Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Проектирование и эксплуатация систем электроснабжения. От теории к практике. Учебное пособие
.pdf
Трансформации учитывают идеальными коэффициентами трансформации:
с высшего на среднее напряжение
k
U
вс
U
вн
сн
230
38,5
5,94;
с высшего на низшее напряжение
k
U
вн
U
вн
нн
230
6,6
34,85.
Задача 4.3. Электропередача (рис. 4.1) напряжением 220 кВ имеет
на понижающей подстанции два автотрансформатора, каждый мощностью по 32 000 МВА. Мощность обмотки низшего напряжения составляет 50 % номинальной мощности автотрансформатора. Потери мощности короткого замыкания, указанные в паспортных данных, приведены к номинальной мощности обмотки низшего напряжения, напряжения короткого замыкания – к номинальной мощности трансформатора. Определить
параметры схемы замещения автотрансформаторов
(рис. 4.2), представленных в схеме замещения данной сети.
ЛЭП
ВН
НН СН
Рис. 4.1. Схема электропередачи напряжением 220 кВ
Решение
Паспортные данные автотрансформаторов принимаем из справочной литературы для АТДЦТН-32000/220/110 [16]:
51
230 кВ,121кВ,6,6кВ
UUU
вн
;
с
11 %, 34 %, 21 %UU U
кк к
вс вн сн
145 кВтP
к
вн
,
32 кВт,0,6%.PI
хх
;
Рис. 4.2. Схема замещения электропередачи 220 кВ
Для определения активных сопротивлений обмоток автотрансфор-
P
матора необходимо
привести к номинальной мощности через
к
вн
коэффициент приведения (пересчета):
S
S
нн
вн
50
100
0,50
;
P
P
кв н
кв н
22
145
580 кВт
.
0,50
Далее определим активные сопротивления ветвей схемы замещения.
Суммарное активное сопротивление обмоток высшего и низшего
напряжений
кв н вн
R
22
S
ном
10 10 30, 0 Ом.
580 230
33
52
2
PU
32
2
Учитывая, что активные сопротивления обратно пропорциональны
мощностям соответствующих обмоток, имеем соотношение
S
SR
R
ном
нн в
н
100
50
2,0
,
с учетом которого получим
вн в н в
вс н
10,0 Ом;20,0Ом.RR R
330,0Ом;RRRR
Правильность расчета можно проверить, найдя по параметрам схемы замещения паспортные значения потерь активной мощности при
замыкании накоротко обмотки низшего напряжения:
2
S
22
PP R
квн квн вн
2
32
=
230
30,0 0,50 10 145 кВт.
2
ном
2
U
вн
23
По напряжениям короткого замыкания отдельных обмоток
0,5( ) 0, 5(11 34 21) 12, 0 %;
UUUU
кв кв н кв н кc н
0,5( ) 0,5(11 21 34) 1,0 %;
UUUU
кс кв с кс н кв н
0,5( ) 0, 5(34 21 11) 22, 0 %
UUUU
кн кв н кс н кв с
вычислим индуктивные сопротивления ветвей схемы замещения:
U
X
;
в
100 100 32
0;
X
c
U
X
к
н
100 100 32
2
U
к
ввн
S
ном
2
U
нвн
S
ном
12,0 230
22,0 230
53
2
2
198 Ом
363 Ом.
Определим параметры поперечной ветви схемы замещения.
Потери реактивной мощности в режиме холостого хода
I
QS
x
x ном
100 100
0,6
33
10 32 10 192
квар.
На основе мощностей холостого хода, потребляемых при номинальном питающем напряжении, определим активную и реактивную
проводимости автотрансформатора:
3
(32 192) (0, 605 3,65)10 См.
jj
()YGjB P jQ
3
10
2
230
хх
10
U
вн
2
6
Найдем эквивалентные параметры схемы замещения двух одинаковых автотрансформаторов. Сопротивления обмоток уменьшаются, а
проводимости увеличиваются в два раза. На параллельной работе
трансформирующие устройства должны иметь одинаковые коэффициенты трансформации, номинальные значения которых составляют
KK
UU
вс вн
UU
230 230
вн вн
сн нн
1,90; 34,8.
