Вариант №39, схема №4

Оглавление
Введение
1. Исходные данные для проектирования
2. Схема замещения сети
2.1. Модели ветвей и узлов, применяемые при расчетах установившихся режимов электрических сетей
2.1.1. Нерегулируемые нагрузочные узлы
2.1.2. Линии электропередачи
2.1.3. Двухобмоточные трансформаторы
2.1.4. Трехобмоточные трансформаторы
2.2. Составление схемы замещения сети
3. Расчет напряжения в узловых точках электрической сети методом последовательных приближений
3.1. Первая итерация (прямой ход)
3.2. Первая итерация (обратный ход)
3.3. Вторая итерация
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

Вариант №39, схема №4

Значение активной составляющей проводимости линий электропередачи рассчитывается по формуле
(2.2)
где удельная активная проводимость линии, См/км.
Удельная активная проводимость линии равна
При расчете установившихся режимов сетей до 220 кВ активная проводимость не учитывается. В сетях напряжение 330 кВ и выше при определении потерь мощности и расчете оптимальных режимов активную проводимость необходимо учитывать.
Реактивная проводимость линии создается емкостными токами и равна
где удельная емкостная проводимость линии на землю, См/км.
2.1.3. Двухобмоточные трансформаторы
В расчетах установившихся режимов двухобмоточные трансформаторы представляются стандартными схемами замещения (рис. 2.3) [2]. Их параметры (в омах) рассчитываются по каталожным данным. В каталоге двух обмоточного трансформатора указываются: номинальная мощность трансформатора, МВА; , соотвественно номинальные высшее и низшее напряжения обмоток, кВ; напряжение короткого замыкания в процентах от номинального высшего напряжения; потери короткого замыкания, кВт; потери активной мощности в режиме холостого хода, кВт; ток холостого хода в процентах от номинального тока обмотки высшего напряжения. В справочной литературе также приведены расчетные данные трансформатора: и соответственно активное и индуктивное сопротивления трансформатора, Ом; потери реактивной мощности в режиме холостого хода, квар.
Рис. 2.3. Схема замещения двухобмоточного трансформатора
Электромагнитная связь между обмотками учитывается идеальным трансформатором (ИТ), не имеющим сопротивления и потоков рассеяния. Соотношение напряжений на зажимах идеального трансформатора постоянно и характеризуется коэффициентом трансформации , определяемым в режиме холостого хода с учетом группы соединения обмоток трансформатора и выражаемым формулой
(2.3)
где угол сдвига фаз между напряжениями обмоток в режиме холостого хода.
В практических расчетах допускается определять величину коэффициента трансформации без учета фазового сдвига
(2.4)
Полное сопротивление трансформатора рассчитывается по формуле
(2.5)
Активное сопротивление учитывает потери активной мощности на нагрев обмоток трансформатора и определяется по потерям мощности в режиме короткого замыкания , которые могут быть приняты примерно равными потерям активной мощности в обмотках трансформатора при его номинальной нагрузке.
Отсюда
(2.6)
где номинальное линейное (обычно высшее) напряжение обмотки трансформатора, к которой приводится сопротивление; номинальная мощность трансформатора.
Индуктивное сопротивление трансформатора соответствует потоку рассеяния в трансформаторе. Его величина с использованием каталожных данных определяется по формуле
(2.7)
Напряжение короткого замыкания определяется из опыта короткого замыкания, при проведении которого вторичная обмотка замыкается накоротко, а к первичной обмотке подводится такое напряжение, чтобы по ней протекал номинальный ток.
Проводимость трансформатора соответствует потерям мощности в режиме холостого хода трансформатора на перемагничивание и вихревые токи и на намагничивание стали (для мелких малозагруженных трансформаторов потери могут быть соизмеримы с мощностью нагрузки). Составляющие проводимости (шунта) равны
(2.8)
где ток холостого хода трансформатора. .
Для трансформаторов большой мощности значение проводимости , так как потери холостого хода малы.
2.1.4. Трехобмоточные трансформаторы
В справочных данных для трехобмоточных трансформаторов указываются: , МВА; , , , кВ; , , , %; , кВт; , кВт; , %. Здесь показаны результаты замеров напряжений короткого замыкания в трех опытах, проведенных для каждой пары обмоток. В справочной литературе для них также приведены следующие расчетные данные: , , , , , Ом; , квар.
Схема замещения техобмоточного трансформатора приведена на рис. 2.4 [2].
