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

Подождите немного. Документ загружается.

В' 50 6 50 Е 50

fC 50 Н 50

" 11,5

1,5

6,5

15.5

в"

2,5 10 5

Рис. 2.17. Токораспределенне в кольцевой части сети 220 В

Определить токораспределенне и наибольшую потерю напря-

жения в сети.

Решение. Найдем токораспределенне в кольцевой части сети,

выполненной проводами одной марки А16, разрезав ее в точке

В (рис. 2.17).

Ток на головном участке B'G

, 5 50+10 100 + 7,5.150+2^ 200

/в= — =11,5 А.

250

Ток головного участка В"Н

2,5

.50 +7,5 .100 + 10 .150 +

.200 , ,

/в.=— —=13,5 А.

250

Сумма токов головных участков равна сумме токов нагрузок:

11,5+13,5=2,5+7,5 + 10+5=25 А.

По токам головных участков находим токораспределенне во

всей кольцевой сети. Точка С является точкой токораздела. На

магистральных участках Аа и аВ проходят токи: 30 А на участке

аВ, 32,5 А на участке Аа. В рассматриваемой сети наинизшее

напряжение будет в точке Z), а не в точке F, поскольку линия CD

питается от точки С, являющейся точкой с наинизшим напряже-

нием в кольце, а потеря напряжения на участке CD больше, чем

на участке EF, из-за большей наг]^зки точки D в сравнении

с нагрузкой в точке F. Поэтому наибольшая потеря напряжения

должна определяться от точки А до точки D:

АС7ас=АС/^=^[(32,5

. 100

+ 30.50)0,63. Ю'Ч

+(13,5+8,5+7,5) 50.1,96.10 - = 10,2 В,

или

100=4,63%.

220

Задача 2.9. Схема сети 35 кВ, по которой осуществляется

электроснабжение понизительных подстанций А, В и С от элект-

ростанции ЭС, изображена на рис. 2.18. Вся сеть вьшолнена

сталеалюминиевыми проводакш марки АС120 (го=0,27 Ом/км,

Xo=0,405 Ом/км). Длины участков сети (км) нагрузки подстанций

(MB • А)

указаны на схеме сети.

Найти потокораспределение и наибольшую потерю напряже-

ния в нормальном режиме работы сети.

л'

e,6*J5,6

0,4-jl,6

Рис. 2.18. Схема сети 35 кВ

9*j4- B^-jB

Рис. 2.19. Потокораспределевве

в кольцевой части сети 35 кВ

Решение. Находим распределение мощностей в кольцевой

части сети (рис. 2.19):

мощность на участке А'В

(84-У8)8+(9+У4)12

= 8,6+; 5,6 MB. А;

мощность на участке А"С

(9+У4)8+(8+78)12

:8,4+уб,4МВ.А.

Сумма М01вд10стей головных участков равна сумме мощно-

стей нагрузок, что свидетельствует о правильности сделанных

вычислений:

8,6+у5,6 + 8,4+уб,4=9+у4+8+у8 = 17+у12 МБ-А.

Найденное потокораспределение наносим на схему рис.

2.19*. Точка В является точкой раздела для активной, точка

С — для реактивной мощности.

Определим, в какой точке {В или С) будет более низкое

напряжение, для чего сравним потери напряжения АС/дв и ЛС/АС-'

(8,6 0.27+5.6.0.405)8 ^

ДС;ав= =

1,05

кВ;

д., (8.4.0Д7+6.4.0.405)8

АС/АС= ^^ =

1,11

кВ.

Потеря напряжения &.Uac>A.Uab- Поэтому наибольшая поте-

ря напряжения в рассматриваемой сети должна определяться до

точки С:

1,11=0,84+1,11 =

1,95

кВ.

или

AC7rf=—100=5,6%.

•Направление стрелок соответствует направлению потоков активной мсхц-

ноств.

Задача

2.10. Or шин ПО кВ узловой подстанции А энергоси-

стемы Центральной Сибири по кольцевой сети осуществляется

электроснабжение трех понизительных подстанций, расчетные

нагрузки которых равны:

=25 + /I5=29.1SS/30.964° MB A,

S,=30 4-/20=36,056/33,69° MB -А,

=40

=43,081/21,801° MB

•

Параметры участков кольцевой сети представлены в табл. 2.5.

Таблица 2.S. Шрамегри лвий сеп

Линия

Марка

«•о.

г.

