Расчет режимов электрических сетей

 

При расчете режима сети удобно предварительно определить расчетные нагрузки подстанций, представляющие собой собственно нагрузки потребителей с учетом потерь мощности в трансформаторах подстанций потребителей и зарядной мощности линий, прилегающих к подстанциям.[1,с.116...120].

Порядок дальнейшего расчета зависит от конфигурации сети. Режим радиально-магистральной сети рассчитывают в два этапа. На первом этапе, двигаясь от концов магистралей к их началам, последовательно определяют поток мощности в конце каждой линии, потери мощности и поток мощности в начале. При этом напряжения всех участков принимаются равными номинальному значению. На втором этапе, двигаясь от начал магистралей к концам, определяют потери напряжения по участкам и действительные напряжения на каждой подстанции [1,с.110...116]. Расчет режима магистральной линии с двухсторонним питанием начинают с определения потоков мощности на головных участках, а затем, в соответствии с первым законом Кирхгофа определяют потоки всех остальных участков (без учета потерь) с тем, чтобы найти точки потокораздела. Далее, разбив магистраль на две части по точке потокораздела, уточняют потоки с учетом потерь и определяют напряжения, как для разомкнутой сети [1,с.137...152]. Если рассчитывается режим кольцевой сети, то она условным разрезанием по источнику питания вначале превращается в линию с двухсторонним питанием. Если сеть сложнозамкнутая, то специальным преобразованием [1,c.454...466] ее предварительно приводят к кольцевой сети и находят приближенное (без учета потерь) потокораспределение. Затем обратным преобразованием находят потоки мощности на всех участках исходной сети. После этого определяют точки потокораздела, делят по ним сеть на радиально-магистральные линии и уточняют режим, как указано выше.

При расчете режимов сетей большой сложности используют методы, основанные на составлении и решении систем уравнений узловых напряжений. Эти методы предполагают использования ЭВМ и специального программного обеспечения и здесь не рассматриваются.

Если сеть состоит из участков с разными номинальными напряжениями, то расчет потокораспределения вначале производится так же, как и для сети с одним напряжением, но только дополнительно учитываются потери мощности в трансформаторах связи. А на втором этапе, то есть при расчете напряжений, в расчетную схему вводятся идеальные трансформаторы, которые устанавливаются в пунктах, где стыкуются участки разных напряжений, и при переходе этих точек напряжение умножается на их коэффициенты трансформации [1,с.122...127].

 

ЗАДАЧА 3.1. Определить расчетную нагрузку подстанции 1, подключенной к сети 110кВ. На подстанции установлены два трансформатора ТДН-6300/110. Параметры сети и ее схема приведены ниже:

Линия	Марка провода	Кол-во цепей	Длина, км	b0, См/км
Л1 Л2 Л3 Л4	АС-96/16 АС-70/11 АС-70/11 АС-70/11			2,74∙10-6 2,66∙10-6 2,66∙10-6 2,77∙10-6

 

Выполнить расчет для следующих случаев: режим наибольших нагрузок ; послеаварийный режим, возникающий после отключения одной из цепей линии Л₁ (при ); послеаварийный режим, возникающий после отключения линии Л₂ (при ); нормальный режим наименьших нагрузок .

РЕШЕНИЕ. Составляем схему замещения п/ст 1, используя результаты, полученные при решении задачи 1.6. Определяем нагрузку подстанции, приведенную к шинам высшего напряжения .

В режиме наибольших нагрузок она составляет:

В режиме наименьших нагрузок вначале определяем потери мощности в трансформаторах, а затем приведенную нагрузку подстанции:

Определяем зарядную мощность линий (см. задачу 1.2):

Теперь можно найти расчетную нагрузку подстанции в режиме наибольших нагрузок.

В послеаварийном режиме, возникающем после отключения одной из цепей линии Л₁, зарядная мощность уменьшается вдвое. В этом режиме:

В послеаварийном режиме, возникающем после отключения линии Л₂, исчезает зарядная мощность . Поэтому:

Определяем расчетную мощность подстанции в режиме наименьших нагрузок.

 

ЗАДАЧА 3.2. Выполнить расчет режима электрической сети, показанной на рисунке. Параметры линий сети представлены в таблице. Расчетная нагрузка подстанций:

На шинах РПП поддерживается напряжение 110 кВ.

