Расчёт режима ЛЭП по мощности нагрузки
Основные понятия и соотношения
Исходные данные в расчётах режима ЛЭП по мощности нагрузки возможны в четырёх формах по сочетанию двух параметров из 4Х: 
(рис. 19).
Расчёт режима ЛЭП по мощности нагрузки ведётся путём вычисления потоков мощности по продольным элементам схем замещения, а падение напряжения в продольных элементах ЛЭП определяется непосредственно через потоки мощности
. 
Если совместить вектор напряжения c действительной осью, то получим:
.
Здесь Р, Q и U берутся из одной точки сети (слева или справа от Z = R + jX на рис. 19).
Потери мощности в сопротивлении Rл и Хл:
;
Здесь Р, Q и U также берутся из одной точки сети.
Реактивная мощность в одной из веточек проводимости ЛЭП (зарядная мощность):
,
где U – модуль напряжения в начале или конце ЛЭП; Вл– ёмкостная проводимость ЛЭП.
Алгоритм расчёта ЛЭП
Алгоритм расчёта ЛЭП по мощности нагрузки при заданном напряжении и мощности в конце линии (форма 4) такой же, как и по току нагрузки, но вместо токов вычисляются потоки мощности:
1) P2 + jQ2 – мощность в конце линии – равна мощности нагрузки;
2) 
– зарядная мощность в конце схемы замещения ЛЭП;
3) 
– мощность в конце ветви сопротивления линии;
4) 
– падение напряжения в линии (сопротивлении ЛЭП);
5) 
– напряжение в начале линии;
6) 
– потери мощности в сопротивлении линии;
|
|
|
7) 
– мощность в начале ветви сопротивления линии;
8) 
– зарядная мощность в начале схемы замещения ЛЭП;
9) 
– мощность в начале линии.
Алгоритм расчёта ЛЭП по мощности нагрузки при заданном напряжении в начале и мощности в конце (данные в форме 2) состоит в последовательных приближениях к решению по пунктам приведённого ниже алгоритма до достижения желаемой точности, но, поскольку U2неизвестно, вместо него берётся выбранное приближённое значение (как правило, берётся номинальное напряжение UНОМ).
Этап 1-й. Расчёт потокораспределения.
1) 
– мощность в конце линии – равна мощности нагрузки;
2) 
– зарядная мощность в конце схемы замещения ЛЭП;
3) 
– мощность в конце ветви сопротивления линии;
4) 
– потери мощности в сопротивлении линии;
5) 
– мощность в начале ветви сопротивления линии;
6) 
– зарядная мощность в начале схемы замещения ЛЭП;
7) 
– мощность в начале линии.
Этап 2-й. Расчёт режима напряжений.
1) 
– падение напряжения в линии (сопротивления ЛЭП);
2) 
– напряжение в конце линии.
Упражнения
1. Выполнить расчёт режима ЛЭП по мощности нагрузки при заданных напряжении и мощности в конце линии (форма 4).
2. Выполнить расчёт режима ЛЭП по мощности нагрузки при заданных мощности в конце линии, а напряжении в начале линии (форма 2).
|
|
|
Анализ режимов работы разомкнутой ЛЭП
Методика расчёта
Электрическая сеть, которая не содержит замкнутых контуров, называется разомкнутой. Для примера рассмотрим сеть, представленную на рис. 21.
Многие задачи анализа режимов электрических систем связаны с определением потоков мощности по ЛЭП и трансформаторам схемы сети и оценкой величин напряжений на шинах подстанций и на шинах потребителей. Расчёт ЛЭП включает в себя две части: определение мощности на одном из концов линии (расчёт потокораспределения) и определение неизвестного напряжения (расчёт режима напряжений).
Рис. 21. Схема разомкнутой сети
Расчёт электрической сети разделяют на три этапа:
– подготовительный;
– расчёт потокораспределения;
– расчёт режима напряжений.
Расчёт начинается с подготовительного этапа:
1) изображается схема замещения сети;
2) определяются параметры схемы замещения и нагрузки на всех шинах (узлах) схемы.