провода Ом/км Ом/км км Ом Ом

А--1 АС240/32

0,121 0,405 20 2,42

8,10

1—2 АС185/29

0,162 0,413

3,24 8,26

2—3 АС95/16

0,306 0,434

9,18

13,02

А—3 АС240/32

0,121 0,405 50 6,05 20Д5

Требуется: 1) выполнить расчет нормального режима работы

сети при напряжении, на шинах подстанции А, равном 121 кВ,

причем с целью сопоставления результатов предварительный

расчет потокораспределения в кольце следует вьшолнить двумя

способами (по длинам и по сопротивлениям участков);

2) по данным расчета нбрмального режима определить сум-

марную мощность, поступающую в кольцевую сеть с шин под-

станции А, и наибольшую потерю напряжения в процентах от

напряжения на шинах источника пнгания;

3) вьшолнить расчет послеаварийного режима, возникающего

после отключения участка А—1, при напряжении на шинах под-

станции А, равном 121 кВ;

4) по данным расчета послеаварийного режима сравнить:

а) мощность, поступающую в этом режиме в сеть с шин

подстанции А, с аналогичной величиной для нормального режи-

ма, определенной в п. 2;

б) относительное значение суммарных потерь напряжения от

шин подстанции А до подстанции 1 с относительным значением

наибольшей потери напряжения в нормальном режиме, опреде-

ленным в п. 2;

5) проверить, не превосходят ли токи, проходящие по участ-

кам сети в послеаварийном режиме, следующих длительно до-

пустимых по условиям нагрева проводов значений:

— для провода АС240/32 /до„=605 А,

— для провода АС185/29 =510 А,

— для провода АС95/16 =330 А.

l/fj=20/<M

I Ц^^

=SOkm

Sr25-^j15 52=Щ20 Sf40

LiA =5Dkm

л — ' * *

Sz=30+j20

57.085

52fi85

31,^6

2,085

37,915

16,8^

25-^jlS

-3,15^4

30+j20

-o

S'2y2,096-j3,154^^

I о

S'^f2,0d5-J3,169

Sr2S+p5 52=30+j20 SfiiO+j16

г)

Рис. 2.20. Схема замещения кольцевой сети ПО кВ (о), тибли-

женное потокорас1тделение

ней, найденное по длинам (Q и по

со1фогивлениям (в) линий, в разделение кольцевой сети на две

радиальные (г)

Решение. 1. Составляем схему замещения сети для расчета

нормального режима, разрезая кольцо по шинам источника пита-

ния А (рис. 2.20, а).

2. Вьшолняем предварительный этап расчета режима — опре-

деление приближенного потокораспределения в кольце с целью

выявления точки потокораздела:

а) расчет по длинам линий (при допущении об однородности

сети):

«1 Си + '23 + 'ЗА) + S, Саз + 'ЗА) + 5з 'ЗА

'A1+'I2+'23+'SA

(25H-jl5)(20+30+50)+(30+j20)(30+50)H-(40+jl6)50

20 +20 +30 +50

120

5 J (/j S +/12 + W + 4 Сп + ^А1) + /А1

kl+hl+lli+hA

(40+yi6)(30+20+20)+(30+y20)(20+ 20)+(25+7l5)20

20+20+30+50

Р+>16)70+(30+720)40+(25+;15)20

120

= 37,5+/18,5 MB А.

ПРОВЕРЯЕМ ПРАВИЛЬНОСТЬ ОПРЕДЕЛЕНА ПОТОКОВ МОХФЮСТИ НА

ГОЛОВНЫХ УЧАСТКАХ КОЛЬЦА ПО УСЛОВИЮ 5 ++ 52+^3:

5 й+^ =57,5 + j

32,5

+ 37,5 +j 18,5=95

+7 51

•

А,

5, + 52+'^з = 25+/15 + 30+у20 + 40+Л6=(254-304-40) +

+7(15 + 20 +16)=95+У51 MB-А.

Следовательно, определение значений ^^^ и ^д-з выполнено

верно.

Находим потоки мощности на участках 1—2 и 2—3 без учета

потерь мощности с целью выявления точек потокораздела:

- = 57,5 + J 32,5 - (25 +715)=32,5 +;• 17,5 MB

•

А;

S^^SF^-S^ = 32,5 +J 17,5 -(30+У20)=2,5 -J2,5 MB

•

Знак минус перед показывает, что поток реактивной

мощности на этом участке направлен от точки 3 к точке 2, т. е.

точка 2 является точкой потокораздела реактивной мощности,

в то время как точка 3, очевидно, является точкой раздела

потоков активной мощности. Наносим найденные потоки мощ-

ности на схему замещения, изображая сплошными стрелками

потоки активной мощности, а штриховыми — потоки реактив-

ной мощности (рис. 2.20, б).

