Расчет режимов разомкнутых электрических сетей

 

Задача 5.1

От электрической станции отходит линия электропередачи номинального напряжения U_ном = 330 кВ, длиной L км, выполненная проводом марки АС. Нагрузка в конце линии S_к. Напряжение в конце линии U_к.

Представить линию П-образной схемой замещения. Определить мощность в начале линии S_н и напряжением в начале линии U_н, потери активной и реактивно мощности в линии, зарядную мощность линии Q_b, продольную и поперечную составляющие падения напряжения, модуль полного падения напряжения. Марку провода, числовые значения L, S_к и U_к принять из табл. 5.1, 5.2. Результаты расчетов представить в виде табл. 5.3. Построить в масштабе векторную диаграмму напряжений.

 

Задача 5.2

Для линии электропередачи с параметрами из задачи 5.1 (см. табл. 5.1) определить мощность и напряжение в конце линии S_к и U_к, если известны рассчитанные в задаче 5.1 мощность и напряжение в начале линии S_н и U_н (см. табл. 5.3). Определить также потери активной и реактивной мощности, зарядную мощность, продольную и поперечную составляющие падения напряжения и полное падение напряжения. Результаты расчетов представить в табл. 5.3. Построить в масштабе векторную диаграмму напряжений, совмещенную с векторной диаграммой из задачи 5.1.

 

Задача 5.3

Для линии электропередачи с параметрами из задачи 5.1 (см. табл. 5.1) определить мощность в конце линии S_к, напряжение в начале линии U_н, если известны напряжение в конце линии U_к из табл. 5.2 и мощность в начале линии S_н, полученная в задаче 5.1 (см. табл. 5.3). Результаты расчета представить в табл. 5.3.

 

Задача 5.4

Для линии электропередачи с параметрами из задачи 5.1 (см. табл. 5.1) определить мощность в начале линии S_н и напряжение в конце линии U_к, если известны нагрузка в конце линии S_к из табл. 5.2 и напряжение в начале линии U_н, полученное в задаче 5.1 (см. табл. 5.3). Результаты расчета представить в табл. 5.3.

 

Задача 5.5

От шин узловой подстанции А питается разветвленная электрическая сеть напряжением 110 кВ (рис. 5.1). Представить каждый участок линии П-образной схемой замещения. Длины участков А-1, 1-2, 2-3, их марки проводов, напряжения на шинах подстанции U_A и нагрузки узлов принять из табл. 5.4, 5.5 для заданного преподавателем варианта. Коэффициенты трансформации трансформаторов принять: на подстанциях 1,3 n = 115/10,5 кВ, на подстанции 2 n = 115/38,5/11 кВ. Полагать, что на подстанции 2 нагрузка S₂ подключена к обмотке низшего напряжения, а нагрузка S₅ – к обмотке среднего напряжения трансформатора.

Определить потоки мощности в начале и в конце каждого участка сети, потери мощности и падения напряжения в линиях, напряжения в узлах сети, в том числе на вторичных сторонах трансформаторов с учетом заданных коэффициентов трансформации.

Результаты расчетов представить в виде схемы с нанесенными на нее потоками мощности и зарядными мощностями линий в начале и в конце каждого участка и напряжениями во всех узлах, как показано в [3], c. 126.

 

 

Рис. 5.1. Схема разомкнутой электрической сети одного номинального напряжения Uном = 110 кВ ТДТН 25000/110 ТМН 6300/110 А S1 S5 S2 S4 S3

 

Задача 5.6

От шин электрической станции А питается радиальная электрическая сеть с номинальными напряжениями U_1ном и U_2ном (рис. 5.2). Представить каждый участок линии соответствующей схемой замещения. Потерями на корону в линиях пренебречь. Нагрузки подстанций, длины участков А-1, 1-2, 3-4, 4-5, марки их проводов, напряжение на шинах станции U_A принять из табл. 5.6, 5.7 для заданного преподавателем варианта. Коэффициенты трансформации трансформаторов принять: для подстанции 1 n₁ = 115/11 кВ, на подстанции 5 n₅ = 35/6,3 кВ, на подстанции 2 n₂ = 115/38,5/6,6 кВ.

