6
мощность, генерируемую в половине емкости линий, соединенных с данной подстанцией.
На рис.5.2,в приведены расчетные нагрузки подстанций 2, 3 и 4 – Sp2 , Sp3 , Sp 4 . Легко убедится, что использование расчетных нагрузок под-
станции существенно упрощает схему замещения и соответственно расчет. Введение расчетных нагрузок подстанций приводит к определенной
погрешности расчета: расчетные нагрузки подстанций вычисляются до того, как выполнен электрический расчет, и напряжения НН и ВН подстанций не-
известны. Поэтому потери мощности в меди трансформатора ST 2 |
рассчиты- |
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ваются по выражениям |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P k P |
|
|
1 PK S22 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(5.5) |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
S2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
X |
|
|
|
k |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
НОМ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Q |
kIX%SНОМ |
|
|
1 |
|
UK %S22 |
|
|
|
|
|
(5.6) |
|||||||||||||||||
|
|
|
k 100 SНОМ |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
Емкостные мощности линий QH |
, QK |
определяются по номиналь- |
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C23 |
|
|
C12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
ным напряжениям: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
QCH2 3 |
1 |
|
UHOM2 b2 3; |
|
|
|
|
|
|
|
(5.7) |
||||||||||||||||
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
QCK12 |
1 |
UHOM2 b12; |
|
|
|
|
|
|
|
(5.8) |
|||||||||||||||||
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
P |
|
S |
2H |
|
2 |
|
|
1 u |
k |
% |
|
|
S |
2H |
2 |
|
|
||||||||||
|
|
K |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
ST 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
j |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
(5.9) |
|||||||
|
|
k |
SHOM |
|
|
k 100 |
SHOM |
|
|
||||||||||||||||||||
где b23, b12 - емкостные проводимости линий.
Соответственно использование номинального напряжения вместо неизвестных нам напряжений подстанций U2 , U3 , U4 приводит к определен-
ной погрешности результатов расчета. При ручных расчетах (без использования ЭВМ) эта погрешность допустима.
5.4. Определение напряжения на стороне низшего напряжения подстанций
Рассмотрен расчет в два этапа разомкнутой сети из нескольких линий (см. рис.5.1). Расчет сети, включающей кроме линий еще и двухобмоточные трансформаторы (рис.5.2), тоже можно проводить в два этапа, причем 1
– й этап, то есть расчет потоков и потерь мощности для сети, схема замещения которой включает трансформаторы (рис.5.2,б), аналогичен 1 – му этапу
7
расчета для сети, схема замещения которой включает трансформаторы (рис.5.2,б), аналогичен 1 – му этапу расчета для сети на рис.5.1. Учет трансформаторов приводит к определенным особенностям на 2 – м этапе при расчете напряжений.
На рис.5.3 приведена схема замещения подстанции 2 сети, приведенной на рис.5.2,а. При использовании расчетных нагрузок подстанций можно определить напряжения на стороне ВН подстанций U2B , U3B , U4B (рис.5.2,а).
|
|
U 2 B |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
K |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Н |
|||
jQC12 |
|
|
|
|
S2 B |
|
|
|
|
jQC12 |
||||
|
|
SX 2 |
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
ST 2 |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
ZT 2 |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
U |
B |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
K |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U |
B |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
2H |
|
|
|
ST 2 |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U 2 H
S2 H
Рис.5.3. Схема замещения подстанции 2
Рассмотрим способ определения напряжения на стороне НН подстанций, например напряжения U2 H на рис.5.3. Здесь трансформатор представлен в
виде двух элементов: первый элемент – сопротивление трансформатора ZT 2,
второй идеальный трансформатор. Идеальный трансформатор не имеет сопротивления, но обладает коэффициентом трансформации
(5.10)
Такое условное разделение трансформатора на его сопротивление и идеальный трансформатор применяется, когда совместно рассматриваются сети высшего и низшего напряжений без приведения параметров сетей к одному базисному напряжению. Расчет напряжения НН подстанции ведется точно так же, как напряжения в конце любого сопротивления.