б) расчет по сопротивлениям участков сети:

— мощность, протекающая по участку А—1,

^ _ 2 + 3 + А) + .Si (Z2 3 + Zg*) + Z.

ЗА

Здесь = 6,05 -

/20,25

= 21,134/ - 73,366°;

-^23 +

^ЗА=8 -j 13,02+6,05 20Д5 =

15,23

-7 33,27=

= 36.59/-65,403°;

^12+Аз + ^ЗА)= 3,24-У

8,26

+15,23-j

-18,47-741.53=45,452/- 66.023°;

+(^12+^2з+^А)=2,42-78,1 + 18.47-J41,53=

=20,89

-У49,63

= 53,847/-67,173°.

Первое слагаемое

=29,155/30,964°

•

45,452/ - 66,023°/53.847/ -

67,173°

= 24,6096/32,144"=20,844+/13,083 MB

•

А.

Второе слагаемое

= 36,056/33,69°. 36,59/ - 65,403°/53,847/ -

67,173°

=24,5007/35,46° =

19,956

+j 14,214 MB

•

А.

Третье слагаемое S^ii

•^IJl (3) =

^ъ

^ЗА/^Г =

=43,081/21,801°. 1\ЛЪА1~Ъ,ЪЬЬ°1ЪЪМ11 -

67.173°

= 16,9085/15,608° = 16Д85+74,549 МВ А.

Итак,

=20,844 +j

13,083

+19,956 +j 14Д14 +16,285 +j

4,549

= 57.085+j31,846MB.A.

Сопоставление этого результата со значением определен-

ным по длинам линий, показывает, что отличие не превышает

1 — 2%.

Заканчиваем расчет потокораспределения на предваритель-

ном этапе:

- =

57,085

+у 31,846 -

(25

+ у15)=

= 32,085+716,846 MB -А;

5^'=5^?-,^2=32,085+716,846-(30+720)=2,085-73,154МВ.А;

5S-=.St-^3=2,085-/3,154-(40+;16)=

= -(37,915+719,154) MB-А;

^k%=37,915+7l9,154 MB A.

Полученные результаты представлены на рис. 2.20, б.

Теперь, после выявления точек потокораздела, определим

парамп-ры нормального режима работы рассматриваемой

3-265

кольцевой сети с использованием метода расчета «в два

этапа».

3. Вьшолняем первый этап расчета режима — определение

потокораспределения с учетом потерь мощности. Поскольку точ-

ки потокораздела активной и реактивной мощностей не совпада-

ют, для перехода к двум радиальным расчетным схемам пред-

варительно вычисляем потери мощности на участке между точ-

ками потокораздела, т. е. на участке 2 — 3.

МВт;

13,02/9,18

0,015

Мвар.

Мощность, поступающая в узел 3 (в точку раздела потоков

активной мощности) из участка 2 — 3, т. е. мощность в Komie

линии 2 — 3, при принятом ранее положительном направлении

=2,085 +3,154 - 0,015)=2,085 -уЗ,169 МБ • А.

Мощность, вытекающая из узла 2 (из точки раздела потоков

реактивной мощности), т. е. мощность в начале линии 2 — 3,

=2,085

Ч- 0,011

-j 3,154= 2,096-j

3,154

•

А.

При этом кольцевая схема разбивается на две радиальные

(рис. 2.20, г).

Вьшолняем расчет потокораспределения в левой части схемы.

Определяем мощности в конце и начале участка 1 — 2:

32,085

16,8464-0,011

= 32,096 +j

16,846

MB• А;

МВт;

t/J^ 110»

AGI2=API2*I2/'-I2=0.352.8,26/3,24=

0,897

Мвар;

^i2=^u+A^i2=32,096-hyi6,846-j-0,3524-y0,897=

=32,448-^717,743 МВ-А.

Определяем мощности в конце и начале участка А — 1:

32,448

17,743 Ч- 25 15

57,448

+j 32,743 MB

•

А;

Ul^ по'

x^Jr^^ =0,874.8,1/2,42 = 2,925 Мвар;

= ^Ix + =

57,448

32,743

+ 0,874+у2,925 =

= 58,322+7

35,668

MB A.

Выполняем расчет потокораспределения в правой части схе-

мы. Определяем мощности в конце и начале участка А — 3:

= 37,915+719,154-y0,015 = 37,915+7l9,139 МБ-А;

МВт;

АСА'З=Д^*

А'З-

JCA3/'-A3=0.902

• 20,25/6,05

= 3,019 Мвар;

51'З

= 51'З+А^А'З=37,915+719,139 + 0,902+73,019 =

= 38,817+722,158 МВ А.

