Материал: Лекции полнотью

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

3

Для расчетов сетей часто применяется второй способ, который состоит в учете идеальных трансформаторов, то есть коэффициентов трансформации при определении напряжений.

Если расчет ведется в два этапа, то на 1 – м этапе потоки мощности определяются так же, как в сети с одним номинальным напряжением. На 2 – м этапе при определении напряжений от источника питания 1 к нагрузке 3 учитывается коэффициент трансформации:

 

nBC UBHOM / UCHOM.

 

 

 

(6.3)

При этом напряжение на стороне СН

U2C

определяется следующим

образом:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U2C U2BC

1

 

 

U2BC

UCHOM

.

 

(6.4)

 

n B.C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

UBHOM

 

 

6.2. Допущения при расчете разомкнутых распределительных

 

 

сетей UHOM 35 кВ

 

 

Допущения при

расчете

распределительных

при

UHOM 35 кВ

(рис.6.3) состоят в следующем:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а) зарядная мощность линий не учитывается. Зарядная мощность

линии с номинальным

напряжением

 

 

110

кВ

(рис.6.4,

а) составляет

QC110 3 Мвар.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Линии с UHOM 6 35 кВ короче,

чем линии с

UHOM 110 кВ . Для

линии 35 кВ (рис.6.4, б) QС3 5 в 100 – 90 раз меньше, чем QC110 :

 

 

 

QC1 1 0

 

110

 

2 100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100.

 

(6.5)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

QC3 5

 

35

 

10

 

 

 

 

 

 

Схема замещения

линии

при

пренебрежении

QC

приведена на

рис.6.4, в.

б) не учитывается реактивное сопротивление (х) кабеля. Кабели обладают малым реактивным сопротивлением, так как жилы расположены близко друг к другу и магнитный поток, сцепляющийся с жилой, мал.

Схема замещения кабельной линии приведена на рис.6.4, г, где rK -

активное сопротивление кабеля;

в) не учитываются потери в стали трансформатора. Схема замещения трансформатора приведена на рис.6.4, д, где ZT - сопротивление трансформатора; UB - напряжение на шинах высшего напряжения

 

 

 

4

трансформатора; UH

- напряжение на

шинах

низшего напряжения

 

 

 

 

трансформатора.

 

 

 

РП1

РП2

 

 

 

 

 

8

5

6

 

ТП2

 

ТП1

ЦП7

6 кВ

 

 

 

 

 

110-220 кВ

35 кВ

0,4 кВ

 

ПС7

9 ЦП

 

 

 

 

 

 

 

ПС8

 

 

 

 

10 кВ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ТП4

 

 

 

 

 

ТП3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,4 кВ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.6.3. Схема распределительной сети

 

 

 

Потери мощности в стали учитываются лишь при подсчете потерь

активной мощности P и энергии A во всей сети;

 

 

 

г) при расчете потоков мощности не учитываются потери

мощности. При этом (рис.6.4,е):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

K

H

 

(6.6)

 

S12

S12

S12,

H

 

K

- мощность в конце линии.

где S1 2

- мощность в начале линии; S1 2

5

Мощность на головном участке (рис.6.4, ж) определяется следующим выражением:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S1 2

n

 

 

 

 

 

(6.7)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Sk ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где k – порядковый номер нагрузки;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(n – 1) – количество нагрузок;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l=100 км

 

 

 

 

 

l=10 км

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U1

 

 

U2

U1

 

б)

 

U2

 

 

 

Z

 

r

 

 

 

 

 

 

 

л

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U

 

 

 

в)

U

 

 

 

 

г)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B

 

 

ZT

 

H

1

 

 

Zл

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

K

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S1 2

 

 

S1 2

S1 2

 

 

 

 

 

 

д)

 

 

 

 

 

 

е)

 

 

 

 

 

1

 

2

3

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U2

 

U1

 

 

 

S

 

S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 2

 

2 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S2

 

S3

Sn

 

 

 

з)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ж)

Рис. 6.4. Допущения при расчете распределительных сетей:

а – ВЛ 110 кВ; б – ВЛ 35 кВ; в – схема замещения ВЛ; г – схема замещения КЛ; д – схема замещения трансформатора; е – схема замещения для расчета потоков мощности; ж – схема замещения для определения мощности головного участка ВЛ; з – векторная диаграмма

д) пренебрегается поперечная составляющая падения напряжения

U. Это значит, что не учитывается сдвиг напряжения по фазе между отдельными узлами сети. Векторная диаграмма напряжений приведена на рис.6.4, з. При расчете учитывают лишь продольную составляющую падения напряжения U , которая равна потере напряжения:

U1

U2 U12

U1 U2 ;

(6.8)

 

 

 

 

 

е) расчет потери

напряжения

ведется по

UHOM, а не по

действительному напряжению сети:

 

 

 

 

6

U1 U2

U12

P12r12 Q12x12

,

(6.9)

 

 

 

UНОМ

 

где P1 2 - активная мощность в линии; Q1 2 - реактивная мощность в линии; r1 2 - активное сопротивление линии;

x1 2 - реактивное сопротивление линии.