Определить потоки мощности в начале и в конце каждого участка линии, потери мощности и напряжения в линиях, модули напряжений в узлах, в том числе на шинах вторичного напряжения подстанций.

Результаты расчетов представить в виде схемы с нанесенными на нее потоками мощности на участках и напряжениями в узлах, как показано в [3], c. 126.

 

Рис. 5.2. Схема разомкнутой электрической сети c двумя номинальными напряжениями U1ном S4 S5 S1 ТМН 4000/35 ТДН 16000/110 U2ном А S2 S3 ТДТН 16000/110

 

	Таблица 5.1
	Параметры линии электропередачи
	Номер варианта Марка провода Длина линии L, км АС 2 х 240/32 АС 2 х 240/32 АС 2 х 240/32 АС 2 х 240/32 АС 2 х 300/39 АС 2 х 300/39 АС 2 х 300/39 АС 2 х 240/32 АС 2 х 240/32 АС 2 х 240/32 АС 2 х 300/39 АС 2 х 300/39 АС 2 х 300/39 АС 2 х 400/51 АС 2 х 400/51 АС 2 х 400/51 АС 2 х 400/51 АС 2 х 400/51 АС 2 х 400/51 АС 2 х 400/51

 

 

	Таблица 5.2
	Параметры режима линии электропередачи
	Номер варианта Нагрузка в конце линии Sк, МВ.А Напряжение в конце линии Uк, кВ 200 + j40 160 + j30 140 + j25 220 + j50 240 + j40 250 + j30 270 + j50 300 + j40 150 + j20 120 + j30

 

 

	Таблица 5.3
	Результаты решения задач 5.1, 5.2, 5.3, 5.4
	Номер задачи Sн = Рн + jQн, МВ×А Sк = Рн + jQк МВ×А Qb, Мвар DР, МВт DQ, Мвар Uн, кВ Uк, кВ DU, кВ dU, кВ |DU|, кВ

 

 

 

	Таблица 5.4
	Исходная информация о параметрах режима
	Номер варианта Нагрузка в узлах, МВ.А Напряжение UA, кВ S1 S2 S3 S4 S5 12 + j10 10 + j8 12 + j9 10 + j6 9 + j5 11 + j6 12 + j8 8 + j6 10 + j7 12 + j8 9 + j4 10 + j7 11 + j4 10 + j5 12 + j6 10 + j7 11 + j9 10 + j6 9 + j4 10 + j5 6 + j3 15 + j9 14 + j8 8 + j5 12 + j10 12 + j9 11 + j6 12 + j7 9 + j6 8 + j5 15 + j8 9 + j4 8 + j6 12 + j7 7 + j2 10 + j4 14 + j10 8 + j5 12 + j10 13 + j6 4 + j2 3 + j2 4 + j1 5 + j3 4 + j2 3 + j1 4 + j3 5 + j4 4 + j3 5 + j2 3 + j2 4 + j3 5 + j4 3 + j2 4 + j1 3 + j2 4 + j1 3 + j2 4,5 + j1 5 + j2 3 + j2 4 + j2 3 + j1 6 + j2 5 + j3 4 + j2 5 + j3 6 + j4 5 + j2 3 + j2 6 + j3 6 + j3 6 + j2 4 + j3 3 + j2 4 + j1 6 + j2 4 + j2 4 + j3 6 + j4 10 + j8 5 + j4 8 + j6 7 + j6 6 + j5 8 + j7 10 + j7 10 + j6 9 + j5 9 + j4 8 + j3 9 + j3 8 + j5 10 + j3 15 + j9 12 + j7 6 + j4 8 + j4 9 + j4 9 + j6

 

 