121 6,6
Задача 4.4. На крупной узловой подстанции энергосистемы уста-
новлены два автотрансформатора типа АТДЦТН–250000/330/150 со
следующими каталожными данными:
330 кВ,158кВ,38,5кВUUU
всн
10,5 %, 54 %, 42 %,UUU
кв с кв н кс н
,
660 кВт, 490 кВт,400кВтP РР
ккк
вс вн сн
165 кВт,0,5%.PI
хх
54
,
Мощность обмотки НН составляет 40 % от номинальной. Потери
активной мощности короткого замыкания для обмоток ВН–СН и СН–
НН даны для обмотки НН.
Определить параметры схемы замещения двух параллельно включенных автотрансформаторов.
Решение
Сначала необходимо привести значения потерь короткого замыкания для обмоток ВН–СН и СН–НН к номинальной мощности транс
форматора:
40
0, 40;
100
-
РР
кк
вн сн
490 400
0,40 0,40
3062 кВт,2500кВт.
22
Рассчитаем потери активной мощности и напряжения короткого
замыкания, соответствующие лучам схемы замещения:
0,5(660 3062 2500) 611 кВтР ;
кв
0,5(660 2500 3062) 49 кВтР ;
кс
0,5(3062 2500 660) 2451 кВт;Р
кн
кв
кн
0,5(10,5 54 42) 11,25 %U
кс
0,5(54 42 10,5) 42, 75 %.U
;
0,5(10,5 42 54) 0 %U
;
Определим комплексные сопротивления лучей схемы замещения
двух параллельно включенных автотрансформаторов:
э
ээ 3
ZRjX j
вв
в
1 611 330 11, 25 330
2 100 250 000
250 000
0,53 24,5 Ом;j
22
2
10
55
э
ээ 3
ZRjX j j
сс
с
149330
2
250 000
2
010 0,04 0Ом;
2
э
ээ 3
ZRjX j
нн
н
1 2451 330 42,75 330
2 100 250 000
250 000
2,14 186,2 Ом.j
22
2
10
Суммарные потери холостого хода двух автотрансформаторов
0,5 250 000
Sj j
2 165 10 0, 33 2,50 МВА.
100
3
Убедимся, что мощность обмотки НН составляет 40 % от номинального значения.
Определим номинальный ток обмотки ВН:
,II а нI = 40 % от
в c
S
ном
I
в
33330
I
в,
U
в
т. е.
250 000
0,40 437,4 174,95 АI
н
437,4 А
;
.
По полученным результатам можно вычислить потери короткого
замыкания для каждой пары обмоток, заданные в условии задачи:
22
3 3 437,4 2 (0,53 0, 04) 660 кВтPIR
вс c вс
22
3 3 174,95 2 (0,53 2,14) 490 кВтPIR
вн н вн
22
3 3 174,95 2 (0,04 2,14) 400 кВтPIR
сн н сн
;
;
.
Равенство расчетных и заданных потерь короткого замыкания следует рассматривать в качестве признака правильности учета данного
соотношения мощностей обмоток автотрансформатора.
56
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ 5
РАСЧЕТ УСТАНОВИВШЕГОСЯ РЕЖИМА
ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ
ПРИ РАЗЛИЧНОМ СПОСОБЕ ЗАДАНИЯ
ИСХОДНЫХ ДАННЫХ
Задача 5.1. Для воздушной линии 220 кВ с нагрузкой в конце
= 200 + j100 МВА известны параметры схемы замещения: сопротив-
S
2
ление звена 10 40 ОмZj
1,00 10 См
В
с
3
Требуется выполнить электрический расчет линии электропередачи и определить конструктивные параметры ВЛ: сечение проводов,
количество цепей и протяженность ЛЭП.
