Грунин О. М, Савицкий Л.В. Электроэнергетические системы и сети. Сборник задач

Подождите немного. Документ загружается.

магистральной сети 10 кВ питаются два цеха. Мощность,

потребляемая первым цехом, равна 1600 кВА, а вторым- 1200 кВА.

На первом участке длиной 1,2 км проложен провод АС-150/24, а на

втором участке длиной 0,6 км- провод АС-70/11.

Среднегеометрическое расстояние между проводами линий равно 2 м.

Определить потери мощности в сети, если коэффициенты мощности

потребителей одинаковы.

2.4. Завод, находящийся на расстоянии 120 км от районной

подстанции, питается по воздушной линии 220 кВ, выполненной

проводом АС-300/39. Мощность, потребляемая заводом, составляет

73+j35 МВА. На сколько процентов увеличатся потери мощности в

линии, если ее выполнить проводом АС-240/32 ? Напряжение в конце

линии равно номинальному - 220 кВ.

2.5. Определить потери мощности в трансформаторе типа ТРДЦН-

63000/220 и в линии 220 кВ, питающей трансформатор, если длина

линии 210 км и выполнена она проводом АС-240/32. Максимальная

нагрузка трансформатора равна 57 МВА, a cos  =0,92.

2.6. Определить потери мощности и энергии в линии 110 кВ,

выполненной проводом АС-150/24 и имеющей длину 80 км, если

максимальная мощность нагрузки равна 28 МВA, cos  =0,95, а время

использования максимума активной мощности Т

макс

=5200 ч.

2.7. На подстанции, мощность которой 9 МВт и коэффициент

мощности cos  =0,85, установлены два трансформатора типа TМ-

6300 /35. Время использования максимальной нагрузки 5200 ч.

Определить потери энергии в трансформаторах за год.

2.8. Определить потери мощности и энергии в линии 35 кВ,

выполненной проводом АС-70/11 длиной 30 км, если эта линия питает

завод, потребляющий максимальную мощность 4200 кВт при cos 

=0,9. Годовое потребление электроэнергии составляет 26,410

кВтч.

2.9. ГПП завода питается по одноцепной линии 35 кВ длиной 30 км.

На подстанции установлено два трансформатора типа ТМН -6300/35.

Максимальная нагрузка завода 8 МВт, коэффициент мощности cos =

0,8. Марка провода ЛЭП 35 кВ АС-150/24. Годовой график нагрузки

завода по продолжительности показан на рис. 2.8. Определить

годовые потери электроэнергии в сети и годовое потребление

электроэнергии заводом.

Рис. 2.8 Рис. 2.9

2.10. На главной понижающей подстанции (ГПП) предприятия

установлено два трансформатора типа ТРДН-25000/110. При

минимальной нагрузке, равной 0,25 S

макс

, которая действует в течение

8 ч, один из трансформаторов отключается. Максимальная мощность

нагрузки равна 46 MBA. Определить потери активной мощности в

трансформаторах при максимальной и минимальной нагрузках, а

также потери энергии, если нагрузка изменяется в соответствии с

графиком на рис. 2.9.

2.11. Составить упрощенную схему замещения сети 110 кВ, определив

предварительно расчетные нагрузки подстанций. Схема сети указана

на рис. 2.10. Среднегеометрическое расстояние между проводами фаз

составляет 5 м.

1500 3000 4000 6000 t,ч

P %

МВ

11,5

22 24 t,ч

Рис. 2.10 Рис. 2.11

2.12. Определить расчетную мощность подстанции А, подключенной

к сети 110 кВ (рис. 2.11). На подстанции установлены два

трансформатора типа ТДН-10000/110. Нагрузка на шинах низшего

напряжения подстанции А составляет S

=12 + j7,2 MBА. Данные о

линиях приведены на рис. 2.11.

2.13. Завод автотракторного оборудования питается от районной сети

110 кВ через три однотипных трансформатора ТДН-10000/110.