Мощность, поступающая в сеть с ишн подстанции А в нор-

мальном режиме,

• + 5;.з=58,322+735,668 + 38,817+722,158 =

= 97,139+757,826 МБ-А.

4. Вьшолняем второй этап расчета режима — определяем на-

пряжения в узловых точках по заданному напряжению на шинах

подстанции А ((/д=121 кВ). Расчет ведем без учета поперечной

составляющей падения напряжения.

Определяем потерю напряжения на участке А — i и напряже-

ние в узле Г.

^ Уд 121

Ui =

С/А- АС/А1

121

- 3,554= 117,446 кВ.

Определяем потерю напряжения на участке 1 — 2 и напряже-

ние в узле 2:

" 1/, 117,446

C/2=C/i-At/i2=ll7,446 -

2,l43

115,303

кВ.

Определяем потерю напряжения на участке 2 — 3 и напряже-

ние в узле 3 при расчете «слева» (индекс «сл»):

-0.189 KB;

" l/j 115,303

С^э(сл)= С/2-АС72З

= 115,303-(-0,189)= 115,492 кВ.

Определяем потерю напряжения на участке А — 3 н напряже-

ние в узле 3 при расчете «справа» (индекс «сп»):

1/д 121

С/з(ш)= С7А-ЛС/АЗ= 121-5,649=

115,351

кВ.

Тот факт, что значения напряжения в узле 3 при его расчете

«слева» и «справа» оказались неодинаковыми, хотя и достаточно

близкими (разница порядка 0,1%), объясняется тем, что выпол-

ненные два этапа расчета режима в совокупности представляют

собой лишь первый шаг итерационного процесса, который при

необходимости может быть продолжен. Вместе с тем близость

значений Uj^-^ и С/э(о,) свидетельствует о том, что в дальнейшем

уточнении режимных параметров нет необходимости.

Наибольшая потеря напряжения в любой кольцевой сега

в нормальном режиме имеет место от шин источника питания

(подстанция А) до одной из точек потокораздела. В рассматрива-

емом случае минимальное напряжение оказалось в точке раздела

потоков реактивной мощности (узел 2). Следовательно, наиболь-

шую потерю напряжения (%) от напряжения на шинах подстан-

ции А определяем как

100=4,7.%.

Полученный результат показывает, что в данном режиме

значение наибольшей потери напряжения относительно невелико,

т. е. нет оснований опасаться, что в узле с минимальным напря-

жением регулировочный диапазон трансформаторов с РПН мо-

жет оказаться недостаточным для удовлетворения требований

встречного регулирования напряжения.

5. Переходим к выполнению п. 3 условия задачи, для чего

составляем cxei^ замещения сети для расчета послеаварийного

режима (отключена линия А — 7), пренебрегая изменением рас-

четной нагрузки подстанции 1 (рис. 2.21).

S4J Zas Z2S ^32 /,2

Sj=mjl6 S2=30+j20 Sj=25*j?5

Рис. 2.21. Схеыа замещения кольцевой сети ПО жВ в после-

аварийном режиме, возникающем после отключшия участка

Л—2

6. Вьшолняем первыЁ этап расчета послеаварийного режи-

ма — определяем потокораспределение в схеме сети:

3^4= 0,228 МВт;

21 juja

Де21=0Д28.8,26/3,24=0,581 Мвар;

5 2,=25

0,228

+ j

0,581

25,228

15,581

•

А;

30 +J

25,228

15,581

55,228

+j 35,581 MB

•

Аез2=3^75 .13,02/9,18 =

4,645

Мвар;

$32=55,228 +

у35,581

+ 3,275

+j4,645

58,503

40,226 MB • А;

5A3=40

58,503

+у40Д26=98,503 +j

56,226

•

А;

ЛP,з=^«.^^™.6.05=6,432 MBт;

АЗ JJJJ1 »

ДСаз =

6,432 •

20Д5/6,05 =21,529 Мвар.

Мощность, поступающая в сеть с шин подстанщ1и А в рас-

сматриваемом послеаварийном режиме,

^АЫш.)=5

A3=98,503 4-у 56Д26

+ 6,43221,529 =

= 104,935+j77,755 MB-А.

Сравнение данного результата с величиной 5А(»РЫ) (СМ. П.

3 рещения) показывает, что потери активной и в особенности

реактивной мощности значительно возросли.

7. Выполняем второй этап расчета послеаварийного режи-

ма — определяем напряжения в узлах при 1/А=

121

кВ:

18Д59 кВ;

t/з =

121

- 18Д59=

102,741

кВ;

58.503.9.184^.226.13.02^

" 102.741

и^ =

102,741

-10,325 = 92,416 кВ;

92,416

=92,416-2,277 =90,139 кВ.