Ежков В.В., Зарудский Г.К., Зуев Э.Н. и др. Электрические системы и сети в примерах и иллюстрациях

Подождите немного. Документ загружается.

' on.ii/u — ~

193.67-11

10,5

=202,89 KB; fij

202,89- 230

' 0,015 230

= -7,85.

Выбираем n=

— 8

и делаем проверку:

193.67-11

230-8-0,015-230

10,52 кВ.

Задача 6.2. На понижающей подстанции установлены два

параллельно работающих автотрансформатора типа

АТДЦТН-230/121/ll кВ номинальной мощностью 200 MB-А

(рис. 6.2). Для регулирования напряжения на стороне ПО кВ

обмотки среднего напряжения каждого автотрансформатора на

линейных выводах снабжены РПН с диапазоном регулирования

+ 6x2%. Для регулирования напряжения на стороне 10 кВ в об-

мотку И кВ включен линейный регулятор с диапазоном регули-

рования ±10х 1,5%.

По результатам расчетов режима сети 220 кВ и автотрансфор-

маторов получены значения приведенных напряжений:

С/;.^=226,23 кВ; (/;, .6=221,83 кВ; U:.^=222,0 кБ; V^^^llO, 49

кВ; [/,^„=201,84 кВ; 196,75 кВ.

Осуществить регулирование напряжения на

сторонах среднего и низшего напряжений.

Решение. Задаемся 1,1 t/„o«=

121

кВ.

Находим

'BI

ОТ1.С.Иб~~

230-121

Рис. 6.2. Схема

для определения

регулировочных

ответвлений авто-

трансформатора

и'

oiv.baS

caS

-l/c

226ДЗ

- 123-121

= 123кВ;

=0,82.

0,02-121

Выбираем Пот..яб=

и проверяем:

230

Значение близко к заданному.

На стороне 10 кВ в режиме наибольших нагрузок должно

поддерживаться значение 1Л.аб=Ь05 1Люм=10,5 кВ (встречное

регулирование). Тогда

откуда

Ае:

230 10,5-221.83 11

221,83 '

190

-0,11 кВ.

Следовательно,

проверка:

221,83(11-0,015.11)

=— ^ ' =10,45 кВ«10,5 кВ.

1/..Я 230

Аналогично проводим расчеты для режимов наименьших на-

грузок и послеаварийного режима.

Задаемся 17^=115 кВ. Тогда

119.14 кВ;

„„ 119,14-121

""-"l^riii—

С'ГГ-'^""''-'" ""-'^"'•^-•14.5 .CB^IIS КВ.

230 230

На шинах низшего напряжения желаемым является 1,0

t^HOMn=10 кВ (встречное регулирование). Тогда

Ж 230 10-220.49 11 „ „

= -0,57 кВ;

220.49

0,015.11

Проверка:

10,07 кв.

1/,., 230

Задаемся [/„«=121 кВ, т. е. стремимся не менять

режим сети 110 кВ в послеаварийном режиме сети 220 кВ. Тогда

137,88

кВ;

201,84 "" 0,02121

Выбираем п—6 и находим

118,93 КВ.

230 230

191

На пшнах 10 кВ кВ (режим наибольших нагрузок

у потребителя). Тогда

196,75

0,015-11

= 7,7; И = 8.

Проверка:

Задача

63. Районная понюнтельная подстанция питается дву-

мя параллельными линиями ПО кВ (рис. 6.3) длиной 80 км

с проводами марки АС120/19, закрепленными на железобетонных

опорах (Dc.t=5 М). На подстанции установлены два трансфор-

матора старого типа мощ-

2X31,5 MB-А ностью по 31,5 MB-А

и„ом'ЛОкВ

АС-120

-СПИ

ск

с ПБВ-110+4

X 2,5%/11

кВ.

S Реактивное сопротивление

двух линий ХЛ=17,1 Ом,

^ а трансформаторов x^=

Рис. 6.3. Схема длж оцредеяеши мощности

синхроквого компенсатора

20Д Ом. Напряжение на

стороне низшего напряже-

ния подстанции, приведен-

ное к высшему, в {жжимах

наибольших и наименьших нагрузок соответственно {/^^^Юб

кВ, и'2„=\\2 кВ. Схема передачи при изменении режима не

меняется.

Отделить наименьшую мощность синхронного компенсато-

ра, ооеспечиваюп^его встречное регулирование напряжения на

подстанции.

Решение. Для определения оптимального по условиям рабо-

ты синхронного компенсатора в режиме выдачи и потребления

реактивной мощности коэффициента трансформации для регули-

рования напряжения в заданных пределах используем выражение

Принимая во внимание, что

С/2яом

кВ, после

подстановки в уравнение соответствующих величин получим

0.5(10+0.У_ »т(10+0)-П2

(10+0) ~*:т(10+0,5)-10б'

откуда 10,8 и [/„„=

10,8 11

118,8

кВ.

192

Выбираем ближайшее стандартное ответвление

110+3

2,5% =

118,25

кВ, при котором действительные напряже-

ния на шинах 10 кВ будут:

в режиме наибольших нагрузок

кВ;

118Д5

в режиме наименьших нагрузок

11211 , „

1/2».=- =

10,4

кВ.

118Д5

Определим отклонения напряжения, которые необходимо ско-

мпенсировать синхронным компенсатором:

в режиме наибольших нагрузок

AJ7c..rf= 10,5 -

9,68

0,64

кВ;

в режиме наименьших нагрузок

At/e,.™

= 10-10,4= -0,4 кВ.

Необходимая мощность синхронного компенсатора в режиме

перевозбуждения (выдачи мощности)

^ 0.64-10,5/118.25У

в режиме недовозбуждения

Выбираем два синхронных компенсатора KC1S000-11 мощ-

ностью 15 Мвар каждый.

Задача 6.4.

Подстанция, расположенная на расстоянии 5 км от

главной понижающей подсташщи, питается по воздушной линии

кВ, выполненной с применением проводов АС50/8 на дд)евян-

ных типовых опорах. Передаваемая по линии мощность равна

1200+71050

кВ .

А.

Определить мощность конденсаторной батареи, которую не-

обходимо установить на подстанции параллельно нагрузке, что-

бы потери напряжения снизились до 5%

Решение. 1. Определяем потери напряжения в линии без

установки батареи конденсаторов:

(1200 0.603 + 1050.0.388)5 , „ „

5 в>АС/„оп=500 В,

10 . яоп ,

где Г(,=0,603 Ом/км; 0,388 Ом/км — погонные сопротивле-

ния для провода марки АС50/8.

193

7-263

2. После установки батареи конденсаторов потеря напряже-

ния должна составить 500 В. Следовательно, мощность батареи

конденсаторов определим из формулы

Л-+(е-еб1)*л

AU'=

откуда бб«=-

1/(Л1/-Л1/дос)

(565,5-500)10

=337,6 квар. Выбираем ба-

лл 5.0,388

тареи мощностью 400 квар.

Задача 6.5.

Районная понизительная подстанция связана с цен-

тром питания одноцепной линией напряжением 110 кВ, длиной

около 80 км {Zn=2\+j34 Ом). Расчетная наибольшая нагрузка

ШВА) подстанции

U^ofi-JfOnB хк • S=21+j20. По услови-

ям работы потребителей

потери напряжения в ли-

нии при этой нагрузке

должны быть не более

6%. Для снижения по-

терь напряжения в каж-

дую фазу линии предпо-

'•л

Рис. 6.4. Схема для определения мощности ба-

тареи конденсаторов

латается последовательно включить однофазные стандартные

конденсаторы (КС2А-0,66-40) мощностью 40 квар, напряжением

0,66 кВ (рис. 6.4).

Определить необходимое число конденсаторов, нокшнальное

напряжение в установленную мощность батареи конденсаторов.

Расчет выполнить без учета потерь мощности в линии.

Решение. Потери напряжения в линии без конденсаторов

Л [7=

22 21+20.34 1142

:10,4кВ.

по 110

По условиям задачи допускаемая потеря напряжения

110=6,6 кВ.

Найдем сопротивление конденсаторов, снижающих потери

напряжения в линии до 6,6 кВ, из уравнения

6,6=

22-21+20 (34-Хж)

' По '

откуда Хх=24,1 Ом.

Ток в линии при заданной расчетной нагрузке

/л=

^22»+20^

: —

у/ъ по

10^=157 А.

194

Номинальный ток конденсаторов КС2А-0,66-40

/ж.»«=40000/660 = 60,6 А.

поэтому число конденсаторов, включенных параллельно в одну

фазу ЛЕНИН, должно быть больше отношения т= 157/60,6=2,59.

