ; U_н.с = 38,5 кВ; U_н.н = 11 кВ; R_т' = 5,7 Ом;

X_в' = 275 Ом; X_с' = 0 Ом; X_н' = 148 Ом; ΔP_х' = 50 кВт; ΔQ_х' = 300 квар.

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

а) активное сопротивление

R_т2 = R_т'/n_т = 5,7/2 = 0,54 Ом;

б) индуктивное сопротивление

X_т2 = X_т'/n_т = 275/2 = 211,5 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 = 300·2·10⁻³/230² = 1,13·10⁻⁵ 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 = 5,7 Ом; Х_л1 = 52,7 Ом;

б) потери активной мощности на корону

ΔP_кор1 = ΔP_кор0 L₁ n_ц = 6,85·10⁻³·340·2 = 4,65·МВт;

в) зарядная емкостная мощность линии

Q_зар1 = q₀ L₁ n_ц = 0,99·340·2 = 674,56·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 = 2,1 Ом; Х_л2 = 14,45 Ом;

б) зарядная емкостная мощность линии, Мвар

Q_зар2 = q₀ L₂ n_ц = 0,1460·70·2 = 20,44·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 = 0,28 Ом; R_с1 = 0,28 Ом; R_н1 = 1,12 Ом;

б) индуктивное сопротивление обмоток высшего, среднего и низшего напряжений

X_в1 = 28,75 Ом; X_с1 = 0 Ом; X_н1 = 0 Ом;

в) активная и реактивная составляющие мощности холостого хода атотрансформатора

ΔP_х1 = ΔP_х' n_т = 450·10⁻³·21= 0,45 МВт;

ΔQ_х1 = ΔQ_х' n_т = 8409·10⁻³·1 = 8,4·Мвар.

Для двухобмоточных трансформаторов Т2 параметры расчетной Г-образной схемы замещения, принимаемые из расчетов по выражениям (2.5) и (2.6) [1], равны:

а) активное сопротивление

R_т2 = 5,7 Ом;

б) индуктивное сопротивление

X_т2 = 211,5 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 = 300·10⁻³·2 = 0,6·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 = 30·0,93 + j30·0,37 = (27,9 + j11,02) МВА;

S_в2' = S_н2 + ΔS_н2 = 27,9 + j11,02 + 0,106 + j3,93 = (28,0 + j14,95) МВА;

S_в2 = S_в2' + ΔS_х2 = 28,0 + j14,95 + 0,1 + j0,6 = (28,1 + j15,55) МВА;

S_л2^к = S_в2 = (28,1 + j15,55) МВА;

S_л2" = S_л2^к − jQ_зар2/2 = 28,1 + j15,55 − j10,22 = (28,106 + j5,33) МВА;

S_л2' = S_л2" + ΔS_л2 = 28,106 + j5,33 + 0,035 + j0,24 = (28,14 + j5,58) МВА;

S_л2^н = S_л2' − jQ_зар2/2 = 28,14 + j5,58 − j10,22 = (28,14 – j4,63) МВА;

S_доп = 500·0,86 + j500·0,51 = (430,0 + j255,14) МВА;

S_с1 = S_л2^н + S_доп = 28,14 – j4,63 + 430,0 + j255,14 = (458,14 + j250,51) МВА;

S_с1' = S_с1 + ΔS_с1 = 458,14 + j250,51 +0,305 + j0 = (458,44 + j250,51) МВА;

S_н1 = 180·0,89 + j180·0,46 = (160,2 + j82,07) МВА;

S_н1' = S_н1 + ΔS_н1 = 160,2 + j82,07 + 0,14 + j9,79 = (160,34 + j91,87) МВА;

S_в1" = S_с1' + S_н1' = 458,44 + j250,51 + 160,34 + j91,87 = (618,79 + j342,38) МВА;

S_в1 = S_в1'' + ΔS_х1 = 618,79 + j342,38 + 0,56 + j79,62 = (619,35 + j422,0) МВА;

S_в = S_в + ΔS_х = 619,35 + j422,0+ 0,45 + j8,4 = (619,80 + j430,41) МВА;

S_л1^к = S_в1 = (619,80 + j430,41) МВА;

S_л1" = S_л1^к + ΔP_кор1/2 − jQ_зар1/2 = 619,80 + j430,41+ 2,33 − j337,28 =

= (622,13 + j93,13) МВА;

S_л1' = S_л1" + ΔS_л1 = 622,13 + j93,13 + 9,14 + j83,41 = (631,28 + j176,54) МВА;

S_л1^н = S_л1' + ΔP_кор1/2 − jQ_зар1/2 = 631,28 + j176,54 + 2,32 − j337,28 =

= (633,69 − j160,73) 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 − (25,27 + j62,92) = (487,22 + j62,92) кВ;

U₁ = √(487,22 ² + 62,92²) = 491,27 кВ;

U₀^в = 491,27 – (34,54 + j49,93) = (456,73 + j49,93) кВ;

U₀^в = √(456,73² + 49,93²) = 459,45 кВ;

U_н^в =459,45 – (15,5 + j26,15) = (443,94 + j26,15) кВ;

U_н^в = √(443,94² + 26,15²) = 444,71 кВ;

U_н.д = 34,24 кВ;

U_с^в = (459,17 – j0,15) кВ;

U_с^в = √(459,17² + 0,15²) = 459,17 кВ;

U_с.д = 211,21 кВ;

U₂ = 211,21 − 0,66 = 210,55 кВ;

U_н = 210,55 − 15,78 =194,77 кВ;

U_н2 = U_н2^в /k_в­н2 = 194,76/(230/11) = 9,31 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.