Обозначим UB2 H приведенное к стороне ВН напряжение на шинах низшего напряжения; U2 H - действительное напряжение на шинах низшего
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
напряжения. Известна мощность нагрузки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
|||||||||||||||
S2 H |
. На 1 – м этапе мощность ST 2 |
|||||||||||||||||||||||||||
определяется из следующего выражения: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
(5.11) |
|
где мощность S2 B |
|
равна |
|
|
|
ST 2 |
S2B |
SX2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S2B |
S2H |
|
ST 2 |
SX 2 . |
|
|
|
|
(5.12) |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Эту же мощность можно определить из следующего выражения, вы- |
||||||||||||||||||||||||||||
текающего из (5.4): |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
K |
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
(5.13) |
|||
|
|
|
|
|
|
S2B SP2 |
|
jQC12 |
jQC23. |
|
|
|
|
|||||||||||||||
По известному напряжению |
U |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
легко определить |
||||||||||||||
2 и мощности ST 2 |
||||||||||||||||||||||||||||
B |
в конце сопротивления |
|
|
. Это напряжение определяется |
||||||||||||||||||||||||
напряжение U2 H |
|
ZT 2 |
||||||||||||||||||||||||||
для случая расчета по данным начала: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
B |
|
|
|
PTH2 rT 2 QTH2 x T 2 |
|
|
|
PTH2 x T 2 QTH2 rT 2 |
|
|
||||||||||||||||
|
|
U2H U |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
j |
|
|
|
|
|
|
|
; |
(5.14) |
|||||
|
|
|
|
U2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
U2 |
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
U2H |
|
|
|
PH r QH x |
|
|
2 |
PH x |
|
|
QH r 2 |
|
(5.15) |
|||||||||||||||
|
U2 |
|
T 2 T 2 |
|
T 2 T 2 |
|
|
|
|
T 2 T 2 |
T 2 T 2 |
; |
|
|||||||||||||||
B |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
U2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U2 |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
tg |
|
PH x |
|
|
QH r |
x |
|
) . |
|
|
|
|
|
(5.16) |
||||||||||
|
|
|
|
U2 (PH r |
|
|
QH |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
T 2 |
T 2 |
|
|
|
T 2 |
|
T 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
T 2 T 2 |
|
|
|
T 2 |
T 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Таким образом определяются модуль напряжения |
UB |
и его фаза. |
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 H |
|
Для того чтобы найти действительное напряжение НН подстанции, то есть
U |
2H |
, надо разделить напряжение |
UB |
на коэффициент трансформации: |
|
||||
|
|
|
2 H |
|
|
|
|
||
|
|
U2H |
|
U2BH |
|
U2BH |
UH.HOM |
. |
(5.17) |
|
|
|
nT |
|
|||||
|
|
|
|
|
UB.HOM |
|
|||
1
6.1. Расчет сети с разными номинальными напряжениями
На рис.6.1,а приведена |
схема сети с двумя номинальными |
UНОМ.В |
UНОМ.С |
2В |
2С |
3В |
2Н |
3Н |
а)
1 |
|
|
|
2В |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Z1 2
1 |
2В |
Z1 2
ЦП
АС 70/11
40 км
1
UНОМ1 110 кВ
|
0 |
|
2С |
3В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ZТ.В. |
ZТ.С. |
|
|
Z2 3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
ZТ.H. |
|
|
|
|
2Н |
|
|
|
|
|
|
S2 H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
б) |
|
|
|
|
|
|
|
B |
2С |
|
|
0 |
|
U2C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S2 |
|
|
U |
|
ZT.B |
ZT.C |
|
2C |
||
|
|
|
Z2 3 |
||
|
в) |
|
|
|
|
2В |
|
|
АС 50/8,0 |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
5 |
|
2 |
|
|
|
|
4 |
|
|
3 |
S |
UНОМ2 10 кВ |
|
|
|
|
|||
|
|
|
3 |
|
|
г)
3Н
S3Н
3
S3
S4
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
||
ЦП |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
B |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Z |
|
|
|
|
|
|
|
Z |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Z |
|
|
|
|
|
|
1 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
T |
U3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 4 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
1 S1 |
S1H2 |
S1K2 |
2 |
|
STH |
|
|
STK |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
SH |
|
SK 4 S4 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 4 |
|
3 4 |
|
|
|
jQCH12 |
|
jQCK12 |
PX j QX |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
S3
д)
Рис.6.1. Расчет режима сети с двумя номинальными напряжениями:
а – схема сети; б – схема замещения; в – упрощенная схема замещения с расчетными нагрузками подстанций; г – схема сети из двух линий с трансформатором связи; д – схема замещения той же сети
напряжениями UB.HOM и UC.HOM . На рис.6.1,б приведена схема замещения сети с двумя идеальными трансформаторами, а на рис.6.1,в – упрощенная схема
замещения, в которой используются расчетные нагрузки S2 и S3 . На рис.6.1,в
представлен |
один |
идеальный |
трансформатор, |
соответствующий |
преобразованию напряжения от высшего к среднему. |
|
|||
Коэффициент трансформации: |
|
|
||
|
|
nBC UBHOM / UCHOM . |
(6.1) |
|
Расчет сети с разным номинальными напряжениями можно проводить двумя способами. Первый способ состоит в приведении сети к одному базисному напряжению. При этом рассчитывается схема замещения, приведенная на рис.6.2, где отсутствуют идеальные трансформаторы, но сопротивление линии 23 приведено к ВН, то есть к напряжению UBHOM.
Приведенное |
к ВН сопротивление |
ZB |
определяется |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
2 3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
выражению: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
Z2B3 Z2 3nBC2 |
Z23 |
|
|
BHOM |
. |
|||||
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
UCHOM |
|
|
||
1 |
|
|
2В |
|
|
|
|
|
|
|
2С |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Z |
|
|
Z |
|
Z1 2 |
|
|
S2 |
|
|
|
T.B |
|
|
T.C |
по следующему
(6.2)
3 S3
ZВ2 3
Рис.6.2. Схема замещения сети после приведения к одному напряжению
Приведение сети к одному напряжению часто используется при расчете токов короткого замыкания и редко применяется при расчете установившихся режимов электрических сетей и систем.