Определить потери активной и реактивной мощностей в

трансформаторах при максимальной нагрузке, равной 25 МВт, и

коэффициенте мощности 0,9, а также активные потери энергии в этих

трансформаторах, если известно, что время использования

максимальной нагрузки трансформаторов Т

макс

=4960 ч.

2.14. Линия электропередачи напряжением 35 кВ протяженностью 22

км выполнена проводом АС-70/11. Линия питает завод,

потребляющий в часы максимальной нагрузки 3800 кВт при

коэффициенте мощности 0,8. Годовой график нагрузки по

продолжительности задан на рис. 2.12.

Определить активные потери в линии электропередачи при

максимальной нагрузке, переданную по линии энергию и потери

энергии за год.

АС

120/

АС

185/29

АС

120/19

ТРДН-

25000/110

ТДН-

16000/110

=10МВт

cosφ

,85

=25МВт

osφ

АС

п/ст

=12+j7.2 МВ·А

Рис. 2.12 Рис. 2.13

2.15. Трехфазная воздушная линия протяженностью 40 км и

напряжением 35 кВ питает двух потребителей, имеющих различное

время использования максимальной нагрузки (T

=4000 ч, Т

=2500 ч.).

Коэффициент мощности нагрузок 0,8.

Определить потери активной мощности и потери энергии за год в

питающей линии, если известно, что провода имеют марку АС-120/19,

а коэффициент одновременности максимальных нагрузок, заданных

на схеме рис. 2.13, k

=0,95. Потерями в трансформаторах пренебречь.

2.16. Определить стоимость потерянной в линии энергии за месяц

работы, если известно, что протяженность линии 20 км, марка

провода АС-70/11. Линия питает потребителя, нагрузка которого в

течение контрольных суток имела значения: 70, 70, 65, 60, 55, 60, 55, 55,

65, 50, 50, 40, 40, 50, 50, 55, 55, 60, 60, 65, 65, 70, 70, 70 А. Себестоимость

энергии принять равной 2,4 руб/кВтч.

2.17. Завод питается линией трехфазного переменного тока 35 кВ. На

линии подвешены сталеалюминиевые провода сечением 95 мм

Длина линии 10 км. Наибольшая нагрузка завода составляет 120 А

(при cos  =0,8). Продолжительность использования наибольшей

нагрузки 4500 ч/год.

Определить потери энергии в линии в течение одного года.

2.18. Для расчета линии 35 кВ, питающей две заводские подстанции

(рис. 2.14), необходимо найти расчетные нагрузки узлов. На

подстанции А установлены два трансформатора мощностью по 4000

=2000 кВ·А

osφ

=4000 кВ·А

osφ

=35кВ

P МВт

3,8

2,5

1,0

0 2 4 6 8 t·10

,ч

кВА каждый. На подстанции В смонтирован один трансформатор той

же мощности.

Нагрузки на шинах НН подстанций в киловольтамперах,

коэффициенты мощности нагрузок, длины участков ВЛ в километрах

и марки проводов указаны на рис. 2.14.

Рис. 2.14 Рис. 2.15

2.19. Электроснабжение района от электростанции ЭС предполагается

осуществить по схеме на рис. 2.15. От электростанции до подстанции

А будет проложено две параллельные линии 110 кВ, а от подстанции

А до подстанции В - одна линия того же напряжения. На всех линиях

запроектировано подвесить провод марки АС-120/19 на

железобетонных опорах со среднегеометрическим расстоянием 375

см. На подстанции А будет установлено два трансформатора

мощностью по 10 тыс. кВА, а на подстанции В - один трансформатор

мощностью 6,3 тыс. кВА. Нагрузки узлов (МВт) и коэффициенты

мощности (cos ) указаны на схеме.

Определить расчетные нагрузки подстанций.

2.20. Питание сельскохозяйственного района осуществляется сетью

трехфазного переменного тока с номинальным напряжением 6 кВ

(рис. 2.16). График нагрузок трех потребителей имеют одинаковые

очертания. Годовое потребление электроэнергии всеми

п/ст А

п/ст В

ЭС

АС

120/19

п/ст А

п/ст В

4000

0.8

2700

0.8

4.5

0.9

потребителями составляет 720000 кВтч.