Линия	R, Ом	X, Ом
РПП-1 1-2 1-3	7,97 9,42 11,3	12,16 12,87 15,44

 

РЕШЕНИЕ. Составляем схему замещения сети.

 

Выполняем первый этап расчета режима - определяем потокораспределение с учетом потерь в линиях. Мощность в конце и в начале участка 1-3:

Мощность в конце и в начале участка 1-2:

Мощность в конце и в начале участка РПП-1:

 

Выполняем второй этап расчета режима - определяем напряжения на шинах высшего напряжения подстанций.

Потеря напряжения на участке :

Напряжение на шинах подстанции 1:

Напряжение на шинах подстанции 2:

Напряжение на шинах подстанции 3:

Определяем наибольшую потерю напряжения.

 

ЗАДАЧА 3.3 От шин 110 кВ подстанции 1 по двухцепной ВЛ осуществляется электроснабжение подстанции 2. На подстанции 2 установлены два трехобмоточных транформатора ТДН 25000/110. К шинам низшего напряжения подключена нагрузка (расчетное значение), а от шин среднего напряжения отходит двухцепная ВЛ-35кВ, питающая подстанцию 3, расчетная нагрузка которой . Параметры линий представлены в таблице.

Линия	Uном, кВ	L, км	R0, Ом/км	X0, Ом/км	Qc0, квар/км
1-2 2-3			0,249 0,314	0,380 0,411	34,6 -

 

Выполнить расчет режима этой сети (с двумя номинальными напряжениями) в нормальном режиме, если напряжение на шинах подстанции 1 составляет 115 кВ.

РЕШЕНИЕ. Составляем расчетную схему сети:

На основании расчетной схемы составляем схему замещения сети:

Параметры схемы замещения трехобмоточного трансформатора берем из [2,табл.6.46]:

Определяем недостающие параметры схемы замещения сети.

Определяем коэффициент трансформации идеального трансформатора.

Производим расчет потокораспределения.

Поток мощности через идеальный трансформатор:

Продолжаем расчет потокораспределения.

Производим расчет напряжений. При этом потерю напряжения в трансформаторе определяем приближенно, без учета поперечной составляющей.

Напряжение на шинах низшего напряжения подстанции 2, приве-

денное к стороне высшего напряжения:

Напряжение на шинах среднего напряжения подстанции 2, приведенное к стороне высшего напряжения:

Действительное значение этого же напряжения:

Продолжаем расчет напряжений.

Наибольшая потеря напряжения в рассматриваемой сети:

ЗАДАЧА 3.4. Электроснабжение трех промышленных потребителей осуществляется по кольцевой схеме от шин 110 кВ районной понизительной под-станции А. Расчетные нагрузки потреби-телей составляют:

Линии электропередачи, образующие данную сеть, имеют следующие параметры:

Линия А-1: L=22км; R=2,68 Ом; X=8,82 Ом;

Линия А-3: L=4Окм; R=4,88 Ом; X=16,О4 Ом;

Линия 1-2: L=16км; R=2,54 Ом; X=6,54 Ом;

Линия 2-3: L=29км; R=9,1 Ом; X=12,44 Ом.

На шинах подстанции А поддерживается напряжение 118 кВ. Произвести расчет режима данной сети. При этом расчет потоков мощности на одном из головных участков сделать двумя способами - по сопротивлениям и по длинам участков и сравнить полученные результаты.

РЕШЕНИЕ. Составляем схему замещения сети, разрезав сеть по источнику. При этом получается линия с двухсторонним питанием. Схема замещения этой линии:

Определяем поток мощности на головном участке А-1 по сопротивлениям линий.

Здесь:

Производим приближенный расчет этого же потока мощности, приняв допущение, что вся рассматриваемая сеть однородна:

Сравнение этого результата с предыдущим показывает, что ошибка, внесенная допущением однородности линий, не превышает 2,2%. Поэтому, если не требуется высокой точности расчетов, можно ограничиться приближенным вычислением потокораспределения.

Определяем поток мощности на головном участке :

Делаем проверку по балансу мощности. Должно быть:

В действительности имеем:

Следовательно, потоки мощности на головных участках определены верно.

По первому закону Кирхгофа рассчитываем потоки мощности на остальных участках сети и наносим их на расчетную схему:

Знаки «минус» здесь свидетельствуют о том, что действительное направление потока мощности – от потребителя 3 к потребителю 2. В пункте 2 – точка потокораздела.