Наличие нагрузки отмечается стрелкой от шин подстанций. Возле каждой стрелки записывается численное значение нагрузки (активной и реактивной). Значения сопротивлений и проводимостей также подписываются возле своих обозначений на схеме. Потери холостого хода трансформаторов считаются нагрузкой в узле 4 со стороны пункта питания (рис. 22);
|
|
|
3) стрелками на схеме указываются направления потоков (от пункта питания к нагрузке);
4) под стрелками подписываются буквенные обозначения потоков мощности – они подлежат определению;
5) над шинами (узлами) надписываются номера для индексирования определяемых в расчёте напряжений;
6) над схемой замещения идеального трансформатора надписывается коэффициент трансформации.
Рис. 22. Схема замещения сети (сопротивления в Ом,
проводимости в мкСм, мощности в МВА, напряжения в кВ,
коэффициент трансформации в о.е.)
Первый этап расчёта – этап определения потокораспределения в схеме сети – состоит в последовательном расчёте мощностей в начале каждой ветви (индекс единица). Расчёт потерь мощности и зарядных мощностей ведётся по номинальному напряжению соответствующей точки сети. Потери мощности в ветвях сопротивлений вычисляются по протекающей по ним известной мощности в конце ветви (индекс двойка).
Второй этап – расчёт величин напряжений – идёт последовательно от пункта питания к узлам нагрузки и состоит в определении падений напряжений и самих напряжений. Падения напряжения определяются по известным напряжениям и потокам мощности в начале каждой ветви (индекс единица).
|
|
|
Для приведенной на рис. 22 схемы порядок расчёта следующий.
Этап 1. Определяются:
– мощности в конце ветвей 3-1 и 3-2;
– потери в ветвях 3-1 и 3-2;
– мощности в начале ветвей 3-1 и 3-2;
– мощность в конце ветви 4-3;
– потери мощности в ветви 4-3;
– мощность в начале ветви 4-3;
– зарядная мощность в конце ветви 5-4;
– мощность в конце ветви 5-4;
– потери мощности в ветви 5-4;
– мощность в начале ветви 5-4;
– зарядная мощность в начале ветви 5-4;
– мощность пункта питания.
Этап 2. Определяются:
– падение напряжения в ветви 5-4 и напряжение в узле 4;
– падение напряжения в ветви 4-3 и напряжение в узле 3;
– через U5 находится напряжение в узле 3;
– падения напряжения в ветвях 3-2 и 3-1 и напряжения в узлах 2 и 1.
Результаты расчёта наносятся на схему сети.
Упражнения
Для заданного варианта схемы электрической сети найти потоки мощности и напряжения, если известны параметры сети, мощности нагрузок и напряжение пункта питания.
Результаты расчёта нанести на схему сети.
7. Расчёт режима замкнутой
электрической сети
Замкнутые электрические сети
Электрическая сеть называется замкнутой, если она содержит замкнутые контуры. Расчёт замкнутых электрических сетей вручную возможен только для самых простых случаев: один или два замкнутых контура с использованием приемов преобразования электрической сети, главным из которых является приём приведения сети к линии с двусторонним питанием. Суть этого метода состоит в «разрезании» контура со стороны подачи питания (мощности) в контур и получении как бы двух пунктов питания с одинаковым напряжением по модулю и фазе. На рис. 23, а показана сеть, содержащая один контур, а на рис. 23, б – его контурная часть, приведенная к линии с двусторонним питанием.
Рис. 23. Замкнутая сеть и линия с двусторонним питанием:
а – сеть, содержащая один контур; б – его контурная часть, приведенная к линии с двусторонним питанием
Расчёт сети с замкнутыми контурами производится отдельно для замкнутой и разомкнутой частей схемы. Так для сети, представленной на рис. 23, вначале производится расчёт потокораспределения в замкнутой части, а потом разомкнутой части схемы. Расчёт же режима напряжений производят в обратном порядке.
Методика расчёта
Рассмотрим методику расчёта линий с двухсторонним питанием (рис. 23, б). В этом расчёте выделяются три этапа. Дополнительно по отношению к расчёту разомкнутой сети вводится ещё этап расчёта предварительного потокораспределения (без учёта потерь).
Этап 1. Расчёт предварительного потокораспределения.
Расчёт приближенного потокораспределения начинается с определения мощности на одном из участков, например на участке 3-1 (рис. 24). А мощности на других участках находятся по закону Кирхгофа в узлах схемы 1 и 2.
Зададимся произвольным направлением потоков мощности (рис. 24).