Решение
Рассмотрим три случая расчета режимных параметров начала и
конца ветви.
Первый случай. Заданы напряжение и мощность в конце линии
(рис. 5.1)
напряжение
205 кВU
2
U
и мощность S1 в начале линии.
1
Известные в конце линии значения мощности
позволяют однозначно точно определить величину тока нагрузки
Ij
2
и емкостная проводимость
.
200 100 МВАSj
,
2
S
2
3
1 200 100
U
3
2
205
. Требуется определить
S
и напряжения
2
j
0,563 0, 282
кА,
U
2
57
Рис. 5.1. Схема замещения и параметры режима линии
поэтому расчет всех других параметров режима и расчет электрического режима схемы в целом выполняют в один этап от конца к началу
звена. Алгоритм расчета имеет прямой (точный) характер.
Зарядная мощность
11
QUB
22
cc
223
22
205 1,00 10 21,0
Мвар.
Емкостный ток в конце схемы
U
1 1 205
IB
cc
2
2
22
33
1,00 10 0,059
3
кА.
Мощность в конце звена
SSjQ j j j
к 2
200 100 21,0 200 79, 0
2
c
МВт,
с учетом которой ток линии по данным конца участка
Ij
S
1120079,0
к
33
U
2
205
j
0,563 0,222
кА,
или по балансу токов в конце схемы
II jI j j
22
0,563 0,282 0,059
c
0,565 0, 223 кА.j
58
Вектор падения напряжения, вычисленный через ток линии:
3 3 (0,563 0,222) (10 40) 25, 2 35,2UIZ j j j
или по данным конца участка в виде
S
UZ j j
к
2
U
2
j
200 79
205
(10 40) 25, 2 35,2
кВ,
кВ,
ориентирован относительно вектора напряжения
Модуль
2
22
25,2 35,2 43,3кВU
.
в конце участка.
U
2
Вектор напряжения в начале линии
UU U U U jU
12 22 2 2
205 25,2 35,2 230, 2 35, 2jj
характеризуется модулем
UU U U U
11 2 2 2
205 25,2 35,2 232,8 кВ
2
22
2
и фазой напряжения
"
U
arctg arctg 8,698 .
1
2
'
UU
22
35,2
205 25,2
Вычислим напряжение в начале линии без учета поперечной составляющей падения напряжения:
12 2
.
205 25,2 230, 2 кВUU U
Отсюда видно, что пренебрежение поперечной составляющей падения напряжения вносит ошибку (230,2 и 232,8 кВ), соответствующую погрешности исходных данных. Влияние поперечной составляющей на потери напряжения можно учесть приближенно:
59
2
U
UU
22
2 2(205 25,2)
2
UU
22
25,2 27,9
35,2
2
кВ,
что позволяет определить одинаковые значения модуля напряжения:
12 2
205 27, 9 232,9 кВ.UU U
На величину потерь мощности
2
S
к
SZ j j
U
2
22
200 79
2
205
(10 40) 11,0 44,0 МВА
поток мощности в начале линии больше потока в конце:
нк
200 79, 0 11,0 44,0 211,0 123,0SS S j j j
МВА.
Вычисление тока линии по данным начала и конца участка дает
одинаковый результат:
S
1 1 211,0 123,0
Ij
н
33
U
1
230,2 35, 2
j
j
0,563 0,222
кА.
Зарядная мощность
11
QUB
cc
11
223
22
232,8 1, 00 10 27,1
Мвар.
Емкостный ток в начале схемы
U
11232,8
IB
cc
1
1
22
33
1,00 10 0, 067
3
кА.
Учитывая зарядные (емкостные) мощности и ток в начале линии,
определяем по балансовым соотношениям ток и мощность, потребляемые линией от питающего источника:
IIjI j j j
11
SS jQ j j j
1 н
0,563 0,222 0,067 0,563 0,155 кA,
c
221,0 123,0 27,1 211,0 95,9
1
c
60
МВА.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]