Теперь уточняем потокораспределение путем учета потерь мощности в линиях электропередачи. Для этого разделяем сеть по точке потокораздела на две радиальные сети. При этом потребитель в точке потокораздела также делится на два потребителя, причем мощность каждого из них принимается равной потокам мощности, подтекающим к точке потокораздела слева и справа.

Далее две полученные сети рассчитываем отдельно:

На втором этапе расчета определяем потери напряжения на участках сети и напряжения у потребителей:

Усредняем напряжение у потребителя 2:

Определяем наибольшую потерю напряжения в кольцевой сети, как потерю напряжения от шин источника питания до точки потокораздела.

ЗАДАЧА 3.5. Произвести расчет послеаварийного режима сети рассмотренной в задаче 3.4, возникшего в результате отключения наиболее загруженного участка А-1.

РЕШЕНИЕ. Составляем расчетную схему сети для послеаварийного режима.

Производим расчет потокораспределения, двигаясь от наиболее удаленного потребителя к источнику питания:

Определяем потери напряжения по участкам и напряжения у потребителей, двигаясь от источника к концу сети:

Определяем наибольшую потерю напряжения в сети в послеаварийном режиме:

ЗАДАЧА 3.6. Для электроснабжения 5 потребителей сооружена сеть 110кВ. Расчётные нагрузки потребителей составляют:

Схема сети представлена на рисунке, параметры линий – в таблице. Произвести расчёт режима этой сети.

Линия	А-1	А-2	А-4	1-5	2-5	2-3	3-4	2-4
Длина, км
, Ом	2,68	1,87	4,88	8,79	13,44	16,66	10,78	8,38
, Ом	8,80	4,56	16,05	11,76	13,76	27,88	16,40	12,76

 

РЕШЕНИЕ: Данная сеть – сложнозамкнутая. Поэтому вначале преобразуем ее в простую замкнутую сеть. Преобразование начинаем с разнесения нагрузки между точками 2 и 4.

Определяем часть нагрузки , переносимую в точку 2:

Оставшаяся часть нагрузки переносится в точку 4:

В результате этих переносов нагрузки в точках 2 и 4 изменятся:

Теперь две параллельные линии 2-4 и 2-3-4 (в точке 3 нагрузки уже нет) преобразовываем в одну эквивалентную и определяем её параметры:

Получившийся треугольник

А-2-4 преобразовываем

в эквивалентную звезду

(см. рисунок) и находим

сопротивления его лучей:

 

Простая замкнутая сеть, получившаяся в результате этих преобразований имеет показанный здесь вид.

«Разрезав» ее по источнику питания А, получим линию с двухсторонним питанием. Составляем расчетную схему линии и наносим на нее сопротивления нагрузки. При этом нагрузку 4 переносим в точку 0.

По выражению находим поток мощности на головном участке А-1, при этом:

Потоки мощности на остальных участках определяем, используя I закон Кирхгофа, и наносим полученные потоки на расчётную схему:

или

Теперь, для того, чтобы найти потоки мощности на участках исходной сложнозамкнутой сети, шаг за шагом преобразуем сеть в обратном порядке. Линии А-1, 1-5 и 5-2 не преобразовывались, следовательно, найденные для них значения потоков мощности остаются без изменения. Преобразование начинаем с возвращения от звезды с центром в точке 0 к треугольнику А-2-4 и находим потоки мощности по его сторонам:

От линии 2-4э возвращаемся к двум параллельным линиям 2-4 и 2-3-4 и определяем потоки мощности в них:

Возвращаем в точку 3 её нагрузку и находим потоки мощности на прилегающих к этой точке линиях:

Направление потоков мощности в линиях сети и точки потокораздела показываем на схеме.

Для уточнения потокораспре-деления необходимо учесть потери мощности в линиях. Для этого делим сеть по точкам потокораздела на 3 радиально-магистральные линии. Потребители в точках потокораздела делятся на две части, а мощности каждой части принимаются равными мощностям, подтекающим к этим потребителям по соответствующим линиям. Исключение составляет потребитель 4, так как он не является конечным пунктом. Поэтому, принимая во внимание, что поток мощности в линии А-4 гораздо больше, чем в линии 2-4, линию 4-3 рассматриваем совместно с линией А-4, при этом нагрузка этой линии в точке 4 определяется по выражению:

Дальнейший расчёт аналогичен расчётам, сделанным в задачах 3.2 и 3.4 и здесь не приводится.

⇐ Предыдущая123456Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: