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

Подождите немного. Документ загружается.

t>E= £>A+АС/АБ=7.5+У42+

3,01

+/24,64=

10,51

66,64=

67,46/81,04°

В;

10,51 +У66.64

'БО-

= 0,0853+/0.198 =

0Д1б/66,7°

А;

Zbo 303,18+У77.52

/Б2=/БО+/АБ=0,0853+УО,198 + 1,087+У0,164= 1,172+у0,362=

= 1^27/17.16° А;

At>E2=/B2ZB2=(l,172+^0,362) (6+;33,6)= -5,13+/41,56=

=41,88/91,04° В;

f^2

= f>E+At7Bj=10,51+j66,64+741,56-5,13=5,38+7108,2=

= 108,33/87,15° В.

Проверкой правильности расчета является равенство взаим-

ных сопротивлений Z^j и Zji, первое из которых найдено в пре-

дыдущем расчете, а второе определяем так:

Z2,

5,38 +У

108,2= 108,33/87,15° Ом.

В нашем случае они равны в пределах точности; следователь-

1ение

30,21+J

82,96

Ом.

но, расчет выполнен верно.

Искомое собственное сопротивление

^ 5.38+7108,2

/б2 1,172+уО,362'

Определяем модули и аргументы собственного сопротивле-

ния и проводимости:

Z22=V30,21^+82,96^=88,29 Ом; ^22=arctg—=69,99°;

30)21

О22 = 90°-ч^22=90°-69,99°=20,01°; >-22=—=

0,0113

См.

88 Д9

Теперь переходим к определению параметров режима при

заданных значениях:

Р;а=280МВТ; 1>i=242KB; 1>2=230 КВ.

Находим угол сдвига между векторами напряжений U^ и U^

в этом режиме, для чего воспользуемся известными формулами:

Л = Ubii

sin

ail + UiUjryii sin (^-012), (2.1)

Gi = Ubii costtii- C/iC/2>ii cos (5-ai2), (2.2)

^2= C/i>'22sina22-t/if/2>'i2sin(5+ai2), (2.3)

62= l/ij22COSa22-f/il/2:>'l2COS(5 + ai2)- (2.4)

Из формулы (2.1) находим

PiK-V\yit^<tii 280-242^0,0111 sin 18.32°

sm(5-«i2)= ^=0,148;

^^ и^Щу^^ 242.230.0,0092

г -

СЕ,2

8,5°;

г=8,5° +

«12

= 8,5°+2,84° = 11,34°.

Значения мощностей [по формулам (2.2) — (2.4)]

=242^.

0,0111

cos 18,32° -242

•

230.0,0092cos

8,5°

= 110,67 Мвар;

Рг=230

0,0113

sin 20,0Г -242

• 230

0,0092 sin 14,48°=79,11 МВт;

e2=2302.0,0113cos20,0r-242.230 0,0092cosl4,18°=65,22MBap.

Для получения более точных результатов Q^ и Pj можно

воспользоваться следующим способом (рис. 2.12):

280+7110,67 MB-А;

= 14,05+J

78,66

А;

iA-A5iA=280+i 110,67-14,05-J 78,66 =

=265,95+у32,01 MB. А;

^'АБ=^ТА -

-S'AP=265,95

32,01

- 200 -j 63,82=

=65,95-j

31,81

MB. A.

Точка A является точкой потокораздела реактивной мощ-

ности:

А^АБ=^^^^^^^(6,05+У21,75)=0,67+У2,41 MB .А;

65,95 -731,81

-0,67-У2,41 =

=65,28-734Д2 MB.А;

f д ^лб J у

L.. 1

— ^

)

S'A6

)

200-»j63,e2

Ш+]Зв,47

ьг

Рис. 2.12. Схема для 01феделения в Q^

= -84,72-772,69 MB А.

Точка Б является точкой потокораздела активной мощности:

84.72^ 72.69^

А^В

220'

(6+;33,6)=1,545+;8,65 MB-А;

^б2=^Б2-А5Б2=-84,72-772,69-1,545-;8,65 =

= -86,265-781,34 MB. А;

Р2=86,265 МВТ; 62 =

81,34

Мвар.

Рассчитаем напряжения на шинах подстанций А и Б и на

шинах высшего напряжения ЭС2:

при C/I=242kB

280

•

7.5+110.67-42Y /280 42-110.67 7,5у_^^^

242 J 242 "у ~

® VV ' 218.83 / I 218,83 J

=220,29 KB;

=233,94 KB.

2. Метод систематизированного подбора.

Приведенная мощность промежуточных подстанш1Й

^А=200 +773,5 МВ А,

5Б= 150+746,84 МБ .А при С/А=

С/Б=

£/.=220 кВ.

Генераторы станций имеют АРБ, обеспечивающие постоянст-

во напряжений

=242 кВ и 1/2=230 кВ в нормальных установи-

вшихся режимах работы. Параметры схемы замещения указаны

на рис. 2.13. Нагрузки подстанций А и Б должны быть учтены

статическнмн характеристиками по напряжению, указанными

в задании.

Так как метод систематизированного подбора является итера-

ционным, то для решения задачи необходимо задаться минт^м

тремя значениями реактивной мощности Q

IX.

Для ориентировоч-

ного задания одного из этих значений следует иметь в виду, что

ц^ 6,05+]21.75

1А ЧА

200+j75.5

^Аб ^"лд

jbA=2-70^CM

S'b2 S"e2

ф Ь73-1бЧм

Рве. 2.13. Схема замещения электрической сети

электропередачи 220 кВ в режимах передачи максимальной мощ-

ности, как правило, работают при cos^o в начале линии «0,9.

Ориентируясь на это значение, при заданной активной мощности

(280 МВт) можно определить, что ей соответствует реактивная

мощность около 125 Мвар. Остальные два значения Q можно

выбрать несколько отличающимися от данной Щ1фры. Таким

образом, примем

e'iA(i)=100 Мвар, е',А(2)=125 Мвар, С',а(з)-150 Мвар.

Для каждого из значений проводим расчет режима элект-

ропередачи с целью определения напряжений на шинах подстан-

ций А и Б и ЭС2.

Результаты расчетов сведены в табл. 2.3.

Таблица 2.3. Результаты расчета режимов

Расчетные величины

Номер расчета

Расчетные величины

С'^. Мвар

100

125

150

A/'IA. МВт

11,32 12,04

12,92

AgiA. Мвар

63,4

67,43

72,36

268.б8+;36,6

267.96+J57.57

267,08+/77,64

AI/IA,KB 26,03 3037 34,71

45,5

44,72

43,95

220,71

216.3

211,9

*1А.ПМД

11.9

11,93

11,97

Ik.

о.

е.

1,0032

0,983

0,963

^о.е. 1,014 0,93 0,857

IA.MB А

200,6+j74.53 197+j68,34 193,4+762,99

ОСА. Мвар 9,74 9,36 8,98

I'^MBA 68,08-728,19 70,96-71,41 73,68+У23.63

АЛАЬМВТ 0,674 0,65 0,81

АБАЬМВАР 2,42 2.34

2,9

Продолжение табл. 2.3

Расчетные велпчины

Номер расчета

.«'^^.МВА

67,41

->30,61 70,31-73,75

72,87+720,73

&VAB, icB

-0,91

1,84 4,53

SUas, КВ

7.48

7.175

6,89

f/Б. KB

221,75 214,58 207,48

SAS, гргя

1,93 1,92 1,9

^iB. град

13,83 13,85

13,87

0. е.

1,008

0,975

0,943

о.

е.

1,0072 0,978

0,949

а. о. е.

0,737

0,596 0,487

МВ -А 151,08+734,52

146,7+727,92 142,35+722,81

СсЕ. Мвар

8,51

7,97 7,45

MB . А

-83,67-7109,68 -76,39-723,7 -69,48+75,37

APS2,

МВТ

2,32 0,834

0,68

Мвар

4,67

3,79

MB А

-85,99-7122,68

-77,224-728.37 -70,16+71,58

А1/Б2.

-18,88

-5,85

-1.14

-9,71

-11,3

-11,41

240,83

220,72 208.93

SUs2

5E2-arctg

t/s-AD'M

-2,31 -2,93 -3.13 5E2-arctg

t/s-AD'M

град

5,2=г1Б + 5Б2,град 11,52

10,92

10,74

Теперь построим зависимости Uz=fiQ'i/d, U^—fiQ'i/)

и Us—f{Q'it)- Эти зависимости используются для определения

прибашженного значения по заданному значению C/J^'^SO КВ

и истинных значений С/д и

С/б-

Соответствующие зависимости представлены на рис. 2.14.

Заданному значению С/2ЗАД=230 КВ соответствует значение

е',А= 117 Мвар, при этом С/а=218 КВ; С/в=216 КВ.

Задача

2.7. От шин ПО

КВ

узловой подстанции А по двухцеп-

ной линии осуществляется электроснабжение подстанций / и 2.

На подстанции 2 установлены два трехобмоточных трансфор-

матора, и от шин среднего напряжения этой подстанции отходит

о 20 40

ВО

во

100 120

по

160

о'м.мвар

Рис. 2.14. Графики изменения напряжеЕшй Ui,

1/д и t/g в функции моишости Q

двулцепная линия 35 кВ, осуществляющая электроснабжение под-

станщ1и 3. Схема сети представлена на рис. 2.15, а, где указаны

марки трансформаторов и нагрузки на шинах низшего напряже-

ния подстанций (MB

•

А).

Погонные параметры участков сети представлены в

табл. 2.4.

Нагрузка подстанции 1, приведенная к шинам высшего напря-

жения, 51ври.=20,1-Ь711Д МБ.А. Нагрузка на шинах низшего

напряжения подстанции 2, приведенная к нулевой точке звезды

схемы замещения, ^2=15+79,7 МБ А. Расчетная нагрузка под-

станции 3 5з1яст= 10,1-I-J 5,5 МБ

-А.

Параметры схемы замещения

двух трехобмоточных трансформаторов подстанции 2, приведен-

ные к стороне высшего напряжения,

ZTB=0,75-»-j27 ОМ;

ZTC

= 0,75-I-;0 ОМ; 0,07-1-70,5 MB-А.

Требуется: 1) определить напряжение на шинах высшего на-

пряжения подстанции 3 в нормальном и послеаварийном (после

отключения одной цепи линии А-1-2) режимах при

^тв-с(2)=^тв-с»«= 115/38,5 и

С7А=

115 кВ; 2) выяснить, как нужно

изменить этот коэффициент трансформации, чтобы напряжение

на шинах высшего напряжения подстанции 3 было не менее

номинального в том и другом режиме.

Таблица 2.4. Параметры лшиш сети

Линяя

кВ

Число

nend,

Яд

км

Марка

провода

'о.

Ом/км Ом/км

Ло.

мкСм/км

Geo.

хвар/км

А—1

110

2 40 АС150/24

0,198 0,420 2,70

1—2 ПО 2 30 АС95/16 0,306 0,434

2,61 35

2—3

35 2

АС95/16 0,306 0,421 2,81

ТДН-16(Ю0/1Ю\

ПС I

пег

тдтн-

-25000/W/5^

5i=20^j9,2

О)

псз

ТАН-100СЮ/55

А ^il^AI il2 ^«/Tfl ire i^S J

)(Ь2)0аг

^Шрив

^"тв-т

Ззрасч

Ряс. 2.15.

Схема элжтрических соедивений я схема замещеняа магшпралшой

сети

ПО —35

кВ

Решевше. 1. Составляем схему замещения сети для расчета

нормального режима, пренебрегая емкостной проводимостью

линии 35 кВ. Она представлена на рис. 2.15, б.

2. Определяем недостающие параметры схемы замещения:

Zai

=(0.198 0,420)

•

40/2=

3,96

8,40 Ом;

Zi2=(0,306+y0,434). 30/2=4,59+уб,51 Ом;

Z23=(0,306 +J

0,421). 2012^=3,06

+ у4,21 Ом;

ecAi/2= 0,5.2 0,036.40 = 1,44 Мвар;

<2cij/2= 0,5.2 0,035.30=1,05 Мвар.

3. Выполняем расчет потокораспределения в нормальном ре-

жиме, полагая в качестве нулевого приближения, что напряжения

во всех узловых точках равны номинальному напряжению со-

ответствующего участка сети. При этом последовательно опре-

деляем:

AS^

10.1^+5,5^

35^

(3,06+j4,21)=

'23— „2 £i23-

"0.33+y0,455MB.A;

10,1

+75,5 + 0,33+70,455 =

= 10,43+;5,955 MB A;

^s.j^^^^j^^^'^ojs^^osm МВт;

^и=+AC^=10,43 +j

5,955

+0,009 =

10,439

+j 5,955 MB

•

5й=5'б2+5'2=10,439+У5,955

15+у9.7=25,439+у15,655

МВ-А;

25,439»+

""=0,055+71,991

MB А;

439+715,655+0,055+;1,991

=25,494+717,646

MB А;

^и=^'.6+А^х-7ес12/2=25,494+717,646+0,07+70,5-71,05=

=25,564+717,096

МВ-А;

25.564^

17,096»

=0,359 +70,509

МВ-А;

1/L

110»

(4,59+76,51)

.=25,564+717,096+0,359+70,509=

=25,923+717,605

MB -А;

1.+5,Щ.„-70,5 ((2СА1

GCI2)=

=25,923 +717,605

20,1 +711,2 -7(1,44+1,05)=

=46,023+726,315

MB. А;

ЛОа1

= :

46^+26,315»

= — +7 8,4) =

ИО»

=0,92+71,951

MB. А;

•^liА1

A.SAI =46,023+726,315+0,92+71,951

=46,943+728Д66 MB.

А.

Выполняем расчет первого приближения напряжений

в уз-

ловых точках сети

нор»<альном режиме:

At/,

А1 =

At/i.

''li

AI+fill

*А1 _

46,943

• 3,96

+28Д66

• 8,4

l/A ~ 115

С7а-АС/А1=115-3,68

111,32

кВ;

Ригц +Ci.Xia 25,923 4.59+17,605

• 6.51

3,68 кВ;

I/,

111,32

С7.= t/i -

At/,.= 111,32

2,1

109,22

кВ;

2,1 кВ;

i'l.riB+el.JfiB 25,494

0,75 +

17,646.27

, „

АС/.б=

:: = гтг^:

=4,54

кВ;

109,22

С/б= U,-AU^= 109.22-4,54= 104,68 кВ;

^щГгс + Си-^^С 10439 0 75

At/«= —= ' ' =0.075 KB;

иъ 104.68

u'i= f/б-А£/б2= 104,68-0,075«104,6 кВ;

и2 = t/'2/ifeTB-c(2)= 104,6

• 38,5/115

35,02

кВ;

" L/J 35,02 .

f/3(HopM)= C/2-Ai/23 = 35,02-1,63 = 33,39 кВ. ,

Таким образом, в но{»1альном режиме напряжение на стороне

ВН подстанции 3 меньше номинального примерно на 5%.

5. В схеме замещения для расчета послеаварийного режима

сопротивления участков А-1 и 1-2 должны быть увеличены в два

раза, а зарядные мощности уменьшены в два раза, т. е.

2А.{ЦГ..) = 7,92+^16.8 OM;Z,2(„/„) = 9,18+yl3,02 Ом;

GcAi(ma.)/2=0,72 Мвар; (2ci2(W2=0,525 Мвар.

6. Выполняем расчет потокораспределения на участках J-a

и А-J (в остальной части схемы потокораспределение то же. что

и в нормальном режиме):

=«^'.6+^^x-j Gci2{n/..)/2=

=25,494 +j 17,646+0,07 +j 0.5 -j 0.525=25.564 +j

17.621

•

13.02)=0.731 1.037 MB-A;

25,564

+j 17,621+0,731 +j 1.037 =

26.295 +У 18.658

•

=26,295 + j

18,658

+20.1 11,2-y(0,72 +0.525)=

=46,395+y28,613MB.A;

A^^i(7,92+y 16.8)= l,945+y4.125 MB

5'А,=46.395+У28,613 + 1,945+У4,125 = 48,34+У32.738 MB-A.

7. Выполняем расчет напряжений в узловых точках сети в по-

слеавариином режиме ((7а=11^ КВ):

кВ;

C/i

= 115-8,11 = 106.89kB;

26,295.9.18+18,658 13,02 ^ ^^ ^ ,, .

Д[/и=— ^ =

4,53

кВ; 106,89-4,53 =

106,89

= 102,36 кВ;

102,36-4,84=97,52 кВ;

102,36

А[/б2= 10,439.0,75/97,52 =

0,08

кВ; [/97,52-0,08-97,44 кВ;

и г 97,44

• 38,5/115

32,62

кВ;

10,43.3,06 + 5,955-4,21 , „

= 3.6^

^/з(„/a.)=32,62-1,75 =

30,87

кВ.

Таким образом, в послеаварийном режиме напряжение на

стороне ВН подстанции 3 меньше номинального примерно

на 12%.

Анализируя результаты определения напряжения на стороне

высшего напряжения подстанции 3, приходим к выводу, что для

увеличения уровня напряжения в нормальном и послеаварийном

режимах до номинального следует уменьшить коэффициент

трансформации между обмотками высшего и среднего напряже-

ния трансформаторов, установленных на подстанции 2.

Задача 2.8. Питание осветительной сети небольшого поселка

осуществлено воздушной сетью трехфазного переменного тока

220 В, выполненной алюминиевыми проводами. Нагрузки се1и

(А), расстояния между ними (м) и сечения проводов указаны на

схеме сети (рис. 2.16). Нагрузка сети распределена равномерно

между тремя фазами, коэффициент мощности нагрузки равен

единице. Активное сопротивление 1 км провода А16 равно 1,96

Ом/км, провода А50 — 0,63 Ом/км.

А-50 50

А 100 а 50 В

о о

2,5

Рис. 2.16. Схема осветительной сети 220 В