Материал: Лекции полнотью

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

1

1

1

U1 U4 1

U1

1

U1

U1 U4 1

U1

Z1 2

S1 2

r1 2

P1 2

r1 2

Q1 2

Z1 2

Z1 2

Z1 2

2 Z2 3

 

 

 

S2 3

S2

в)

2

 

 

r2 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P2

 

 

P2 3

 

 

 

 

г)

2

 

 

r2 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q2

 

 

Q2 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

д)

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

Z2 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S2

 

 

 

 

 

 

 

 

е)

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

Z2 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ж)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

Z2 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

з)

3

 

 

 

 

 

 

3

n-1

Zn ,n 1

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Sn ,n 1

 

S3

S

n 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

n-1

 

 

rn ,n 1

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P3

Pn 1

 

 

Pn ,n 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n-1

 

 

 

 

 

 

rn ,n 1

3

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q3

Q

 

 

 

 

Qn ,n 1

 

n 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z3 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U4

S3

 

 

Z3 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U4

S3

 

 

Z

3 4

U=0

3

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U4

Iу р

4

 

 

S2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

АС 240/32

АС 20/11

 

 

ЭС

30 км

23 км

 

 

 

 

 

 

 

 

50 км

 

S1

1

 

АС 185/29

S3

 

 

3

и)

Рис. 7.3. Распределение потоков мощности в линии с двухсторонним питанием без учета потерь мощности:

а – схема замещения линии с четырьмя узлами; б – иллюстрация второго закона Кирхгофа;

в – линия с n узлами; г, д – распределение P и Q в однородной линии; е – линия с четырьмя узлами при U1 U4 ; ж, з – эквивалентное представление линии на рис. е; и – схема кольцевой сети

110 кВ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z1 2

 

 

 

 

 

Z2 3

 

 

 

 

 

 

Z43 0.

 

(7.2)

 

 

 

 

S1 2

 

 

S2 3

 

 

 

 

S4 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3UHOM

 

 

 

 

 

 

3UHOM

 

 

 

 

 

3UHOM

 

 

 

 

 

Иначе:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S1 2

 

 

 

 

 

 

S2 3

 

 

 

 

 

 

 

 

S4 3

0.

 

(7.3)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z1 2

 

 

 

 

 

 

 

 

Z2 3

 

 

 

 

 

 

 

Z43

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3UHOM

 

 

 

 

 

 

 

3UHOM

 

 

 

 

 

 

 

 

3UHOM

 

 

 

 

 

Первый закон Кирхгофа для узлов 2 и 3 можно записать:

(7.4)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S23 S12 S2 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S43

S3 S23

S12

S2 S3 .

 

 

 

(7.5)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Подставив значения мощностей (7.4) и (7.5) в уравнение (7.3), полу-

чим уравнение с одним неизвестным:

 

S12

S2

S3

*

 

 

 

 

 

S12 *

 

 

 

S12

S2

 

 

*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z23

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z34 0.

 

 

 

 

 

 

Z12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(7.6)

 

UHOM

 

 

UHOM

 

 

 

 

 

 

UHOM

 

 

 

Отсюда находим значение потока мощности S1 2 :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*

 

 

 

*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*

 

 

*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*

 

 

 

 

Sk Zk 4

 

 

 

 

 

S2 (Z23 Z34 )

 

S3 Z34

 

 

S2 Z24

S3 Z34

 

k 3

 

 

S12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, (7.7)

 

 

 

 

 

 

*

 

 

 

*

 

 

*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*

 

*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z12

Z23 Z34

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z14

 

 

Z14

где

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*

 

 

*

 

 

*

 

 

 

 

 

 

 

 

(7.8)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z24 Z23

Z34.

 

 

 

 

 

5

 

 

Аналогично для потока мощности S4 3 :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Sk Z1k

 

 

 

 

k 2

 

 

 

 

 

 

S4 3

 

 

,

(7.9)

 

 

 

 

*

 

 

 

 

 

Z1 4

 

где

*

*

*

 

 

 

 

 

Z13

Z12

Z23.

 

S2 3

можно легко найти на основании

 

 

Значение потока мощности

 

 

 

 

 

 

 

 

 

первого закона Кирхгофа из (7.4).

7.2.2. Линия с количеством узлов, равным n (рис.7.3,в)

Потоки мощности на головных участках определяются так:

 

 

n 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*

 

 

 

 

 

Sk Zk n

 

 

 

k 2

 

 

 

 

 

S1 2

 

 

 

 

,

 

(7.10)

 

 

*

 

 

 

 

Z1n

 

 

 

 

 

 

 

n 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*

 

 

 

 

 

Sk Z1k

 

 

k 2

 

 

 

 

Sn ,n 1

 

 

 

 

.