Марки проводов, длины участков сети в километрах и наибольшие

нагрузки в киловаттах даны на схеме сети. Коэффициент мощности

всех нагрузок равен 0.8.

Определить потери электроэнергии в сети в течение одного года.

Рис. 2.16 Рис. 2.17

2.21. Годовой график нагрузок потребителя изображен на рис. 2.17. По

оси ординат отложены нагрузки в амперах, а по оси абсцисс -время в

часах. Коэффициент мощности потребителя в течение всего года можно

считать постоянным и равным 0,8. Потребитель питается линией 35 кВ

длиной 15 км, на которой подвешены провода марки АС-70/11.

Определить среднеквадратичный ток за один год, продолжительность

использования наибольшей нагрузки и потери энергии в линии,

выразив их в процентах от энергии, взятой потребителем из сети.

2.22. Трансформатор ТРДЦН-63000/220, смонтированный на

подстанции, имеет нагрузку на шинах низкого напряжения 60 + j20

MBA. К шинам ВН подстанции присоединены три воздушные линии,

имеющие протяженность соответственно 100, 80 и 60 км. Все линии

выполнены проводами марки АС-240/32. Определить расчетную

нагрузку данной подстанции.

2.23. К ВЛ напряжением 110 кВ, выполненной проводом АСК-95/16 и

120

I ,

2000

3000

3760

имеющей длину 65 км, подключена нагрузка, максимальное значение

которой достигает 15 MBА. Нагрузка изменяется в течение года по

следующему графику: 100 % - 3000 ч; 80 % - 2000 ч; 50 % - 2500 ч; 20

% - 1260 ч.

Построить график нагрузки по продолжительности. Определить

энергию, передаваемую по линии, число часов использования

максимума нагрузки и время максимальных потерь. Коэффициент

мощности (cos ) нагрузки можно принять равным 0,85 и постоянным

в течение года.

2.24. На трансформаторной подстанции цеха установлен

трансформатор типа TМ-1000/10. Нагрузка на стороне низкого

напряжения трансформатора равна (640+j480) кВА.

Определить потери мощности в трансформаторе и выразить их в

процентах (относительно номинальной мощности трансформатора).

Рассчитать коэффициенты мощности на стороне ВН и НН

трансформатора.

2.25. На подстанции установлено два трехобмоточных

трансформатора типа ТДТН - 25000/110, работающих параллельно.

Определить потери активной и реактивной мощностей в

трансформаторах при нагрузках на стороне СН трансформаторов S

сн

=30 МВА, на стороне НН трансформаторов S

нн

=20 МBA.

Коэффициенты мощности этих нагрузок можно принять

одинаковыми.

2.26. На главной понижающей подстанции завода установлены два

параллельно работающих трансформатора типа ТРДН-25000/110.

Максимальная мощность, потребляемая заводом, равна 35 MBА,

коэффициент мощности соs  = 0,8. Время использования

максимальной нагрузки Т

макс

= 4300 ч/год.

Определить потери активной и реактивной мощностей, а также потери

энергии в трансформаторах за год.

2.27. Определить потери мощности и энергии в течение суток в

трансформаторе типа ТРДН - 40000/110, если максимальная нагрузка

35 МВ·А при соs  = 0,9. Нагрузка трансформатора изменяется в

течение суток по следующему графику: с 0 до 8 ч- 60 %; с 8 до 12 ч -

100 %; с 12 до 13 ч- 60 %; с 13 до 17 ч- 100 %; с 17 до 18 ч- 70 %; с 18

до 24 ч- 60 %. Потери энергии и мощности (для наибольшей нагрузки)

выразить в процентах.

Найти, на сколько отличаются между собой коэффициенты мощности

нагрузки на сторонах ВН и НН трансформатора.

