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
Второй случай. Заданы напряжение
U и мощность
1
схемы, равные полученным при расчете первого случая:
211,0 95,9Sj
1
мощность
S
МВА. Требуется определить напряжение
в конце схемы.
2
Как и в предыдущем случае, данные мощность
U
в начале линии позволяют однозначно определить значение тока:
1
Ij
1
S
1 211,0 95,9
1
33232,8
U
1
j
0,523 0,238
S
в начале
1
232,8 кВ,U
1
S
и напряжение
1
кА,
и
U
2
поэтому расчет выполняют в один этап, в данном случае – от начала к
концу схемы.
Ток линии с учетом емкостного тока проводимости (см. первый
случай)
II jI j j j
11
0,523 0,238 0, 067 0,523 0,305 кA
c
и мощность в начале звена с учетом зарядной мощности
SSjQ j j j
н 1
221,0 95,9 27,1 211,0 123,0
1
c
МВА
определяют величину вектора падения напряжения на линии:
3 3(0,523 0,305) (10 40) 30,3 31,0 кВ,UIZ j j j
1
или в виде вектора
*
S
UZ j j
1
U
н
*
1
211,0 95,9
j
3232,8
(10 40) 3 0, 2 3 1, 0 кВ,
ориентированного (вычисленного) относительно известного вектора
напряжения
U
.
1
61
2
Векторы падения напряжения
UUjU
11 1
UUjU
и
22 2
,
ориентированные относительно векторов напряжения соответственно
U
U
и
1
, отличаются продольной
2
U
≠
U и поперечной 1U
1
2
≠
U
2
составляющими (рис. 5.2), однако оба вектора падения напряжения
U
и
U
1
одинаковы по модулю:
2
кВ.
11 2 2
'2 "2 2 2
( ) ( ) 30,2 31,0 43,3UU U U
U
U
U
1
1
U
2
1
1
U
U
1
U
U
2
2
2
Рис. 5.2. Векторная диаграмма напряжений
Для вектора напряжения в конце линии
21 1
232,8 30, 2 31, 0 202,6 31,0UU U j j
кВ
определим модуль
UU U U U
22 1 1 1
232,8 30, 2 31,0 205,0
2
22
2
кВ
и фазу напряжения
"
U
arctg arctg 8,699
1
1
'
UU
11
62
31,0
232,8 30, 2
,
jj j
т. е. напряжение получилось равным заданному напряжению
расчете первого случая, а фазы
одинаковы по модулю и про-
12
при
U
2
тивоположны по знаку. Векторная диаграмма напряжений показана на
рис. 5.2, при ее построении в целях наглядности не соблюден масштаб
векторов.
Модуль напряжения в конце линии можно найти также приближенно через потерю напряжения, значение которой, с учетом влияния
поперечной составляющей падения напряжения, определим в виде
UU
11
'
2( )
1
UU
11
'
30,2 27,8
2(232,8 30,2)
"2
U
()
31,0
2
кВ.
Тогда получим результат
кВ,
21 1
232,8 27,8 205,0UU U
одинаковый с предыдущим.
Потери мощности вычислим по формуле
222
3 3 (0,523 0,305 )(10 40) 11,0 44, 0SIZ j j
МВА
или в виде
2
S
н
SZ j j
U
1
22
211,0 123,0
232,8
2
(10 40) 11,0 44,0
МВА.
Поток мощности в конце звена меньше потока в ее начале на величину потерь:
кн
211,0 123,0 11, 0 44,0 200, 0 79,0SS S j j j
МВА.
Учет емкостного шунта в конце линии позволяет определить ток
IIjI j j j
22
0,523 0,305 0,059 0,523 0,364
c
кА
и мощность на выходе линии (мощность потребителей)
SSjQ
2 к
200,0 79,0 21, 0 200 100
2
c
МВА.
Таким образом, мощность получилась также равной заданной
S
мощности
при расчете первого случая вследствие равенства потерь
2
63
В
активной и реактивной мощности (11,044,0МВА)Sj
ции мощности емкостной проводимостью ВЛ 220 кВ
Третий случай. Задана мощность в конце линии
МВА и напряжение в начале
100j
напряжение
U
в конце линии и мощность
2
и генера-
(21,0
Q
2
C
232,8 кВU
1
S
в начале.