Принимаем число параллельно включенных конденсаторов рав-

ным 3. Сопротивление конденсаторов КС2А-0,66-40

*«.BOM=660/60,6= 10,9 Ом.

Число конденсаторов л, включенных последовательно, опре-

делим, зная сопротивление каждого конденсатора и число их

параллельных ветвей, ю уравнения ^=24,1, откуда

„=^=6,63.

10,9

Вь^ираем п=7 шт.

Общее число конденсаторов в трех фазах линии

3 3.7=63.

Установленная мохщюсть батареи конденсаторов

BOM

= 63.40.10'=2,25 Мвар.

Номинальное напряжение батареи конденсаторов

t/6i.«M=0,66 .7=4,62 кВ.

Номинальный ток батареи

/ei.o«=60,6-3=181,8 А.

С учетом принятого числа конденсаторов действительное со-

противление батареи (10,9

•

7)/3=25,4 Ом, при этом потери напря-

жения в линии

110 110

что меньше допусти1^1ых.

ГЛАВА 7

ОБЕСПЕЧЕНИЕ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

Качество электроснабжения — это способность электричес-

кой системы обеспечивать надежное (без перерывов) электросна-

бжение при заданных показателях напряжения и частоты, кото-

рые установлены национальными и международными нормами.

Качество электроэнергии (КЭ) характерюуется отклонениями

этих показателй (ПКЭ) от установленных норм. В нашей стране

качество электроэнергии по ряду показателей нормируется ГОСТ

13109 — 87.

Нормируемые ГОСТ допустимые изменения ПКЭ гарантиру-

ют нормальное функционирование всех элементов электрической

сети. Ухудшение ПКЭ приводит главным образом к росту потерь

электроэнергии, перегреву оборудования, снижению вращающего

момента электродвигателей, износу изоляции, сокращению срока

службы электрооборудования, созданию электромагнитных по-

мех, отрицательно вли5аоших на функционирование средств ав-

томатики, связи, вычислительной техники и т. д., а также созда-

ющих дискомфортные условия для человека.

В международной практике для характеристики КЭ пользу-

ются более широким понятием «электромагнитная совмести-

мость», понимая под ней способность оборудования, приборов

нормально функционировать в данной электромагнитной обста-

новке, не внося собственных помех. При этом природа явлений

и связанных с ними последствий в том и в другом случае одна

и та же.

Выполнение требований стандарта у нас в стране носит обяза-

тельный характер. Перечень ПКЭ, подлежащих стандартизации,

в разных странах может быть различным в зависимости от

местных условий, определяющих структуру, состав, экономику

электрических систем.

Структура и экономика электроэнергетических систем в на-

шей стране такова, что основное внимание в решении проблемы

обеспечения качества электроэнергии должно быть уделено дей-

ствующим сетям, так как доля вновь вводимых электроэнер-

гетических объектов в настоящее время незначительна (2—3% от

действующих мощностей). На это направлен разработанный сра-

внительно недавно экономический механизм.

196

Задача определения качества электроэнергии должна решать-

ся как на этапе проектирования, так и в процессе эксплуатации

систем электроснабжения и систематически контролироваться по

фактическому вкладу каждого потребителя.

К основным параметрам качества электрической энергии по

напряжению в соответствии с Г(ХТ 13109 — 87 «Требования

к качеству электрической энергии в электрических сетях общего

назначения» относятся следующие:

— отклонения напряжения (ACT);

— коэффицент обратной последовательности (Ка^)-,

— коэффициент нулевой последовательности (А^р);

— коэффициент несинусоидальности (^RTact;);

— коэффициент гармонической составляющей напряжения

— провалы напряжения {д

— доза колебаний напряжения (^/г) и коэффициент дозы {К^).

Коэффициент несинусоидальности на шинах питающей сети

при работе вентильных преобразователей [7.1]:

/з/я-

sin WCjfc+jhp)- 9/я»

Ажи=*с /— , , . (7.1)

где Xe=S„p/St — эквивалентное сопротивление системы в относи-

тельных единицах, приведенное к мощности преобразователя S„p,

т. е. сопротивление от условной точки сети бесконечной мощ-

ности до точки сети, в которой определяется K^ul 5, — мощ-

ность короткого замыкания в точке сети, в которой определяется

KkvI ^ — индуктивное сопротивление цепи преобразователя

в относительных единицах, приведенное к т. е. сопротивление

от точки возникновения коммутационных искажений до точки,

в которой определяется

Приведенное соотношение справедливо для преобразователей

с любой последовательностью чередования фаз.

