7семестр / ЭСС_ (Барбашов)ЭЗ-31(12.06.14) / Расчет РС (1-25 вар) / вар 19

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 19)

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 19)

Л1	Провод	1(3АСКС–400/51)
	L1,км	300
Т1	2АТДЦТН–500000/220
Л2	Провод	2(АС–300/39)
	L2,км	30
Т2	2ТРДЦН–100000/220
Sн1,МВА	-
Sн2,МВА	100
Sдоп,МВА	400

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 = 300 км равны:

а) активное сопротивление

R_л1 = r₀ L₁/n_ц = 0,03250·300/1 = 7,5 Ом;

б) индуктивное сопротивление

X_л1 = x₀ L₁/n_ц = 0,3060·300/1 = 91,8 Ом;

в) активная проводимость

G_л1 = ΔP_кор0 L₁ n_ц/U_ном² = 5,6·300·1·10⁻³/500² = 6,72·10⁻⁶ См;

г) емкостная проводимость

B_л1 = b₀ L₁ n_ц = 0,0362·10⁻⁴·300·1 = 10,86·10⁻⁴ См.

Для линии Л2 напряжением U_ном = 220 кВ, выполненной проводами 2(АС–300/39), удельные параметры, определяемые из из табл. А.1 [1], будут

r₀ = 0,0980 Ом/км; x₀ = 0,4290 Ом/км; в₀ = 0,0264·10⁻⁴; q₀ = 0,1410 Мвар/км.

Тогда параметры полной П-образной схемы замещения 2-цепной линии Л2 длиной L₂ = 100 км равны:

а) активное сопротивление

R_л2 = r₀ L₂/n_ц = 0,0980·100/2 = 4,9 Ом;

б) индуктивное сопротивление

X_л2 = x₀ L₂/n_ц = 0,4290·100/2 = 21,45 Ом;

в) емкостная проводимость

B_л2 = b₀ L₂ n_ц = 0,0264·10⁻⁴·100·2 = 5,28·10⁻⁴ См.

Для автотрансформатора Т1 типа АТДЦТН–500000/500/220 каталожные и расчетные данные, определяемые из из табл. А.17 [1], будут

S_н.т = 500 МВА; U_н.в = 500 кВ; U_н.с = 230 кВ; U_н.н = 0 кВ; R_в' = 1,05 Ом;

R_с' = 1,05 Ом; R_н' = 0 Ом; X_в' = 57,5 Ом; X_с' = 0 Ом; X_н' = 0 Ом;

ΔP_х' = 230 кВт; ΔQ_х' = 1500 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 = 1,05/2 = 0,525 Ом;

R_с1 = R_с'/n_т = 1,05/2 = 0,525 Ом;

R_н1 = R_н'/n_т = 0 Ом;

б) индуктивное сопротивление обмоток высшего, среднего и низшего напряжений

X_в1 = X_в'/n_т = 57,5/2 = 28,75 Ом;

X_с1 = X_с'/n_т = 0/2 = 0 Ом;

X_н1 = X_н'/n_т = 0/2 = 0 Ом;

в) активные и реактивные проводимости

G_т1 = ΔP_х' n_т/U_н.в² = 230·2·10⁻³/500² = 1,84·10⁻⁶ См;

B_т1 = ΔQ_х' n_т/U_н.в² = 1500·2·10⁻³/500² = 0,12·10⁻⁴ См.

Для двухобмоточного трансформатора Т2 типа 2ТРДЦН–100000/220 каталожные и расчетные данные, определяемые из табл. А.10 [1], будут

S_н.т = 100 МВА; U_н.в = 230 кВ; U_н.н = 11 кВ; R_т' = 1,9 Ом; X_т' = 63,5 Ом;

ΔP_х' = 115 кВт; ΔQ_х' = 700 квар.