Рис. 24. Схема замещения линии с двухсторонним питанием (знак «▼» – точка потокораздела)
Тогда: 
;
.
Найденные три потока мощности образуют предварительное потокораспределение мощностей в линии с двусторонним питанием.
Этап 2. Расчёт потокораспределения с учётом потерь мощности.
Находится точка потокораздела мощностей – точка, где потоки мощности по участкам линии с двусторонним питанием направлены навстречу друг другу: это либо точка 1, либо точка 2, и линия с двусторонним питанием представляется в виде двух разомкнутых схем. Если для рассматриваемого примера точкой потокораздела будем считать точку 2, то получим две схемы, показанные на рис. 25.
Рис. 25. Разделенная линия с двусторонним питанием
Считается, что мощности на концах обеих (левой и правой) разомкнутых сетей определены – они равны потокам 
и 
, найденным на этапе 1:
.
Далее расчёт связан с определением потерь мощности в линиях (участках) по номинальному напряжению и уточнению потоков мощности. Важно понять, что этот расчёт ведётся точно так же, как для разомкнутой схемы – от нагрузок к пункту питания для двух отдельно рассматриваемых схем. После определения потоков мощности, вытекающих из пункта 3 (S31н и S32н), этап 2 заканчивается.
Этап 3. Расчёт режима напряжений.
Этот этап полностью аналогичен расчёту режима напряжений в разомкнутой сети с той лишь разницей, что выполнить его можно либо слева направо (определять 
,затем 
), либо справа налево (определять 
, затем 
).
Упражнения
Для заданного варианта замкнутой схемы электрической сети определить потокораспределение мощностей и напряжения в узловых точках.
Результаты расчёта нанести на схему сети.
Список литературы
Основная литература
1. Герасименко, А. А. Передача и распределение электрической энергии: учеб. пособие для вузов / А. А. Герасименко, В. Т. Федин. – Ростов н/Д: Феникс, 2008. – 716 с.
2. Смурнов, Е.С. Автоматизация и диспетчеризация систем электроснабжения [Электронный ресурс]. – М. Лаборатория книги, 2010. – 101 с. – Режим доступа: http://www.biblioclub.ru/book/86340/
3. Бурман, А.П. Управление потоками электроэнергии и повышение эффективности электроэнергетических систем учеб. пособие для студентов вузов, обучающихся по направлениям подготовки «Электроэнергетика», «Электротехника, электромеханика и электротехнологии» А. П. Бурман, Ю. К. Розанов, Ю. Г. Шакарян. – Москва: МЭИ, 2012. – 336 с.
Дополнительная литература
4. Идельчик, В. И. Электрические системы и сети / В. И. Идельчик. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 592 с.
5. Библия электрика: ПУЭ, МПОТ, ПТЭ. – Новосиб.: Сибирское университетское издательство, 2009. – 688 с.
6. Лыкин, А. В. Электрические системы и сети: учеб. пособие / А. В. Лыкин. – Новосибирск: Издательство НГТУ, 2002. – 248 с.
7. Поспелов, Г. Е. Электрические системы и сети: учеб. для энергет. специальностей вузов / под ред. В. Т. Федина. – Минск: Технопринт, 2004. – 720 с.
8. Цапенко, Е.Ф.Перенапряжения в системах электроснабжения [Электронный ресурс] учеб. пособие для студентов вузов, обучающихся по специальности «Электроснабжение» направления подготовки дипломированных специалистов «Электроэнергетика». – М. Издательство Московского государственного горного университета, 2008. – 63 с. http://www.biblioclub.ru/book/100035/
9. Справочник по проектированию электрических сетей / И. Г. Карапетян [и др.]; под ред. Д. Л. Файбисовича. – М.: Издательство НЦ ЭНАС, 2006.
10. Назарычев, А.Н. Справочник инженера по наладке, совершенствованию технологии и эксплуатации электрических станций и сетей. Централизованное и автономное электроснабжение объектов, цехов, промыслов, предприятий и промышленных комплексов учеб.-практ. пособие (справочник) А. Н. Назарычев, Д. А. Андреев, А. И. Таджибаев; под ред. А. Н. Назарычева. – М.: Инфра-Инженерия, 2006. – 928 с. – Режим доступа: http://www.biblioclub.ru/book/70526/
Дата добавления: 2018-06-27; просмотров: 1330; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!