ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО РАСЧЕТУ УСТАНОВИВШЕГОСЯ РЕЖИМА В ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

ОСНОВЫ РАСЧЕТА РЕЖИМА ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

Для расчета режима линии электропередачи используется П-образная схема замещения без учета активных проводимостей, изображенная на рис. 1.

Рис. 1. П-образная схема замещения ЛЭП

Рассмотрим соотношение между токами и напряжениями в симметричном режиме работы ЛЭП, поэтому схема замещения изображена для одной фазы. На рис. 1 приняты следующие обозначения: U₁, I₁ – комплексные значения напряжения и тока в начале ЛЭП; I_Z – ток в продольном сопротивлении ЛЭП; I_с1, I_с2 – токи в поперечных емкостных проводимостях (зарядные токи в начале и в конце ЛЭП); U₂, I₂ – комплексные значения напряжения и тока в конце ЛЭП.

Направления токов, показанные на рис.1, являются условными, т.к. во-первых синусоидальные переменные токи фаз меняются по величине и направлению, а во-вторых, это действующие значения, изображаемые в виде векторов на комплексной плоскости, которые в общем случае могут иметь различные направления. Условимся связывать указываемые на схеме направления токов с направлением потока активной мощности (потока энергии), тогда при совмещении напряжения в узле с действительной осью для тока имеем:

- для индуктивного характера потока мощности

- для емкостного характера потока мощности

где вектор I' всегда будет направлен по вещественной оси в положительном направлении, а вектор на мнимой оси -jI'' или jI'' определяет отставание тока от напряжения для индуктивного и опережение для емкостного характера мощности.

По первому закону Кирхгофа имеем соотношение для токов в схеме замещения

Второй закон Кирхгофа дает

где ΔU – падение напряжения на продольном сопротивлении Z:

Зарядные токи определяются по формулам

Подставляя выражения 2.5 в 2.4 и 2.6 в 2.3, будем иметь

и после подстановки U₁ в выражение для I₁ и некоторых преобразований получим

Полученные линейные соотношения являются уравнениями четырехполюсника и позволяют вычислить напряжение и ток в начале ЛЭП по известному напряжению и току в конце ЛЭП. Любое другое парное сочетание известных параметров режима линии {U₁, I₁}, {U₁, I₂}, {U₂, I₁} требует решения линейных уравнений (2.8) относительно двух других неизвестных параметров.

БАЛАНС МОЩНОСТЕЙ В ЛЭП

Из закона сохранения энергии следует, что для любой электрической цепи соблюдается баланс активных мощностей: активная мощность всех источников равна активной мощности, потребляемой всеми элементами сети и приемниками. Тоже самое справедливо и для реактивных мощностей: сумма отдаваемых реактивных мощностей равна сумме потребляемых реактивных мощностей. Можно также записать баланс для комплексных мощностей: сумма комплексных мощностей, потребляемых всеми ветвями цепи с учетом источников и приемников, равна нулю.

Мощности в схеме замещения ЛЭП показаны на рис. 2.

Рис. 2.

В ЛЭП имеются источник – мощность, отдаваемая энергосистемой в линию, приемник – мощность, отдаваемая линией в энергосистему, и три ветви: одна с активно-индуктивным сопротивлением и две с емкостями. Запишем баланс мощностей для ЛЭП (рис. 2)

где S₁ – мощность в начале линии; S₂ – мощность в конце линии; ΔS – потери мощности в продольном сопротивлении линии; Q_c₁ и Q_c₂ – мощности в поперечных элементах – емкостных проводимостях схемы замещения ЛЭП, их называют зарядными мощностями в конце и начале линии.

Мощность в начале линии часто отождествляют с мощностью пункта питания, к которому присоединена линия, но это справедливо лишь в том случае, когда к этому пункту питания не подключены никакие другие линии электропередачи и электроприемники.

Мощность в конце линии будет равна мощности нагрузки, которая имеется на шинах в конце линии, но только в том случае, если к этим шинам не присоединены какие-либо другие элементы сети (линии, трансформаторы и др.). В некоторых случаях нагрузкой в конце линии считается суммарная мощность всех ветвей, по которым идет отдача мощности от линии.

Потери мощности в продольном сопротивлении линии в схеме замещения определяются через ток I_Z

Ток I_Z может быть получен как через мощность и напряжение в конце, так и через мощность и напряжение в начале сопротивления Z.

При подстановке 2.12 в 2.11 получается формула для расчета потерь мощности через потоки мощности в линии:

Потери активной мощности по данным в начале линии определяются по выражениям

Потери активной мощности по данным в конце линии определяются по выражениям

Мощности в емкостных проводимостях определяются по формулам

Зарядные токи в 2.16 определяются через напряжения на емкостных элементах схемы замещения

Подстановка 2.17 в 2.16 дает выражение для зарядных мощностей в начале и конце схемы замещения ЛЭП

Знак минус в 2.18 говорит о том, что в комплексной системе координат векторы зарядных мощностей ориентированы в отрицательном направлении на мнимой оси.

Важно понимать, что знаки в комплексных величинах мощностей определяются также указанными направлениями потоков мощности на схеме замещения. Исходя из того, что мы приняли положительное направление потока мощности к нагрузке, и с учетом указанных потоков мощностей на схеме рис. 2 векторы потоков реактивной мощности будут «положительны», если реактивная мощность индуктивного характера, и «отрицательны», если реактивная мощность емкостного характера. Поэтому в отношении зарядных мощностей начала и конца схемы замещения ЛЭП говорят, что это реактивные мощности генерации и что линия наряду с потерями также генерирует реактивную мощность.

Сумму Q_c₁ и Q_c₂ называют зарядной мощностью линии. Потери реактивной мощности и зарядная мощность линии соизмеримы и при определенных условиях могут быть равны друг другу.

Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 231; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 5 6 789 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!