7семестр / ЭСС_ (Барбашов)ЭЗ-31(12.06.14) / Расчет РС (1-25 вар) / вар 18

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 18)

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 18)

Л1	Провод	2(3АСКП)–330/43
	L1,км	330
Т1	АТДЦТН–500000/500/220
Л2	Провод	2(АСК–240/32)
	L2,км	120
Т2	2ТРДЦН–63000/220
Sн1,МВА	-
Sн2,МВА	80
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 2(3АСКП)–330/43, удельные параметры, определяемые из табл. А.2 и А.3 [1], будут r₀ = 0,0290 Ом/км; x₀ = 0,3080 Ом/км; в₀ = 0,036·10⁻⁴; ΔP_кор0 = 6,85 кВт/км; q₀ = 0,9 Мвар/км.

Тогда параметры полной П-образной схемы замещения 1-цепной линии Л1 длиной L₁ = 330 км равны:

а) активное сопротивление

R_л1 = r₀ L₁/n_ц = 0,0290·330/2 = 4,78 Ом;

б) индуктивное сопротивление

X_л1 = x₀ L₁/n_ц = 0,3080·330/2 = 50,82 Ом;

в) активная проводимость

G_л1 = ΔP_кор0 L₁ n_ц/U_ном² = 6,85·330·2·10⁻³/500² = 0,18·10⁻⁶ См;

г) емкостная проводимость

B_л1 = b₀ L₁ n_ц = 0,036·10⁻⁴·330·2 = 23,76·10⁻⁴ См.

Для линии Л2 напряжением U_ном = 220 кВ, выполненной проводами 2(АСК–240/32), удельные параметры, определяемые из из табл. А.1 [1], будут

r₀ = 0,1210 Ом/км; x₀ = 0,4250 Ом/км; в₀ = 0,0266·10⁻⁴; q₀ = 0,139 Мвар/км.

Тогда параметры полной П-образной схемы замещения 2-цепной линии Л2 длиной L₂ = 120 км равны:

а) активное сопротивление

R_л2 = r₀ L₂/n_ц = 0,1210·120/2 = 7,26 Ом;

б) индуктивное сопротивление

X_л2 = x₀ L₂/n_ц = 0,4250·120/2 = 25,5 Ом;

в) емкостная проводимость

B_л2 = b₀ L₂ n_ц = 0,0266·10⁻⁴·120·2 = 6,24·10⁻⁴ 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

R_в1 = R_в'/n_т = 1,05/1 = 1,05 Ом;

R_с1 = R_с'/n_т = 1,05/1 = 1,05 Ом;

R_н1 = R_н'/n_т = 0 Ом;

б) индуктивное сопротивление обмоток высшего, среднего и низшего напряжений

X_в1 = X_в'/n_т = 57,5/1 = 57,5 Ом;

X_с1 = X_с'/n_т = 0/1 = 0 Ом;

X_н1 = X_н'/n_т = 0/1 = 0 Ом;

в) активные и реактивные проводимости

G_т1 = ΔP_х' n_т/U_н.в² = 230·1·10⁻³/500² = 0,92·10⁻⁶ См;

B_т1 = ΔQ_х' n_ц/U_н.в² = 1500·1·10⁻³/500² = 6,0·10⁻⁶ См.

Для двухобмоточного трансформатора Т2 типа 2ТРДЦН–63000/220 каталожные и расчетные данные, определяемые из табл. А.10 [1], будут

S_н.т = 63 МВА; U_н.в = 230 кВ; U_н.н = 11,0 кВ; R_т' = 3,9 Ом; X_т' = 100,7 Ом;

ΔP_х' = 82 кВт; ΔQ_х' = 504 квар.

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

а) активное сопротивление

R_т2 = R_т'/n_т = 3,9/2 = 1,95 Ом;

б) индуктивное сопротивление

X_т2 = X_т'/n_т = 100,7/2 = 50,35 Ом;

в) активные и реактивные проводимости

G_т2 = ΔP_х' n_т/U_н.в² = 82·2·10⁻³/230² = 3,1·10⁻⁶ См;

B_т2 = ΔQ_х' n_т/U_н.в² = 504·2·10⁻³/230² = 0,19·10⁻⁶ 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) из [1], будут

R_л1 = 4,78 Ом; Х_л1 = 50,82 Ом;

б) потери активной мощности на корону

ΔP_кор1 = ΔP_кор0 L₁ n_ц = 6,85·10⁻³·330·2 = 4,52·МВт;