2.28. На понижающей подстанции установлен трехобмоточный

трансформатор типа ТДТН - 40000/220/110. На стороне СН

подстанции подключена нагрузка, максимальное значение которой 20

МВт и коэффициент мощности 0,86; на стороне НН наибольшая

нагрузка равна 10 МВт и соs 

нн

= 0,95. Форма графиков нагрузки на

среднем и низком напряжении одинакова и приведена на рис. 2.18.

Определить число часов использования наибольшей нагрузки Т

макс

время максимальных потерь , энергию за год и годовые потери

энергии в трансформаторе.

Рис. 2.18 Рис. 2.19

2.29. Воздушная линия 10 кВ с двумя нагрузками (рис. 2.19) выполнена

проводом АН-70. Максимальная нагрузка потребителей задана в

амперах. Определить потери активной мощности и энергии в линии.

2.30. Определить потери активной и реактивной мощностей, а также

годовые потери электроэнергии в линии электропередачи

P %

100

2000 2000

1500

2000

1260

6 4

НОМ

=10 кВ

40-j30 А

=4000 ч

60-j40 А

=6000 ч

t, ч

напряжением 220 кВ. Линия выполнена проводом АС-240/32, длина

линии 200 км. Нагрузка в конце ВЛ составляет (70+j52) МВА, а время

использования максимальной нагрузки Т

макс

=5500 ч.

2.31. Внешнее электроснабжение станкостроительного завода

осуществляется по одноцепной линии электропередачи 35 кВ длиной

22 км, выполненной проводами марки АЖ-50. Наибольшая

зарегистрированная мощность завода составила 2000 кВт при

коэффициенте мощности 0,85. Годовое потребление электроэнергии

заводом равно 10 млн. кВтч.

Определить потери энергии в линии и затраты на покрытие этих

потерь, если себестоимость электроэнергии в энергосистеме равна 2,0

руб/кВтч.

2.32. Определить потери мощности в сети 10 кВ. Длины участков в

км, мощности потребителей в кВ·А и марки проводов указаны на рис

2.20. Коэффициенты мощности потребителей примерно одинаковы.

Среднегеометрическое расстояние между проводами равно 2м.

Рис.2.20

2.33. Определить потери мощности в линиях 35 кВ. Длины участков в

км, марки проводов и нагрузки в кВт и квар указаны на рис 2.21.

210

270

200

350

180

120

210

А-150/24

АC-70/11

3200+j2400

А-35/6

1600+j1200

3100+j1200

Рис.2.21

2.34. Определить потери мощности в трансформаторах подстанции

110/10 кВ, а также нагрузку ПС, приведенную к шинам 110 кВ. На

подстанции установлены два трансформатора мощностью по 6300

кВ·А. Нагрузка на шинах 10 кВ равна S=9+j7 МВ·А.

2.35. Найти потери мощности в линии 220 кВ. На ВЛ подвешены

провода АС-300/39. Напряжение в начале линии 235 кВ, в конце 200

кВ. Нагрузка в конце линии равна S=90+j60 МВ·А.

2.36. Определить годовые потери электроэнергии в трехфазной линии

напряжением 380 В длиной 300 м с симметричной нагрузкой по

фазам. Нагрузка равномерно распределена вдоль линии и в режиме

максимума достигает p=0,06 кВт/м при cosφ=0,9. Линия выполнена

проводом марки А-35. Время использования наибольшей нагрузки

составляет T

мax

=3000 ч/год.

2.37. Определить годовые потери электроэнергии в нерегулируемой

косинусной батарее конденсаторов мощностью 1000 квар,

подключенной к шинам 10 кВ заводской подстанции. Батарея

отключается от сети по выходным и праздникам, а так же с 0 до 6

часов ежедневно в рабочие дни. Удельные потери в батарее

конденсаторов равны Δp=0,003 кВт/квар.

Контрольные вопросы

1. Со стороны ВН или НН трансформатора изображаются на

схеме замещения поперечные проводимости, учитывающие потери

холостого хода ?

2. Зависят ли потери активной и реактивной мощностей в

обмотках трансформатора от его номинальной мощности ? Если да, то

пояснить характер этой зависимости.