7семестр / ЭСС_ (Барбашов)ЭЗ-31(12.06.14) / Расчет РС (1-25 вар) / вар 16

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 16)

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 16)

Л1	Провод	3АС–500/64
	L1,км	290
Т1	2АТДЦТН–250000/500/110
Л2	Провод	2(АСКП–240/32)
	L2,км	25
Т2	2ТРДН–80000/110
Sн1,МВА	200
Sн2,МВА	100
Sдоп,МВА	-

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 (3АС–500/64), удельные параметры, определяемые из табл. А.2 и А.3 [1], будут r₀ = 0,0200 0м/км; x₀ = 0,3040 Ом/км; в₀ = 0,0364·10⁻⁴; ΔP_кор0 = 4,15 кВт/км; q₀ = 0,9100 Мвар/км.

Тогда параметры полной П-образной схемы замещения 1-цепной линии Л1 длиной L₁ = 290 км равны:

а) активное сопротивление

R_л1 = r₀ L₁/n_ц = 0,0200·290/1 = 5,8 Ом;

б) индуктивное сопротивление

X_л1 = x₀ L₁/n_ц = 0,3040·290/1 = 88,16 Ом;

в) активная проводимость

G_л1 = ΔP_кор0 L₁ n_ц/U_ном² = 4,15·290·1·10⁻³/500² = 4,81·10⁻⁶ См;

г) емкостная проводимость

B_л1 = b₀ L₁ n_ц = 0,0364·10⁻⁴·290·1 = 10,556·10⁻⁴ См.

Для линии Л2 напряжением U_ном = 110 кВ, выполненной проводами2(АСКП–240/32), удельные параметры, определяемые из из табл. А.1 [1], будут r₀ = 0,1200 Ом/км; x₀ = 0,4050 Ом/км; в₀ = 0,0281·10⁻⁴;

q₀ = 0,0375 Мвар/км. Тогда параметры полной П-образной схемы замещения 2-цепной линии Л2 длиной L₂ = 25 км равны:

а) активное сопротивление

R_л2 = r₀ L₂/n_ц = 0,1200·25/2 = 1,5 Ом;

б) индуктивное сопротивление

X_л2 = x₀ L₂/n_ц = 0,4050·25/2 = 5,0625 Ом;

в) емкостная проводимость

B_л2 = b₀ L₂ n_ц = 0,0281·10⁻⁴·25·2 = 1,405·10⁻⁴ См.

Для автотрансформатора Т1 типа 2АТДЦТН–250000/500/110 каталожные и расчетные данные, определяемые из из табл. А.17 [1], будут

S_н.т = 250 МВА; U_н.в = 500 кВ; U_н.с = 121 кВ; U_н.н = 38,5 кВ; R_в' = 2,28 Ом;

R_с' = 0,28 Ом; R_н' = 5,22 Ом; X_в' = 137,5 Ом; X_с' = 0 Ом; X_н' = 192,5 Ом;

ΔP_х' = 230 кВт; ΔQ_х' = 1125 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 = 2,28/2 = 1,4 Ом;

R_с1 = R_с'/n_т = 0,28 /2 = 0,14 Ом;

R_н1 = R_н'/n_т = 5,22/2 = 2,61 Ом;

б) индуктивное сопротивление обмоток высшего, среднего и низшего напряжений

X_в1 = X_в'/n_т = 131,5/2 = 68,75 Ом;

X_с1 = X_с'/n_т = 0/2 = 0 Ом;

X_н1 = X_н'/n_т = 192,5/2 = 96,25 Ом;

в) активные и реактивные проводимости

G_т1 = ΔP_х' n_т/U_н.в² =0,46·2·10⁻³/500² = 1,84·10⁻⁶ См;

B_т1 = ΔQ_х' n_ц/U_н.в² = 2,25·2·10⁻³/500² = 9,0·10⁻⁶ См.

Для двухобмоточного трансформатора Т2 типа 2ТРДН–80000/110каталожные и расчетные данные, определяемые из табл. А.10 [1], будут S_н.т = 80 МВА; U_н.в = 115 кВ; U_н.с = 38,5 кВ; U_н.н = 10,5 кВ; R_в' = 0,4 Ом;

R_с' = 0,4 Ом; R_н' = 0,4 Ом; X_в' = 18,6 Ом; X_с' = 0 Ом; X_н' = 11,9 Ом; ΔP_х' = 82 кВт; ΔQ_х' = 4800 квар.

Тогда параметры полной схемы замещения двух трансформаторов Т2 равны:

а) активное сопротивление

R_т2 = R_т'/n_т = 0,4/2 = 0,2 Ом;

б) индуктивное сопротивление

X_т2 = X_т'/n_т = 18,6/2 = 15,25 Ом;

в) активные и реактивные проводимости

G_т2 = ΔP_х' n_т/U_н.в² = 0,1640·2·10⁻³/115² = 1,2·10⁻⁶ См;

B_т2 = ΔQ_х' n_т/U_н.в² = 0,960·2·10⁻³/115² = 7,259·10⁻⁶ 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 = 5,8 Ом; Х_л1 = 88,16 Ом;

б) потери активной мощности на корону

ΔP_кор1 = ΔP_кор0 L₁ n_ц = 4,15·10⁻³·290·1 = 1,2035·МВт;

в) зарядная емкостная мощность линии

Q_зар1 = q₀ L₁ n_ц = 0,91·290·1 = 263,9·Мвар.