	Таблица 5.5
	Исходная информация о параметрах схемы сети
	Номер варианта Сечения проводов марки АС на участках Длины участков L, км А – 1 1 – 2 2 – 3 А – 1 1 – 2 2 – 3 240/32 240/32 240/32 185/29 185/43 240/32 240/56 240/32 185/29 240/32 185/29 150/24 185/29 150/24 150/24 150/24 185/29 150/24 120/19 150/24 120/19 120/19 150/24 120/19 120/19 120/19 150/24 150/24 150/24 185/29

 

	Таблица 5.6
	Параметры линий электропередачи
	Номер варианта Сечение проводов марки АС на участках Длины участков L, км А - 1 1 - 2 3 - 4 4 - 5 А - 1 1 - 2 3 - 4 4 - 5 240/32 240/32 120/19 185/29 240/32 185/29 185/29 240/29 120/19 185/29 240/32 240/32 240/32 240/32 240/32 185/29 240/32 120/19 185/29 240/32 120/19 185/29 95/16 120/19 185/29 95/16 120/19 95/16 240/32 185/29 120/19 185/29 120/19 95/16 95/16 240/32 240/32 120/19 120/19 120/19 95/16 120/19 95/16 95/16 120/19 95/16 70/11 120/19 95/16 120/19 95/16 95/16 120/19 120/19 120/19 120/19 240/32 95/16 95/16 70/11 70/11 95/16 70/11 70/11 70/11 70/11 95/16 70/11 120/19 70/11 95/16 70/11 95/16 70/11 70/11 70/11 120/19 70/11 70/11 95/16

 

 

	Таблица 5.7
	Исходная информация о параметрах режима
	Номер варианта Нагрузки в узлах, МВ.А Напряжение UA, кВ S1 S2 S3 S4 S5 10 + j5 12 + j7 13 + j4 15 + j10 14 + j8 2 + j1 4 + j1 5 + j1 17 + j10 2 + j1 3 + j1 4 + j2 3 + j1 2 + j2 2 + j1 11 + j6 14 + j3 7 + j2 4 + j1 13 + j8 13 + j5 3 + j2 4 + j2 2 + j1 3 + j1 10 + j6 11 + j5 8 + j3 6 + j2 12 + j4 7 + j3 1 + j1 2 + j1 2 + j1 3 + j1 12 + j6 13 + j7 14 + j4 13 + j4 3 + j1 12 + j5 5 + j2 12 + j7 4 + j2 3 + j1 4 + j2 5 + j2 2 + j2 3 + j1 2 + j1

 

 

Задача 5.7

 

От шин узловой подстанции А питается электрическая сеть напряжением 110 кВ (рис. 5.3). Длины участков, марки проводов, нагрузки узлов при номинальном напряжении и напряжение на шинах подстанции U_A принять из табл. 5.8 и 5.9 для заданного преподавателем варианта. Нагрузки узлов изменяются в соответствии со статическими характеристиками по напряжению:

 

 

где Р_ном, Q_ном – нагрузки узлов при номинальном напряжении (см. табл. 5.9).

 

Представить каждый участок линии П-образной схемой замещения, содержащей активное и реактивное сопротивления и зарядные мощности линии.

Определить потоки мощности в начале и в конце каждого участка сети и напряжения в узлах с учетом изменения нагрузок узлов и зарядных мощностей линий от напряжения в данной точке сети. Результаты представить в виде схемы с нанесенными на нее мощностями в начале и в конце каждого участка и в узлах сети, а также напряжениями во всех узлах. Результаты получить после трех итераций расчета.

