книги из ГПНТБ / Расчеты и анализ режимов работы сетей учеб. пособие

в коэффициентах трансформации должно быть учтено введе­ нием в схему замещения э. д. с. АЕ н. Эта э. д. с. на стороне низшего напряжения, равная АЕ н = 0,4—0,38 = 0,02 кВ,

Ц/вм=

после приведения к стороне высшего напряжения составит:

А£ = - ^ - 6 = 0,3 кВ.

0,4 ’

На рис. 1-21 показана схема замещения параллельно работающих трансформаторов, все параметры которой при-

BPx.xi'J21Q-x.x

Рис. 1-21.

ведены к высшему напряжению по номинальному коэффи­ циенту трансформации. В замкнутом контуре этой схемы действует э. д. с. АЕ, вызывающая протекание уравнитель­

38

Складывая алгебраически уравнительную мощность с мощностями трансформаторов, найденными при условии

распределения их обратно пропорционально сопротивле­ ниям трансформаторов, найдем:

50,за = 230 - 6 1 ,7 + / (1 8 7 - 184) =

= 168,3+ /3,0= 168,3 кВ-А ;

*-+75= 570 + 61,7 + / (413 + 184) = 631,7 + /597

= 8 6 7 / 4 3 ,4 ° кВ-А ;

Таким образом установлено, что работа трансформаторов с разными коэффициентами трансформации привела к пере­ грузке одного из них и существенному снижению нагрузки другого.

Задача 1-17

мещения неизменным полным сопротивлением, приведен­ ным к напряжению ПО кВ. Расчет выполнить: 1) при после­ довательном соединении активного и индуктивного сопро­ тивлений; 2) при параллельном соединении активного и индуктивного сопротивлений.

110кВ

Решение. 1. При последовательном соединении актив­ ного и индуктивного сопротивлений полное сопротивление,

39

представляющее заданную нагрузку в схеме замещения

(рис. 1-22), равно;

t* = ra+ ]Xu= y ^ i+l52 (cos ф„ + / Sin фн) =

ха ——j-g— = 807 Ом.

Задача 1-18

Расчетная нагрузка подстанции, приведенная к напря­ жению ПО кВ, составляет 5 Н= 20 + /15 кВ-А . Требуется построить статические характеристики нагрузки в имено-

Т а б л и ц а 1-4

40-

ванных единицах, воспользовавшись типовыми характери­ стиками комплексной нагрузки. В качестве исходного зна­ чения напряжения на нагрузке принять 115 кВ.

Решение. Для определения мощностей нагрузки (кВт, квар) при измененных по отношению к 115 кВ напряжениях пользуемся соотношениями

Л , = 20РН;

*

Qh= 15QH>

*

выми характеристиками комплексной нагрузки. Результаты вычисления сведены в табл. 1-4.

ев' so зs- $8 юг 106 но т т кв

Рис. 1-24.

Графики зависимостей Р„ = f (U) и QH= f(U ), по­ строенные в соответствии с данными табл. 1-4, показаны на рис. 1-24.

Задача 1-19

На рис. 1-25, а показана принципиальная схема участка сети с номинальным напряжением ПО кВ, получающего питание от районной подстанции, на которой установлены автотрансформаторы 220/121/11 кВ. Схема замещения этого участка сети приведена на рис. 1-25, б, где указаны сопро­ тивления (Ом) и проводимости (1/Ом) линий JI1, Л2, а также расчетные нагрузки подстанций (МВ-А).

Т р е б у е т с я привести параметры схемы замещения сети 110 кВ к напряжению 220 кВ и составить схему замеще-

41

ния, включающую автотрансформаторы районной подстан­ ции, приняв их параметры по рис. 1-12.

UH0U =ZZOкВ

Решение. Номинальный коэффициент трансформации автотрансформаторов между ступенями напряжения 220 и НО кВ

*т = Ж - = 1 ’82-

Вэтих условиях сопротивления линий Л1 и Л2, приве­ денные к напряжению 220 кВ,

Z1 = (16,l -f /24) •1,822 = 53,1 + /79,3 Ом;

Z2 = (6,9 + /6,0) •1,822 = 22,8 + /19,8 Ом.

Емкостная проводимость в начале линии Л1

При приведении схемы к другому напряжению мощности не изменяют своего значения, поэтому расчетные нагрузки подстанций остаются прежними:

= 15 /6,3 МВ А; 4 = 10 4 /4,2 МВ ■А.

42

Схема замещения сети, приведенная к напряжению 220 кВ, показана на рис. 1-26.

Глава вторая

РАСЧЕТЫ ПАРАМЕТРОВ УСТАНОВИВШИХСЯ РЕЖИМОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ

В настоящей главе приведены примеры расчетов и ана­ лиза режимов электрических сетей районных и местных (или распределительных) разомкнутых и замкнутых. Основной целью расчетов режимов является определение их парамет­ ров, характеризующих условия, в которых работают обору­ дование сетей и ее потребители. Результаты расчетов режи­ мов сетей являются основой для оценки качества электро­ энергии, выдаваемой потребителям, допустимости рассмат­ риваемых режимов с точки зрения работы оборудования сети, а также выявления оптимальных условий электроснаб­ жения потребителей.

Исходными данными при расчетах режимов электриче­ ских сетей являются известные мощности потребительских подстанций, величины напряжения источников питания или подстанций систем, получающих энергию по электрическим сетям от электростанций, а также параметры и взаимосвязь элементов сетей, на основе которых составляется расчетная схема замещения. При этом учитываются характерные осо­ бенности сети (см. задачи гл. 1) и назначение расчетов, ко­ торые могут быть проектными или эксплуатационными. Следует отметить, что в большинстве случаев нагрузка в по­ добного рода расчетах представляется постоянными актив­ ной и реактивной мощностями [Л. 2,3]. Тем не менее здесь имеются примеры, когда расчет режима проводится при учете

43

нагрузок постоянными сопротивлениями и статическими характеристиками по напряжению [Л. 2].

