В НЕОДНОРОДНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ
Схемы электрических сетей содержат множеств замкнутых контуров, что, в общем, повышает надежность электроснабжения потребителей и способствует увеличению пропускной способности электрической сети. Контуры образуются как линиями одной ступени напряжения, так и нескольких ступеней номинальных напряжений. Если контур состоит только из ЛЭП, выполненных проводами одной марки, то отношение X/R для всех ветвей схемы замещения в таком контуре одинаково и рассматриваемая сеть является однородной. При разных сечениях проводов ЛЭП, входящих в контур, или для сети с трансформаторами, отношение X/R различное для разных ветвей и сеть оказывается неоднородной. Покажем, что в неоднородной замкнутой сети потоки мощности распределяются по ветвям не оптимально, и что для такой сети возможно снижение потерь путем принудительного изменения потокораспределения в контуре.
|
Рис.6.4. Схема замкнутой сети |
Рассмотрим простейший случай схемы сети, состоящей из одного контура, образованного тремя ЛЭП, рис. 6.4. Приведем данную схему к линии с двухсторонним питанием и запишем выражения для определения потокораспределения на ее участках (рис. 6.5)
| (6.20) |
Такое потокораспределение называют естественным потокораспределением.
Рис. 6.5. Схема замкнутой сети, приведенная к линии с двусторонним питанием
Суммарные потери мощности в сети складывается из потерь на участках линии. Приближенно можно записать:
|
|
|
| (6.21) |
Здесь вместо действительных напряжений в линии использовано номинальное напряжение сети, а в потоках мощности не учтены потери мощности.
Функция (6.21) записана как функция шести переменных – потоков активной и реактивной мощностей по трем участкам линии с двусторонним питанием. Подставим в (6.21) вместо потоков по участкам два и три их выражения через поток на первом участке и мощности нагрузок:
| (6.22) |
В результате будем иметь:
| (6.23) |
Найдем минимум функции DPS, для чего возьмем частные производные от выражения (6.23) по P1 и Q1 и приравняем их нулю.
Для P1 имеем
|
или
 .
| (6.24) |
Аналогично для Q1:
 .
| (6.25) |
Из (6.24) и (6.25) выразим поток активной и реактивной мощности по первому участку линии с двухсторонним питанием, добавив к их обозначению букву «э» – экономическое, т.е. более выгодное с точки зрения величины потерь мощности.
| (6.26) |
На основе (6.26) можно записать поток мощности как комплексной переменной. Кроме того, потоки мощности по двум другим участкам также изменятся в зависимости от потоков на первом участке:
|
|
|
| (6.27) |
Такое потокораспределение мощностей называется экономическим потокораспределением.
Для того, чтобы убедится в том, что найденные значения переменных для экстремума функции DPS действительно доставляют минимум функции, возьмем вторые частные производные по выражениям (6.24) и (6.25) и проверим их знак:
 .
| (6.28) |
Из (6.28) видно, что обе производные положительны, так как активные сопротивления линий есть положительные величины. Значит, найденный экстремум есть минимум функции суммарных потерь мощности.
В отличии от естественного потокораспределения, где потоки мощности пропорциональны комплексным сопротивлениям участков сети, в экономическом потокораспределении потоки мощности пропорциональны активным сопротивлениям ветвей.
Для достижения минимальных потерь мощности в линии с двусторонним питанием необходимо принудительно добиться экономического потокораспределения. Это можно сделать несколькими способами.
1). Включение в контур сети уравнительной ЭДС. Величину уравнительной ЭДС можно получить на основе второго закона Кирхгофа, записанного для экономического потокораспределения. Для естественного потокораспределения сумма падений напряжений при обходе контура равна нулю, но для экономического потокораспределения эта сумма будет равна искомой ЭДС.
|
|
|
| (6.29) |
Уравнительную ЭДС в контуре электрической сети можно создать с помощью включенного в рассечку одной из линий ЛР или ВДТ (см. разд. 3). Эти трансформаторы способны создавать добавочную ЭДС как в продольном, так и в поперечном направлении относительно напряжений фаз линии. Именно здесь возможно так называемое продольно-поперечное регулирование напряжения, которое изменяет потокораспределение на участках сети и может обеспечить экономическое потокораспределение в неоднородной замкнутой сети.
2). Устранение неоднородности сети путем продольной компенсации индуктивного сопротивления участков сети. Для иллюстрации этого способа рассмотрим два участка сети с разными отношениями X и R. Пусть для определенности 
. Для уравнивания эти отношений установим в рассечку первой линии устройство продольной компенсации с сопротивлением XC. Тогда из уравнения 
получим формулу для вычисления необходимого для устранения неоднородности емкостного сопротивления УПК:
|
|
|
 .
| (6.30) |
По полученному из (6.30) значению емкостного сопротивления УПК можно вычислить величину необходимой емкости конденсаторной батареи: 
, где w = 2pf = 2p50 = 314,15.
3). Размыкание контура электрической сети. Если разомкнуть контур электрической сети с помощью выключателя в точке потокораздела экономического потокораспределения, то на участках электрической сети в разомкнутом режиме работы сохранятся те же потоки мощности, которые имели место в замкнутом режиме работы, рис. 3.6.
Рис. 3.6. Размыкание линии с двухсторонним питанием
Мощность нагрузки Н2 должна быть разделена на две части: первая, которая питается посредством левой части сети, численно равна потоку по линии Л2 S2э, и вторая, равная мощности, протекающей по правой части сети Л3 S3э. В этом случае потоки мощности соответствуют экономическому потокораспределению.
Способ размыкания неоднородных контуров сети широко применяется как в распределительных сетях до 110 кВ, так и в передающих сетях более высокого напряжения. Надежность электроснабжения потребителей при работе в разомкнутом режиме при аварийных отключениях обеспечивается быстрым автоматическим включением отключенных выключателей.
Дата добавления: 2021-03-18; просмотров: 289; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!