 

 

S1 = f(U1) S2 = f(U2) A Рис. 5.3. Схема сети

 

 

	Таблица 5.8
	Параметры линий электропередачи
	Номер варианта Сечения проводов марки АС на участках Длины участков L, км А – 1 1 – 2 А – 1 1 – 2 1 – 2 3 – 4 5 – 6 7 – 8 9 – 10 11 – 12 13 – 14 15 – 16 17 – 18 19 – 20 240/32 240/32 120/19 185/29 240/32 185/29 240/32 120/19 120/19 240/32 95/16 185/29 95/16 120/19 120/19 120/19 185/29 95/16 120/19 95/16

 

 

 

	Таблица 5.9
	Исходная информация о параметрах режима
	Номер варианта Нагрузка в узлах при номинальном напряжении, МВ×А Напряжение UA, кВ S1 S2 25 + j11 18 + j12 13 + j11 12 + j9 19 + j10 14 + j8 17 + j10 18 + j11 18 + j10 19 + j9 20 + j10 25 + j12 18 + j10 17 + j9 22 + j13 24 + j14 18 + j11 19 + j12 17 + j8 21 + j13

 

Задача 5.8

 

Определить наибольшую потерю напряжения и потери мощности в трехфазной сети с симметричной по фазе нагрузкой. Номинальное напряжение сети 380 В. Схема сети представлена на рис. 5.4, в которой участки 12 и 13 имеют равномерно распределенную по длине нагрузку с сosj = 0,9. Длины участков А1, 12, 13, марки проводов (одинаковые на всех участках) и удельную нагрузку Р_у принять из табл. 5.10, 5.11 для заданного преподавателем варианта.

 

 

	Таблица 5.10
	Параметры участков сети
	Номер варианта 5 - 12 13 - 20 Марка провода А35 А50 А70 А35 А50 А70 Длина участков, м А1

 

 

 

 

	Таблица 5.11
	Исходная информация о нагрузках
	Номер варианта Удельная нагрузка Ру, кВт/м на участках сети 0,03 0,04 0,06 0,04 0,05 0,03 0,06 0,04 0,04 0,05 0,02 0,01 0,03 0,03 0,03 0,01 0,04 0,03 0,02 0,03

 

 

	Рис. 5.4. Схема сети с равномерно распределенной нагрузкой

 

 

Контрольные вопросы к главе 5

 

1. Каковы задачи электрического расчета электрической сети?

2. Что понимают под падением напряжения и потерей напряжения?

3. Как определить продольную и поперечную составляющие падения напряжения?

4. При расчете каких сетей можно пренебречь потерями мощности на корону?

5. При каких исходных условиях и как производят расчет режима линии электропередачи в два этапа?

6. При расчете каких сетей можно пренебречь зарядной мощностью линий?

7. Что представляет собой полная П-образная схема замещения линии?

8. Какова последовательность электрического расчета сети с учетом статических характеристик нагрузки по напряжению?

9. Какая схема замещения трансформаторов 110 – 330 кВ используется при расчете режимов сети?

10. Как осуществляется приведение нагрузок к стороне высшего напряжения трансформаторов?

11. В какой из линий, воздушной или кабельной, при одинаковых сечении, номинальном напряжении и передаваемой мощности будут меньше потери активной и реактивной мощности?

12. Повлияет ли на значения потерь мощности и падения напряжения расщепление фаз проводов воздушных линий?

13. Как будет выглядеть векторная диаграмма линии электропередачи, если в конце линии подключена чисто активная нагрузка?

14. Как будет выглядеть векторная диаграмма линии электропередачи, если в конце линии подключена активно-емкостная нагрузка?

15. Как будет выглядеть векторная диаграмма линии электропередачи, если в конце линии подключена чисто индуктивная нагрузка?

16. Как будет выглядеть векторная диаграмма линии электропередачи, если в конце линии подключена активно-индуктивная нагрузка?

17. Как будет выглядеть векторная диаграмма линии электропередачи, если в конце линии подключена чисто емкостная нагрузка?

18. Как будет выглядеть векторная диаграмма линии электропередачи, если учесть потери на корону?

Дополнительные задачи для решения по данному разделу приведены в [1], с. 68 – 69, 77 – 78, а контрольные вопросы – на с. 107. Там же на с. 58 – 68, 71 – 77 приведены примеры решения задач. Расчетные выражения для решения задач данного раздела приведены в [1], с. 53 – 58, 69 – 71 и в [3], с. 108 – 111.

 

 

В НАЧАЛО