Расчеты режимов электрической сети практически ве­ дутся методом последовательных приближений [Л. 2]. Необходимые при этом формулы принимаются в соответ­ ствии с [Л. 2,3,4].

Анализ режима местных сетей здесь ограничивается первым приближением — определением наибольших потерь напряжения при условии, что напряжение во всех узловых точках сети равно номинальному. Режим районных сетей рассчитывается в два этапа: на первом находятся распреде­ ление мощностей и их потери; второе приближение поз­ воляет определить напряжение на шинах нагрузочных под­ станций, если задано напряжение источника питания. При проведении расчетов второго этапа в большинстве случаев ограничиваются последовательным определением потерь напряжения по участкам сети, начиная от узловой точки, где задано напряжение.

При расчетах режимов замкнутых районных сетей или сетей с двусторонним питанием используются соотношения,

данные в [Л. 2,3,4].

Иногда перед выполнением расчетов бывает целесооб­ разно упростить схему замещения сети: найти расчетную нагрузку подстанций (см. гл. 1), объединить несколько ис­ точников питания в один, перенести промежуточные на­ грузки, выполнить эквивалентные преобразования сети произвольной конфигурации с несколькими источниками питания, заменив их одним источником напряжения, сох­ раняя неизменным режим остальной сети.

Все эти операции, примеры которых приведены в этой главе, выполняются по рекомендациям и формулам [Л. 2].

Ниже приводятся основные из них.

Напряжение 1!г в начале участка линии, обладающего активным г и индуктивным х сопротивлениями и не имею­ щего ответвлений, при передаче активной мощности от начала к концу определяется по мощности и напряжению в конце Р 2, Q2 и U2 следующим образом:

P2x — Q2r у

где AU2 и бU2 — продольная и поперечная слагающие па­ дения напряжения на рассматриваемом участке. Последняя

44

обычно принимается в расчет в сетях напряжением выше ПО кВ.

Аналогично определяется напряжение U2 в конце участка по данным начала

Потери мощности на этом участке линии

Вприближенных расчетах потери мощности вычисляются не по действительным напряжениям начала или конца уча­ стка, а по номинальному напряжению Uaom.

Вместных сетях напряжения в узлах находятся без уче­ та поперечной составляющей падения напряжения. Потеря напряжения при этом вычисляется не по участкам, а для всей сети:

лс/=Кз 2 4.R,+ 2‘Л --иЬ2P'R<+1Ч‘х‘I■

'/= 1 /=1 V=1 / = 1

где ij-a, ijr, pj, qj — активные и реактивные составляющие токов и мощности нагрузок; Rj, Xj — активные и реактив­ ные сопротивления линии от точки питания до точки прило­ жения /-й нагрузки.

При параллельной работе п однотипных трансформаторов на подстанции потери мощности в них определяются по формулам, приведенным в гл. 1.

Потери энергии в линиях определяются умножением потерь мощности на нагрев на время потерь

ААЛ= АРлт.

Если при этом учитываются и потери на корону АРкор, то

ААЛ= АРлт + АРкор •8 760.

При нахождении потокораспределения в сети с двусто­ ронним питанием с точками А и В по концам или кольцевой расчет на первом этапе производится без учета потерь

45

мощности. При этом потоки мощности головных участков

равны:

П

2 ^т^тВ

SA

т= 1

'АВ

2 s mzmA

if?

т = 1

7

^АВ

где Sm — мощности нагрузок; ZAb — суммарное сопротив­ ление всех участков; ZmA, ZmR — сопротивления от точки приложения нагрузки до точек А и В.

Аналогичные формулы используются при нагрузках, заданных токами.

Вкольцевых однородных сетях, т. е. сетях, обладающих одинаковым отношением r/х на всех участках, распределе­ ние активных и реактивных мощностей не зависят друг от друга. В этом случае распределение активных и реактивных мощностей может производиться по соотношению активных или реактивных сопротивлений. Такой способ, носящий наз­ вание «расщепление сети», используется для приближен­ ного определения потокораспределения и в неоднородных сетях. При этом лучшие результаты достигаются при рас­ пределении активных мощностей по соотношению индук­ тивных сопротивлений, а реактивных мощностей по соот­ ношению активных сопротивлений.

Врасчетах кольцевых сетей могут быть использованы и другие формулы для определения потоков мощности голов­ ных участков от точек 1 и 2:

взаимные проводимости схемы замещения, в которой нагрузки представлены постоянными сопротивлениями. Последние формулы удобны при расчетах сети с различ­

46

ными по величине и фазе напряжениями по концам. Однако, их применение требует особой тщательности вычисления собственных и взаимных проводимостей схемы замещения.

Задача 2-1

Сеть 10 кВ выполнена проводом марки А-16. Провода

Решение. Потеря напряжения до точки а

Ш Аа = 1/3 [(5 * 1 1 + 2 5 - 5 + 10-2) 0,8-1,96 +

+ (5-11+ 25-5 + 10-2)-0,6-0,391] ■10-*= 0,645 кВ.

Потеря напряжения до точки b

&U Аь = У з [(5-9+ 5-7 + 20-5+ 10-2)-0,8- 1,96+

+(5-9 + 5 -7 + 20 -5 + 1 0 - 2 ) - 0 ,6 -0,39 ц - Ю"3 = 0,645 кВ.

Потеря напряжения может быть определена и так:

Ш Аа=У?> [(5• 6 + 30• 3 + 40• 2) •0,8 -1,96 +

Таким образом, потери напряжения до точек а и b оди­ наковы и составляют:

47