 |
Составление расчетных схем
|
|
|
|
5.1. Представление элементов сети в расчетных схемах
Элементы электрической сети (воздушных и кабельных линий, трансформаторы и автотрансформаторы) на расчетных схемах представляются соответствующими схемами замещения.
Расчетная схема электрической сети образуется в результате объединения схем замещения отдельных элементов с учетом последовательности их соединения на принципиальной схеме сети.
Линии электрических сетей обладают почти равномерно распределенными по длине погонными параметрами: активным r o [ом/км] и индуктивным x o [ом/км] сопротивлениями, активной g o [см/км] и емкостной b o [см/км] проводимостями.
В практических расчетах линий (воздушных до 250 км и кабельных до 30 км) равномерно распределенные параметры можно заменить сосредоточенными:
r = r o· l; x = x o· l; g = g o· l; b = b o· l;
где l - длина линии, км.
В практических расчетах пользуются значениями погонных активных, индуктивных сопротивлений стальных и сталеалюминевых проводов, активными погонными и емкостными проводимостями, приводимыми в соответствующей литературе [3,4,5,6,7,11].
Воздушные и кабельные линии обычно представляются "П"- образными схемами замещения: а -- линия 110 кВ; б - линия 220 кВ и выше (рис.12).
D P кор/2 D P кор/2
. r л х л . r л х л
U 1 U 2
|
|
|
Q c/2 Q c/2 Q c/2 Q c/2
а) б)
Рис.12 "П"-образные схемы замещения.
Двухобмоточный трансформатор в расчетных схемах электрических сетей представляется "Г"- образной расчетной схемой замещения, рис. 13.
U в S ’1 S 1 r т x т S 2 U ’н
D Р хх+ j D Q xx
Рис. 13
На рис.13 r т = r 1+ r 2 - сумма активного сопротивления первичной обмотки и приведенного к напряжению первичной обмотки активного сопротивления вторичной обмотки трансформатора; x т - сумма индуктивного сопротивления рассеяния первичной обмотки и приведенного к напряжению первичной обмотки индуктивного сопротивления рассеяния вторичной обмотки. Активная проводимость g т, обусловленная потерями активной мощности в магнитопроводе трансформатора на перемагничивание и вихревые токи D P хх и реактивная проводимость b т, обусловленная намагничивающей сталь мощностью D Q хх; присоединены с одной стороны схемы замещения.
Каждый трансформатор характеризуется определенными параметрами, которые приводятся в его паспорте [4] (приложения 5, таблицы П5.1, П5.2, П5.6). По некоторым из них, а именно по D P кз, D P xx, U к, I xx, где D P кз - потери короткого замыкания, D P xx - потери холостого хода, Uк - напряжение короткого замыкания, I xx - ток холостого хода можно определить все параметры схемы замещения трансформатора.
Ом, (69)
Ом, (70)
См, (71)
|
|
|
b т= I xx%· S ном[кВА]·10-3 Сим, (72)
кВА, (73)
|
|
|
|
|
|
|  |
|
|
|
б)
Рис. 14
Параметры цепи намагничивания трехобмоточных трансформаторов определяются аналогично двухобмоточным. При определении же r т и х т учитывают исполнение трансформаторов. В настоящее время часто применяют 3-х обмоточные трансформаторы с тремя соотношениями мощностей их обмоток: 100/100/100 %; 100/100/66,7 % и 100/66,7/66,7 %.
Выбор исполнения трехобмоточных трансформаторов для установки на той или иной подстанции сети зависит от соотношения между мощностями нагрузки, получающей питание от различных обмоток трансформаторов. На схеме рис.14 r в, r с, r н - активные сопротивления трансформатора, приведенные к напряжению первичной обмотки; x в, x с, x н -индуктивные сопротивления рассеяния обмоток, также приведенные к напряжению первичной обмотки.
Для трехобмоточных трансформаторов каталожных данных обычно приводятся три значения напряжения короткого замыкания: U к (В-С); U к(В-Н); U к (С-Н). Расчет x в, x с, x н можно выполнить соответственно по формуле (70), предварительно определив:
|
|
|
U кв=0,5·[ U к(В-С) + U к(В-Н) - U к(С-Н)];
U кс=0,5·[ U к(В-С) + U к(С-Н) - U к(В-Н)]; (74)
U кн=0,5·[ U к(В-Н) + U к(С-Н) - U к(В-С)].
Для трехобмоточных трансформаторов в каталожных данных задаются потери короткого замыкания; либо одно значение, отвечающее наибольшим потерям мощности D P кз, либо приводятся три значения потерь: D P кз(В-С); D P кз(В-Н); D P кз(С-Н). В первом случае активные сопротивления обмоток трансформатора могут быть найдены в предположении, что эти сопротивления приведенные к одной ступени трансформации, обратно пропорциональны номинальным мощностям соответствующих обмоток, т.е., например, при соотношении мощностей обмоток 100/100/100 %
, (75)
При соотношении мощностей обмоток трансформатора 100/100/66,7 % r в = r с и определяется по уравнению (58), а сопротивление третьей (НН) обмотки находится из соотношения: 
, откуда r н=1,5rв, или r н=0,75 r общ, где r общ определяются по уравнению (69).
Для соотношения мощностей обмоток трансформатора 11/66,7/66,7 % r н=0,546 r общ, r c= r н=0,82 r общ
Если заданы:
D P кзВ=0,5·[D P кз (В-С) + D P кз (В-Н) - D P кз (С-Н)];
D P кзС=0,5·[D P кз (В-С) + D P кз (С-Н) - D P кз (В-Н)]; (76)
D P кзН=0,5·[D P кз (В-Н) + D P кз (С-Н) - D P кз (В-С)].
а затем по формуле (69) определяют соответственно r в, r с, r н.
Для автотрансформаторов справедлива такая же схема, как и для трехобмоточных трансформаторов. Параметры ветви намагничивания в этой схеме также определяются по формулам (71) и (72). Аналогично определяется по (73) и намагничивающая мощность D Q хх.
Реактивные сопротивления x в, x с, x н для автотрансформатора находятся так же, как и для трехобмоточного трансформатора, если U к(В-С); U к(В-Н); U к(С-Н) приведены к номинальной мощности. Но иногда U к'(В-Н); U к'(С-Н) задаются приведенными к типовой мощности, тогда их предварительно приводят к номинальной мощности:
, 
,
где a = 1 - 
- коэффициент выгодности.
|
|
|
При определении активных сопротивлений r в, r с, r н для автотрансформатора все значения потерь короткого замыкания также должны быть приведены к номинальной мощности автотрансформатора, по формулам (76) и (69).
Иногда в каталожных данных задаются только одно D P кз(В-С). В этом случае можно найти:
, (77)
и для автотрансформаторов, у которых мощность обмоток НН составляет 50 % S ном r н = 2 r в.
Если на подстанции установлены два трансформатора (автотрансформатора) и они работают параллельно, то в расчетной схеме замещения (см. рис.14) при расчетах учитываются эквивалентные параметры: 0,5 r в; 0,5 r с; 0,5 r н; 0,5 x в; 0,5 x с; 0,5 x н и 2·(D P xx+ j D Q xx).
|
|
|