в) зарядная емкостная мощность линии

Q_зар1 = q₀ L₁ n_ц = 0,9·330·2 = 594,0·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) из [1], будут

R_л2 = 7,26 Ом; Х_л2 = 25,5 Ом;

б) зарядная емкостная мощность линии, Мвар

Q_зар2 = q₀ L₂ n_ц = 0,139·220·2 = 33,36·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 = 1,05 Ом; R_с1 = 1,05 Ом; R_н1 = 0 Ом;

б) индуктивное сопротивление обмоток высшего, среднего и низшего напряжений

X_в1 = 57,5 Ом; X_с1 = 0 Ом; X_н1 = 213,4 Ом;

в) активная и реактивная составляющие мощности холостого хода атотрансформатора

ΔP_х1 = ΔP_х' n_т = 230·10⁻³·1 = 0,23 МВт;

ΔQ_х1 = ΔQ_х' n_т = 1500·10⁻³·1 = 1,5·Мвар.

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

а) активное сопротивление

R_т2 = 1,95 Ом;

б) индуктивное сопротивление

X_т2 = 50,35 Ом;

в) активная и реактивная составляющие мощности холостого хода трансформатора

ΔP_х2 = ΔP_х' n_т = 82·10⁻³·2 = 0,16 МВт;

ΔQ_х2 = ΔQ_х' n_т = 504·10⁻³·2 = 1,008·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 = 80·0,93 + j80·0,37 = (74,4 + j29,4) МВА;

S_в2' = S_н2 + ΔS_н2 = 74,4 + j29,4 + 0,25 + j6,65 = (74,65 + j36,06) МВА;

S_в2 = S_в2' + ΔS_х2 = 74,65 + j36,06 + 0,16 + j1,008 = (74,82 + j37,07) МВА;

S_л2^к = S_в2 = (74,82 + j37,07) МВА;

S_л2" = S_л2^к − jQ_зар2/2 = 74,82 + j37,07 − j16,68 = (74,82 + j20,39) МВА;

S_л2' = S_л2" + ΔS_л2 = 74,82 + j20,39+ 0,902 + j3,16 = (75,72 + j23,55) МВА;

S_л2^н = S_л2' − jQ_зар2/2 = 75,72 + j23,55 − j16,68 = (75,72 + j6,87) МВА;

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

S_с1 = S_л2^н + S_доп = 75,72 + j6,87 + 344,0 + j204,11 = (419,72 + j210,99) МВА;

S_с1' = S_с1 + ΔS_с1 = 419,72 + j210,99 +0,92 + j0 = (420,65 + j210,99) МВА;

S_н = 0 МВА;

S_в1" = S_с1' + S_н1' = 420,65 + j210,99 + 0 = (420,65 + j210,99) МВА;

S_в1' = S_в1" + ΔS_в1 = 420,65 + j210,99 + 0,93 + j50,93 = (421,58 + j261,93) МВА;

S_в1 = S_в1' + ΔS_х1 = 421,58 + j261,93+ 0,23 + j1,5 = (421,81 + j263,43) МВА;

S_л1^к = S_в1 = (421,81 + j263,43) МВА;

S_л1" = S_л1^к + ΔP_кор1/2 − jQ_зар1/2 = 421,81 + j263,43+ 2,264 − j297,0 =

= (424,07 – j33,56) МВА;

S_л1' = S_л1" + ΔS_л1 = 424,07 – j33,56 +3,46 + j36,78) = (427,53 + j3,2) МВА;

S_л1^н = S_л1' + ΔP_кор1/2 − jQ_зар1/2 = 427,53 + j3,2 + 2,264 − j297,0 =

= (429,79 – j293,77) 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 − (4,31 + j42,36) = (508,18 + j42,36) кВ;

U₁ = √(508,18 ² + 42,36²) = 509,95 кВ;

U₀^в = 509,95 – (30,40 + j46,99) = (479,54 − j46,99) кВ;

U₀^в = √(479,54² + 46,99²) = 481,84 кВ;

U_н = 0 кВ;

U_с^в = 481,84 − (0,91 – j0,45) = (480,92 – j0,45) кВ;

U_с^в = √(480,92 ² + 0,45²) = 480,93 кВ;

U_с = U_с^в/k_в­с1 = 480,93/(500/230) = 221,22 кВ;

U₂ = 221,22 − 5,2 = 216,02 кВ;

U_н2^в = 216,02 − 9,07 =206,94 кВ;

U_н2 = U_н2^в /k_в­н2 = 206,94/(230/11) = 9,89 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.