1
. Требуется найти
Мвар).
2
200S
Расчет электрического режима начинается с узла схемы с заданной
S
мощностью
(см. рис. 5.1). Так как напряжение в конце линии неиз-
2
вестно, ток нагрузки
S
2
2
(0)
3
U
2
j
200 100
3200
0,525 0, 262
кА
и другие параметры, зависящие от напряжения, вычисляют приближенно через начальное значение
(0)
U методом последовательных
2
приближений (методом итераций). Итерационный процесс расчета
электрического режима складывается из прямого и обратного ходов.
Прямой ход включает определение токо- и потокораспределения в линии с учетом потерь мощности, обратный ход связан с расчетом
напряжения узла 2.
Прямой ход. Примем начальное значение напряжения в конце ли-
нии равным номинальному
(0)
U
11220
IB
cc
2
2
кА
22
(0)
220 кВU . Емкостный ток шунта
2
1,00 10 0, 0635
33
2с
3
и зарядная мощность в конце линии
(0)
QUI Мвар
332200,063524,2
22
cc
2
формируют нагрузку линии:
II jI j j j
22
SSjQ j j j
к 2
0,525 0, 262 0, 064 0,525 0,198
c
200 100 24, 2 200 75,8
2
c
64
кА,
МВА,
от которой зависят потери мощности в линии, вычисляемые через ток
звена
222
3 3(0,525 0,198 ) (10 40) 9, 44 37,78SIZ j j
МВА
или параметры в конце звена
SZ j j
2
S
к
(0) 2
U
2
22
200 75,8
220
(10 40) 9, 45 37, 79
МВА.
Мощность в начале схемы
нк
200 75,8 9, 44 37, 78 209, 4 113,6SS S j j j
МВА.
Учитывая заданное напряжение в начале линии, можно уточнить ток
звена
S
Ij
3
к
U
1
209,4 113,6
j
3 232,8
0,519 0, 282
кА,
определить емкостный ток
U
11232,8
IB
cc
1
1
22
33
1,00 10 0,0672
3
кА
и зарядную мощность в начале схемы
QUI
3 3 232,8 0, 0672 27,1
111
cc
Мвар,
образующие нагрузку источника питания
IIjI j j j
11
SS jQ j j
1 н
0,519 0,282 0,0672 0,525 0,215 кА
c
209,4 113,6 27,1 209,4 86,5
1
c
,
МВА.
Обратный ход. На этом этапе уточняют напряжение узла 2. В со-
ответствии с направлением потока (тока) напряжение узла 2 можно
выразить через известное напряжение питающего узла
U и падение
1
напряжения:
UU UU UjU
21 1
65
.
Вектор падения напряжения вычисляем по формуле
3 3 (0,519 0, 282) (10 40) 28,51 31,10 кВUIZ j j j
или в виде
*
S
UZ j j
U
209,4 113,6
н
*
1
232,8
j
(10 40) 2 8, 51 31,10
Вектор напряжения в конце линии
кВ.
21
232,8 28,5 31,1 204,3 31,1 кВUU U j j
характеризуется модулем
22 1
()()UU U U U
(232,8 28,5) 31,1 206,6 кВ
22
22
и фазой напряжения
U
arctg arctg 8,66 .
2
2
UU
11
31,1
232,8 28,5
Определены параметры электрического режима в первом приближении. Так, найденное напряжение
жению
205 кВU при той же мощности из первого случая. Для по-
2
(1)
206,6 кВU не равно напря-
2
лучения большей точности результатов необходимо найти следующие
приближения расчета, заменив, например, в ходе второй итерации зна-
(0)
чение
U на
2
Оценка конструктивных параметров ВЛ 220 кВ.
(1)
U , полученное из первого приближения.
2
Установим, что
по данным схемы замещения исходя из характерных (средних) значений погонных реактивных параметров ЛЭП: индуктивное сопротивле-
ние
0, 42 Ом/кмX , емкостная проводимость
0
0
2,7 10 См/кмb
ВЛ 220 кВ монтируют проводами сечения от 240 до 500 мм
6
2
с количе-
ством цепей в одном направлении до четырех.
;
66
Х
Предположим, что ВЛ 220 кВ одноцепная, тогда при средних значениях
получим
0
LX
0, 42
0
40
X
95,2
км.