 

6.3. Определение наибольшей потери напряжения

 

Рассмотрим схему замещения распределительной сети, приведенную

на

рис.6.5. При электрическом расчете известны мощности

в узлах

Sk

, напряжение в начале линии U1 , сопротивление участков линии

Zk j , где

 

 

 

k – номер узла начала участка линии (k = 1, 2); j – номер узла конца участка

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

Z1 2

 

Z2 3

 

 

1

ААБ 95

 

2 ААБ 50

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,5 км

 

 

 

 

 

S1 2

 

S2 3

 

 

 

0,64 км

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P3 1930 кВт

 

 

 

 

S2

 

 

S3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a)

 

 

 

 

 

P2

1880 кВт

б)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 6.5. Распределительная сеть

 

 

 

 

 

линии

(j = 2, 3).

Надо определить

напряжения в

узлах и мощности на

участках линии Sk j .

Мощности Sk j определяются по первому закону Кирхгофа:

S23 S3 ;

S12 S2

S3 .

(6.10)

 

 

 

 

 

 

При этом активные и реактивные мощности на участках линии

равны:

 

 

 

 

 

P23 P3 ;

P12 P2 P3 ;

(6.11)

Q23

Q3 ;

Q12

Q2 Q3 .

(6.12)

При расчете напряжений необходимо проверить, чтобы самое низкое из напряжений в узлах было не меньше допустимого. Вместо определения самого низкого из напряжений в узлах обычно определяют наибольшую потерю напряжения. Разница между напряжениями источника питания и узла

7

с самым низким напряжением называется наибольшей потерей напряжения [2]. Для сети на рис.6.5 Uн б U1 U3 .

Наибольшая потеря напряжения в общем случае:

 

 

 

 

 

 

Uн б Uk j ,

 

 

 

 

 

 

(6.13)

 

 

 

 

 

 

 

m

 

 

 

 

 

 

 

 

где Uk j - потери напряжения на участке линии;

 

 

 

 

m – число участков линии.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Потери UНБ могут быть вычислены так:

 

 

 

 

 

 

Uн б

(Pk jrk j Qk j xk j ) / UHOM.

 

 

 

(6.14)

 

 

 

 

 

 

m

 

 

 

 

 

 

 

 

Здесь rk j - активное сопротивление участка линии;

 

 

 

 

x k j - реактивное сопротивление на участке линии;

 

 

 

 

Pk j , Qk j - активная и реактивная мощности на участке линии.

 

 

 

 

Для схемы рис.6.5,а:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Uн б

 

P12r12 Q12x12

 

P23r23 Q23x 23

.

 

 

 

(6.15)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

UHOM

 

 

UHOM

 

 

 

 

Обозначим:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r2 r12,

 

 

 

 

 

 

 

(6.16)

 

 

 

 

 

 

r3 r12 r23,

 

 

 

(6.17)

 

 

 

 

 

 

x2 x12 ,

 

 

 

 

 

 

 

(6.18)

 

 

 

 

 

 

x3 x12

x23.

 

 

 

(6.19)

Тогда:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Uнб

(P2 P3 ) r2 (Q2

Q3 ) x 2

 

P3 (r3

r2 ) Q3 (x3

x 2 )

(6.20)

 

UHOM

 

 

 

 

 

UHOM

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

или

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

Uнб

 

P2 r2 Q2 x 2

 

 

P3 r3 Q3 x 3

 

 

 

(Pk rk Qk x k )

 

 

 

 

k 2

 

,

(6.21)

UHOM

UHOM

UHOM

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где Pk , Qk - мощность нагрузки k – го узла; rk , xk - сопротивление от узла 1 до узла k;

n – количество узлов.

Формула (6.21) справедлива для любого количества узлов.

Если сечения проводов Fk j на всех участках линии одинаковы, то