Расчет режима линии при заданном токе нагрузки
ГЛАВА 5 Расчет установившихся режимов работы
Линий электропередачи
Общие положения
Режим работы ЛЭП – ее состояние в данный момент времени, который характеризуется параметрами, определяющими ее процесс функционирования. Это полная, активная и реактивные мощности, напряжение и ток.
В простейшем случае линии (сети) подразделяются на разомкнутые и замкнутые, рис. 5.1.а и рис. 5.1.б, соответственно.
В разомкнутых сетях питание каждой нагрузки можно осуществлять только с одной стороны.
| Рис.5.1 |
Каждый узел получает питание не более чем по одной ветви. В случае отключения любой ветви прекращается питание всех нагрузок, электроснабжение которых осуществляется по этой ветви.
Схема, содержащая хотя бы один контур, называется замкнутой. В замкнутой сети есть хотя бы один узел, получающий питание по двум или более ветвям. Отключение какой-либо ветви не приводит к прекращению питания всех потребителей.
Элементы схем замещения электрических линий делятся на активные и пассивные. Пассивные элементы схем замещения (сопротивления и проводимости) создают пути для прохождения электрических токов. Пассивные элементы (ветви) электрических систем обычно разделяют на продольные и поперечные.
Поперечные пассивные элементы — это ветви, включенные между узлами схемы и нейтралью, т. е. узлом, имеющим напряжение, равное нулю.
Продольные элементы — это ветви, соединяющие все узлы, кроме узла с напряжением, равным нулю, т. е. продольные ветви не соединены с нейтралью. Продольные ветви включают активные и индуктивные сопротивления линий электропередачи и обмоток трансформаторов, емкость устройств продольной компенсации.
|
|
|
Активные элементы схем замещения — источники ЭДС и тока. Для них наиболее характерным является то, что они определяют напряжение или токи в точках присоединения этих элементов в соответствующей цепи независимо от ее остальных параметров. Источники ЭДС в расчетах электрических систем используются редко. Источники тока в расчетах электрических систем соответствуют нагрузкам потребителей и генераторов электрических станций. Именно в этих активных элементах потребляется и генерируется мощность.
Режимы работы электрической линии (сети) подразделяются на установившиеся и переходные. Установившиеся режимы сетей, содержащих только линейные пассивные элементы и постоянные не изменяющиеся по модулю и фазе источники тока, описываются линейными алгебраическими уравнениями — линейными уравнениями установившегося режима. Этот случай соответствует расчету установившихся режимов электрических систем при задании постоянных по модулю и фазе токов нагрузки потребителей и генераторов во всех узлах электрической системы.
|
|
|
В расчетах установившихся режимов электрических систем нелинейность пассивных элементов, как правило, не учитывается. В этом смысле продольная часть схемы замещения всегда линейна.
В то же время, как правило, при расчетах установившихся режимов электрических систем учитываются нелинейные характеристики источников тока. Нелинейность источников тока соответствует заданию в узлах нагрузки потребителей или генераторов с постоянной мощностью либо заданию нагрузки ее статическими характеристиками, определяющими зависимость мощности от напряжения. Установившиеся режимы электрических систем с нелинейными источниками тока описываются нелинейными алгебраическими уравнениями — нелинейными уравнениями установившегося режима.
В данной главе рассматриваются основные методы расчета установившихся режимов работы разомкнутых электрических линий с линейными активными элементами.
Исходными данными для таких расчетов являются:
- схема электрической линии;
- схемы замещения ее элементов и их параметры;
- значения нагрузок, заданных в виде тока нагрузки или мощности нагрузки;
|
|
|
- напряжение в одной из точек электрической линии (в конце или в начале линии).
Расчет режима линии при заданном токе нагрузки
2.1 Задано напряжение в конце линии 
, рис.5.1. Известны ток нагрузки 
, напряжение 
, сопротивление и проводимость линии 
. Надо определить напряжение 
ток в продольной части линии 
, потери мощности в линии 
и ток 
в начале линии
Рис. 5.1
Расчет состоит в определении неизвестных токов и напряжений последовательно от конца линии к началу. Для определения токов и напряжений применяются первый закон Кирхгофа и закон Ома. Будем использовать фазные напряжения и токи. Емкостный ток в конце линии 12, соединяющей узлы 1 и 2, по закону Ома: 
.
Ток в продольной части линии по первому закону Кирхгофа:
.
Напряжение в начале линии по закону Ома:
.
Емкостный ток в начале линии: 
.
Ток в начале линии: 
.
Потери мощности в продольной части схемы замещения линии (в трех фазах) 
.
Полные потери в линии: 
Векторные диаграммы токов и напряжений:
а) В случае нагрузки в конце линии 
, рис.5.2:
Рис. 5.2
б) В режиме холостого хода 
, рис.5.3:
Рис. 5.3
2.2 Задано напряжение в начале линии 
. Известны 
. Надо определить 
. В данном случае невозможно, как ранее последовательно от конца линии к началу определить неизвестные токи и напряжения, используя первый закон Кирхгофа и закон Ома.
|
|
|
В этом случае используется уравнение узловых напряжений для узла 2: 
,
где: 
- взаимная проводимость узлов 1 и 2, равная сумме проводимостей ветвей, соединяющих эти узлы и взятой с обратным знаком; 
— собственная проводимость узла 2, равная сумме проводимостей ветвей, соединенных с узлом 2:
Тогда: 
Ток в продольной части схемы замещения: 
.
Зарядный ток в начале линии: 
Согласно закону Кирхгофа, ток в начале линии: 
Потери мощности в линии вычисляются аналогично п.3.1.
Дата добавления: 2021-03-18; просмотров: 106; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!