Записав активное сопротивление линии в виде
30 95, 2
10,RL
FF
получим расчетное сечение провода
30 95, 2
F
286 мм .
2
10
Предварительно примем провод АС 300. Однако из выражения
суммарной емкостной проводимости получим
3
B
1, 0 0 10
c
b
0
L
что не соответствует (0,10 << 2,70)·
95,2
0,10 10 См/км,
6
10
характерным значениям по-
6
гонной проводимости, т. е. данные параметры схемы замещения не
соответствуют одноцепной ВЛ 220 кВ.
Полагаем, что линия двухцепная с одинаковыми параметрами цепей. Тогда для одной цепи имеем
40 2 80XXn
Ом
при протяженности
L
0, 42
X
0
190
км.
80
X
Сечение провода установим из соотношения
R
Fn F
10,
2
30 190
L
откуда
30 190
F
285 мм .
2
10 2
67
Приняв ближайшее стандартное сечение АС 300, оценим значение
погонной емкостной проводимости двухцепной ВЛ:
3
B
1, 0 0 1 0
c
b
0
nL
2190
2,63 10 См/км,
6
которое соответствует характерной величине.
Для решения данной задачи дополнительно можно привлечь результаты расчета электрического режима линии, в частности суммарную емкостную генерацию (первый случай)
QQQ
ccc
12
27,1 21, 0 48,1
Мвар.
С учетом средней генерации зарядной мощности на 100 км, составляющей около
Q
c
100
12,5
Мвар, получим следующую оценку про-
тяженности ВЛ 220кВ:
Q
L
Q
с
с
100
48,1
12,5
100 385
км,
что совпадает с предыдущей оценкой.
Таким образом, установим, что анализируемые параметры схемы
замещения соответствуют двухцепной ВЛ 220 кВ, выполненной проводом АС 300 и суммарной протяженностью около 380 км.
68
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ 6
РАСЧЕТ УСТАНОВИВШЕГОСЯ РЕЖИМА СЕТИ,
СОДЕРЖАЩЕЙ НЕСКОЛЬКО ПРОМЕЖУТОЧНЫХ
НАГРУЗОК
Задача 6.1.
занной на рис. 6.1. Две параллельные ВЛ различны по конструктивному исполнению, смонтированы проводом АС 120/19 и имеют протяженность 100 км. Однотрансформаторная подстанция с понижающим
трансформатором ТРДН-40000/110. Нагрузки в сети: S
S
= 20 + j10 МВА, S
2
го) узла 120,0 кВ. Абсолютная погрешность нагрузок
U =120кВ
Б
Выполнить расчет установившегося режима сети, пока-
= 15 + j5 МВА,
1
= 8 + j6 МВА; напряжение питающего (базисно-
3
= 0,1 МВА.
AC 120/19 100 км
8+ 6 MBАj
3
ТРДН
-40000/110
1 2
15 + 5 MBАj 20 + 10 MBАj
Рис. 6.1. Исходная схема сети
69
Решение
Расчет установившегося режима сети (рис. 6.1), в которой заданы
мощности нагрузок в узлах и напряжение балансирующей станции
(базисный по напряжению узел), сводится к итерационному процессу. Расчет режима сети произведем применительно к ее эквивалентной схеме замещения (рис. 6.2).
Рис. 6.2. Эквивалентная схема замещения сети
1. Двухцепная линия (участок Б–3) с проводом АС 120/19 имеет
следующие эквивалентные параметры:
ЛБЗ
13,5 21,0ZZ j
Ом,
B
c
544 10
6
См.
2. Трансформатор (ветви 3–4, 4–2; 4–1 и 3–0). Параметры транс-
форматора ТРДН-40000/110:
115 / 6,3k ,
1
1,45 34,7Zj
Т
Ом,
нн1 нн241
115 / 10,5k
2
ВВН
,
YY j
См.
т
1,45 60,7ZZZ j
0,725 4.37ZZ j
Ом,
(2,72 21, 2) 10
30
Ом,
6
Итерационный процесс расчета параметров режима электрической
сети складывается из прямого и обратного ходов. Прямой ход включает определение потокораспределения в сети с учетом потерь мощности, обратный – связан с расчетом напряжений узлов сети.
70
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]