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

а) активное сопротивление

R_т2 = R_т'/n_т = 1,9/2 = 0,95 Ом;

б) индуктивное сопротивление

X_т2 = X_т'/n_т = 63,5/2 = 31,75 Ом;

в) активные и реактивные проводимости

G_т2 = ΔP_х' n_т/U_н.в² = 115·2·10⁻³/230² = 4,34·10⁻⁶ См;

B_т2 = ΔQ_х' n_т/U_н.в² = 700·2·10⁻³/230² = 2,6·10⁻⁶ 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 = 7,5 Ом; Х_л1 = 91,8 Ом;

б) потери активной мощности на корону

ΔP_кор1 = ΔP_кор0 L₁ n_ц = 5,6·10⁻³·300·1 = 1,68·МВт;

в) зарядная емкостная мощность линии

Q_зар1 = q₀ L₁ n_ц = 0,9050·300·1 = 271,5·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 = 4,9 Ом; Х_л2 = 21,45 Ом;

б) зарядная емкостная мощность линии, Мвар

Q_зар2 = q₀ L₂ n_ц = 0,1410·100·2 = 28,2·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 = 0,525 Ом; R_с1 = 0,525 Ом; R_н1 = 0 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 = 230·10⁻³·2 = 0,46 МВт;

ΔQ_х1 = ΔQ_х' n_т = 1500·10⁻³·2 = 3,0·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 = 0,95 Ом;

б) индуктивное сопротивление

X_т2 = 31,75 Ом;

в) активная и реактивная составляющие мощности холостого хода трансформатора

ΔP_х2 = ΔP_х' n_т = 115·10⁻³·2 = 0,23 МВт;

ΔQ_х2 = ΔQ_х' n_т = 700·10⁻³·2 = 1,4·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 = 100·0,93 + j100·0,37 = (93,0 + j36,75) МВА;

S_в2' = S_н2 + ΔS_н2 = 93,0 + j36,75 + 0,19 + j6,55 = (93,19 + j43,31) МВА;

S_в2 = S_в2' + ΔS_х2 = 93,19 + j43,31+ 0,23 + j1,4 = (93,42 + j44,71) МВА;

S_л2^к = S_в2 = (93,42 + j44,71) МВА;

S_л2" = S_л2^к − jQ_зар2/2 = 93,42 + j44,71 − j14,1 = (93,42 + j30,61) МВА;

S_л2' = S_л2" + ΔS_л2 = 93,42 + j44,71 + 0,97 + j4,28 = (93,40 + j34,89) МВА;

S_л2^н = S_л2' − jQ_зар2/2 = 93,40 + j34,89 − j14,1 = (93,40 + j20,79) МВА;

S_доп = 400·0,86 + j400·0,51 = (344,0 + j204,11) МВА;

S_с1 = S_л2^н + S_доп = 93,40 + j20,79 + 344,0 + j204,11 = (438,40 + j224,91) МВА;

S_с1' = S_с1 + ΔS_с1 = 438,40 + j224,91 +0,50 + j0 = (438,91 + j224,91) МВА;

S_н1 = 0 МВА;

S_в1" = S_с1' + S_н1' = 438,91 + j224,91 + 0 = (438,91 + j224,91) МВА;

S_в1' = S_в1" + ΔS_в1 = 438,91 + j224,91 + 0,51 + j27,97 = (439,42 + j252,88) МВА;

S_в1 = S_в1' + ΔS_х1 = 439,42 + j252,88 + 0,46 + j3 = (439,88 + j255,88) МВА;

S_л1^к = S_в1 = (439,88 + j255,88) МВА;

S_л1" = S_л1^к + ΔP_кор1/2 − jQ_зар1/2 = 439,88 + j255,88+ 0,84 − j135,75 =

= (440,72 + j120,13) МВА;

S_л1' = S_л1" + ΔS_л1 = 440,72 + j120,13+6,26 + j76,62 = (446,98 + j196,36) МВА;

S_л1^н = S_л1' + ΔP_кор1/2 − jQ_зар1/2 = 446,98 + j196,36 + 0,84 − j135,75 =

= (447,82 + j61,01) 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 − (41,78 + j77,18) = (470,71 + j77,18) кВ;

U₁ = √(470,71 ² + 77,18²) = 477,0 кВ;

U₀^в = 477,0 – (15,72 + j26,2) = (461,274 − j26,2) кВ;

U₀^в = √(461,274 ² + 26,2²) = 462,01 кВ;

U_н = 0 кВ;

U_с^в = 462,01 − (0,49 – j0,45) = (480,92 – j0,45) кВ;

U_с^в = √(480,92 ² + 0,25²) = 461,51 кВ;

U_с = U_с^в/k_в­с1 = 461,51 /(500/230) = 212,29 кВ;

U₂ = 212,29 − 5,7 = 206,59 кВ;

U_н2^в = 206,59 − 7,08 =199,50 кВ;

U_н2 = U_н2^в /k_в­н2 = 199,50 /(230/11) = 9,54 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.