Для линии Л2 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_л2 = 1,5 Ом; Х_л2 = 5,0625 Ом;

б) зарядная емкостная мощность линии, Мвар

Q_зар2 = q₀ L₂ n_ц = 0,0375·25·2 = 1,875·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 = 1,14 Ом; R_с1 = 0,14 Ом; R_н1 = 2,61 Ом;

б) индуктивное сопротивление обмоток высшего, среднего и низшего напряжений

X_в1 = 68,75 Ом; X_с1 = 0 Ом; X_н1 = 96,25 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 = 1125·10⁻³·2 = 2,25·Мвар.

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

а) активное сопротивление

R_т2 = 0,4 Ом;

б) индуктивное сопротивление

X_т2 = 15,25 Ом;

в) активная и реактивная составляющие мощности холостого хода трансформатора

ΔP_х2 = ΔP_х' n_т = 82·10⁻³·2 = 0,1640 МВт;

ΔQ_х2 = ΔQ_х' n_т = 4800·10⁻³·2 = 0,96·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 + j36,756) МВА;

S_в2' = S_н2 + ΔS_н2 = 93,5 + j36,756 + 0,33 + j12,6 = (93,33 + j49,35) МВА;

S_в2 = S_в2' + ΔS_х2 = 93,33 + j49,35 + 0,16 + j0,96 = (93,49 + j50,31) МВА;

S_л2^к = S_в2 = (93,49 + j50,31) МВА;

S_л2" = S_л2^к − jQ_зар2/2 = 93,49 + j50,31− j0,93 = (93,49 + j49,38) МВА;

S_л2' = S_л2" + ΔS_л2 = 93,49 + j49,38 + (93,49² + 49,38²)/110²·(1,38 + j4,67) =

= (94,88 + j54,05) МВА;

S_л2^н = S_л2' − jQ_зар2/2 = 94,88 + j54,05 − j0,93 = (94,88 + j53,12) МВА;

S_доп = 0 МВА;

S_с1 = S_л2^н + S_доп = 94,88 + j53,12 МВА;

S_с1' = S_с1 + ΔS_с1 = 94,88 + j53,12+ (94,88² + 53,12²)/330²·(0,0066 + j0) =

= (94,8871 + j53,12) МВА;

S_н1 = 200·0,89 + j200·0,46 = (178,0 + j91,19) МВА;

S_н1' = S_н1 + ΔS_н1 = 178,0 + j91,19 + (178,0² + 91,194²)/330²·(0,41 + j15,4) =

= (178,41 + j106,59) МВА;

S_в1" = S_с1' + S_н1' = 94,8871 + j53,12+ 178,41 + j106,59 = (273,30 + j159,71) МВА;

S_в1' = S_в1" + ΔS_в1 = 273,30 + j159,71 + (273,30² + 159,71²)/330²·(0,45 + j27,55) =

= (273,76 + j187,27) МВА;

S_в1 = S_в1' + ΔS_х1 = 273,76 + j187,27+ 0,46 + j2,25 = (274,22 + j189,52) МВА;

S_л1^к = S_в1 = (274,22 + j189,52) МВА;

S_л1" = S_л1^к + ΔP_кор1/2 − jQ_зар1/2 = 274,22 + j189,52+ 0,6 − j131,95 =

= (274,82 + j57,57) МВА;

S_л1' = S_л1" + ΔS_л1 = 274,82 + j57,57 + (274,82² + 57,57²)/330²·(1,82 + j27,8) =

= (276,65 + j85,37) МВА;

S_л1^н = S_л1' + ΔP_кор1/2 − jQ_зар1/2 = 276,65 + j85,37 + 0,6 − j131,95 =

= (277,25 – j46,57) 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 − (276,65 5,8 + 85,37·88,16)/512,5 −

− j(276,65 88,16 − 85,37·5,8)/512,5 = (494,68 − j46,62) кВ;

U₁ = √(494,68² + 46,62²) = 496,87 кВ;

U₀^в = 496,87 − (273,76·1,14 + 187,27·68,75)/496,87 −

− j(273,76·68,75 − 187,27·1,14)/496,87 = (470,33 − j37,44) кВ;

U₀^в = √(470,33 ² + 37,44²) = 471,82 кВ;

U_н1^в = 471,82 − (178,41·2,6 + 106,59·96,25)/471,82 −

− j(178,41·96,25 − 106,59·2,6)/471,8 = (449,09 − j35,80) кВ;

U_н1^в = √(449,09² + 35,80²) = 450,51 кВ;

U_н1 = U_н1^в/k_в­н1 = 307,31 /(330/38,5) = 450,51 кВ;

U_с^в = 450,51 − (94,88·0,14 + 53,12·0)/450,51 − j(94,88·0 − 53,12·0,14)/450,51 =

= (471,79 – j0,015) кВ;

U_с^в = √(471,79 ² + 0,015²) = 471,79 кВ;

U_с = U_с^в/k_в­с1 = 471,79/(500/121) = 114,17 кВ;

U₂ = 114,17 − (93,49·1,5 + 49,38·5,06)/114,17 = 110,53 кВ;

U_н2^в = 110,53 − (93,33·0,4 + 49,35·15,25)/110,53 = 103,38 кВ;

U_н2 = U_н2^в /k_в­н2 = 103,38/(115/10,5) = 9,43 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.