При определении К^р особое внимание следует обращать на

Чаще всего требуется определить К^и на шинах питания

мощных тиристорных преобразователей, содержащих выпрями-

тельный мост (или их группу) и питающий его понижающий

трансформатор. В этом

случае

^ равно сопротивлению трансфо-

рматора преобразовательного моста:

+ V4) ^цр/(100% С7.2)

где 5тж,м — номинальная мощность трансформатора преобразо-

вательного моста; кр — коэффициент расщепления обмоток это-

го трансформатора; — напряжение короткого замыкания

этого транс^рматора.

197

Для двухобмоточных трансформаторов, применяемых

в 6-фазных (трехфазных мостовых) схемах выпрямления,

(7.3)

Для трехобмоточных трансформаторов, применяемых в пре-

образователях, выполненных по 12-фазной схеме, если ветви

низшего напряжения трансформатора имеют хорошую электро-

магнитную связь,

Если 12-фазный преобразователь выполнен по схеме с двумя

двухобмоточными трансформаторами, имеющими разные схемы

соединения, то Лр=4.

При работе группы вентильных преобразователей можно вы-

явить некоторые закономерности, позволяющие определять

Kj^tj

простыми способами.

1. Схемы соединения трансформаторов одинаковы, преобра-

зователи работают синфазно, т. е. углы управления вентилями

aj =

...

«,

или cjos(pi=cqs(p2=...=cosq>„ трансформаторы

преобразователя имеют одинаковые параметры. В этом случае

расчет Kj^u ведут по параметрам одного эквивалентного преоб-

разователя, причем

^вр.жь— Si

nph

i-1

ST эп— STinoMt

i-1

COS 9э„=С08

где n — число преобразователей; i — порядковый номер преоб-

разователя.

2. Схемы трансформаторов преобразователей и углы управле-

ния одинаковы, т. е. Oi=«2=... =

ot,

или cos q>i= cos tp2=...=cos tp,.

же время iS'ti«)M='St2»OM=

—='St««>M.

u^x'^ti^^...Фи^ В этом

случае параметры эквивале1ггного преобразователя подсчитыва-

ют по формулам

прь

<-1

Sjm— X Sltm>m

i-1

Z '^IMM

•

Z Srim»Ju,l

<-l

198

3. Схемы преобразователей одинаковы, в то же время углы

управления и коммутации преобразователей имеют следующие

соотношения:

ai + yi<a2>

а2

У2<аз

и т. д.,

Ов+Уя—для 6-фазных преобразователей,

а^<л/6 для 12-фазных преобразователей,

т. е. коммутационные искажения отдельных преобразователей не

накладываются друг на друга. В этом случае вычисляют от

каждого преобразователя в отдельности, а затем общий коэф-

фициент несинусоидальности:

V i-i

•^исга—. / X

4. Схемы трансформаторов преобразователей различны и по-

строены так, что осуществляется сдвиг вектора вторичного на-

пряжения на определенный угол. Например, один преобразова-

тель работает по схеме YjY, а другой — по схеме У/А—эк-

вивалентная 12-фазная схема; четыре преобразователя с транс-

форматорами У/А, У/У, y/Z, A/Z — эквивалентная 24-фазная

схема и т. д.

В том случае, если выполняется условие 1, расчет ведут по

параметрам эквивалентного преобразователя, при этом прини-

мают кр=4.

Если выполняется условие 2, то вычисляют K„cu каждого

преобразователя, а затем общий по выражению, приведен-

ному в условии 3.

Перечисленные случаи не охватывают всех возможных вари-

антов работы вентильных преобразователей. В общем же случае

работа вентильных преобразователей носит случайный характер

и зависит от технологических процессов. Однако с достаточной

для инженерных расчетов точностью можно определить

К^и

расчетной точке от каждого индивидуального преобразова-

теля, а затем общий коэффициент несинусоидальности по выра-

жению условия 3.

Согласно ГОСТ 13109 — 87, питание осветительных устано-

вок с люминесцентными лаАшами допускается в том случае, если

размах изменения напряжения (в процентах) в точках электричес-

ких сетей, к которым присоединены потребители с такими уста-

новка!^, не превосходит уровней размахов напряжения (см. рис.

7.7) [7.3].

Значение уровня размаха напряжения может быть рассчитано

согласно [7.2]:

SU,=AQ- m%/s,,

199