Рис. 2.4. Схема замещения техобмоточного трансформатора
Сопротивления обмоток среднего напряжения , и низшего напряжения , трансформатора приведены к стороне высшего напряжения через коэффициент трансформации.
Активные сопротивления обмоток определяются в зависимости от исполнения трехобмоточных трансформаторов со следующими соотношениями мощностей:
Если номинальные мощности обмоток равны, то равны и их приведенные сопротивления . Тогда
(2.9)
Если у одной из обмоток номинальная мощность меньше, т.е. составляет от нее 66,7 %, то приведенное активное сопротивление этой обмотки больше сопротивления высокой обмотки в 1,5 раза.
Индуктивные сопротивления трехобмоточного трансформатора рассчитываются по напряжениям короткого замыкания , следующим образом:
(2.10)
где напряжения короткого замыкания обмоток определяются как
(2.11)
Обычно индуктивное сопротивление обмотки среднего напряжения невелико и может принимать отрицательные значения. Рекомендуется при расчете параметров схемы замещения трехобмоточного трансформатора считать его равным нулю.
Шунт трансформатора может быть приведен к напряжению любой из обмоток, однако обычно он приводится к ступени высшего напряжения. Проводимости у трехобмоточного трансформатора определяются так же, как и у двухобмоточного.
2.2. Составление схемы замещения сети
По справочным материалам [1,3] находим параметры линий электропередачи и трансформаторов.
Параметры ЛЭП1 (марка провода АС-400, цепей 2, длина км): Ом/км, Ом/км, См/км, кВт/км, кВт/км.
Параметры ЛЭП2 (марка провода АС-120, цепей 2, длина км): Ом/км, Ом/км. Так как, при расчете установившихся режимов сетей до 220 кВ активная проводимость не учитывается и воздушных линий напряжением 35 кВ и ниже можно не учитывать емкостную проводимость, то См/км и См/км.
Параметры трансформатора Т1 тип ТДЦ-125000/220: МВА, кВ, кВ, , кВт, кВт, , Ом, Ом, квар.
Параметры трансформатора Т2 тип ТДТН-40000/220/35: МВА, кВ, кВ, кВ, , , .
Составляем схему замещения цепи с учетом допущений, рассмотренных в предыдущих пунктах (рис. 2.5).
Определяем параметры воздушных линий электропередачи по соотношениям (2.1), (2.2).
ЛЭП1:
Ом;
Ом;
См;
См
;
См.
Аналогично определяем параметры ЛЭП2 и в итоге получаем
Ом.
Определяем параметры первого трансформатора.
Так как все параметры трансформатора уже приведены к номинальному напряжению высшей обмотки, то
Ом;
кВА.
Определяем параметры второго трансформатора.
Так как все параметры автотрансформатора уже приведены к номинальному напряжению высшей обмотки, то
Ом;
Ом;
Ом;
Ом; Ом;
Ом; Ом; Ом.
Обычно потери в стали трансформатора считаются неизменными, независимыми от колебаний напряжения на шинах высшего напряжения трансформатора. В этом случае кВА.
Рис. 2.5. Схема замещения электрической сети
Находим реактивные мощности нагрузок по известным активным мощностям и . Тогда полные мощности нагрузок равны
МВА; МВА.
Приводим параметры схемы замещения к одной ступени напряжения. Анализ схемы замещения сети показывает, что удобнее всего выполнить приведение сети к кВ. В этом случае следует пересчитать только параметры линии ЛЭП2 следующим образом:
Ом.
Нагрузка через идеальный трансформатор переводится без потерь.
Схема замещения сети, приведенная к кВ, показана на рис. 2.6.
Рис. 2.6. Схема замещения, приведенная к напряжению 220 кВ
3. Расчет напряжения в узловых точках электрической сети методом последовательных приближений
3.1. Первая итерация (прямой ход)
На первой итерации расчета начальное приближение напряжения в узлах принимается равным напряжению участков сети:
кВ;
кВ;
кВ;
кВ.
Каждая итерация состоит из двух частей. Сначала, двигаясь от конца сети к началу, находят потери мощности в продольных и поперечных элементах и потоки мощности в начале и конце сети (прямой ход итерации), затем определяют напряжение на участках сети (обратный ход).
Потокораспределение в электрической сети приведено на рис. 3.1.
Мощность в конце продольной части линии
МВт.
Определяем потери мощности в линии, пользуясь формулой
МВА.
Так как ток в начале и конце линии одинаков, то мощность в начале продольной ветви больше, чем мощность в конце линии, на величину потерь мощности в линии, т.е.
МВА.
Расчет потерь в трансформаторе осуществляем упрощенным способом. Тогда поток мощности, протекающий по обмотке среднего напряжения трансформатора примем равным мощности
МВА.
Поток мощности в обмотке низкого напряжения, принимаем равным мощности