(7.11)

 

*

 

 

 

 

 

 

Z1n

 

 

 

В однородной сети отношение активного и реактивного сопротивлений всех ветвей схемы замещения сети одинаково:

x kj / rkj x / r const .

(7.12)

Формулу (7.10) для однородной сети можно записать в виде:

 

 

n 1

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

(P jQ

 

)

1 j

 

k n

 

r

 

 

 

 

 

 

 

k

 

k

 

 

 

 

 

rk n

 

k n

 

 

k 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S1 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j

 

1n

 

r1n

 

 

 

 

 

 

1

r1n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n 1

 

 

 

 

x

 

 

 

(Pk jQk ) 1 j

 

 

rk n

 

 

 

k 2

 

 

 

 

r

 

 

 

j

x

r1n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r

 

 

 

 

 

 

n 1

 

 

 

(Pk

jQk ) rk n

k 2

 

(7.13)

 

 

 

 

r1n

Аналогично для однородной сети из (7.11) можно получить следующее выражение:

 

 

 

 

 

 

n 1

 

n 1

 

 

 

 

P

jQ

 

 

Pk r1k

j

Qk r1k

 

 

S

 

 

k 2

k 2

.

(7.14)

n ,n 1

n ,n 1

 

 

 

n ,n 1

 

 

r1n

 

r1n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

При одинаковом сечении поводов вдоль всей линии формулы (7.13) и (7.14) принимают вид:

 

 

n 1

 

 

 

 

Sk lk n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k 2

 

 

S1 2

 

 

;

 

 

l1n

(7.15)

 

 

 

 

 

 

 

n 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Sk l1k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k 2

 

 

Sn ,n 1

 

 

,

l1n

 

 

 

 

 

 

где lkn , l1k , l1n - длины участков линии между узлами соответственно k и n, 1 и

k, 1 и n.

Следует обратить внимание на то, что равенство сечений проводов на всех участках сети не позволяет считать сеть однородной. Нужно, чтобы и удельные реактивные сопротивления линий на всех участках сети были также равными.

Сеть, один участок которой выполнен кабелем, а другой – воздушной линией, даже при равных сечениях проводов и жил кабелей и выполнении их из одного и того же металла не будет однородной. Неоднородной будет и воздушная сеть, по всей длине которой подвешены одни и те же провода, но с неодинаковым среднегеометрическим расстоянием между ними на разных участках сети. В обоих случаях при равенстве удельных активных сопротивлений участков линии удельные реактивные сопротивления будут не равны.

7.2.3. Заданы различные напряжения по концам линии

Например U1 U4 (рис.7.3,е). Известны мощности нагрузок S2 , S3 ,

сопротивления участков линии Zk j . Надо найти потоки Sk j .

В соответствии с принципом наложения линию на рис.7.3,е можно заменить двумя линиями на рис.7.3,ж,з, а потоки мощности в исходной линии можно получить в результате наложения (суммирования) потоков в этих линиях.

В линии на рис.7.3,з в направлении от источника питания с большим напряжением к источнику с меньшим напряжением протекают сквозной

уравнительный ток Iу р и уравнительная мощность Sу р :

 

 

U1

U4

 

 

 

 

 

 

 

 

Iу р

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3Z1 4

 

 

 

*

 

 

*

(7.16)

 

 

 

 

*

 

 

U1

U4

UHOM.

 

 

 

Sу р

3I

у рUHOM

 

 

*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z1

4

 

 

7

Потоки мощности в линии с двухсторонним питанием на рис.7.3,е:

 

 

 

3

 

*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Sk Zk 4

 

 

 

 

 

 

k 2

 

 

 

 

 

 

 

S1 2

 

 

 

 

Sу р

;

 

 

 

*

 

 

 

 

 

Z1 4

 

 

 

 

 

 

 

3

 

*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Sk Zk1

 

 

 

 

 

 

k 2

 

 

 

 

 

 

 

S4 3

 

 

 

 

Sу р.

 

 

 

*

 

 

 

 

 

Z1 4

 

 

 

 

Потери мощности Sk j :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

Sk j

Sk j

3Ik jZkj

 

 

 

 

Zkj.

U

2

 

 

 

 

 

 

 

 

HOM

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(7.17)

(7.18)

(7.19)

7.3. Расчет с учетом потерь мощности

Рассмотрим линию с двухсторонним питанием, к которой преобразуются простая замкнутая сеть (рис.7.4,а) [2]. Мощности S12 , S23, S43 опреде-

лим сначала без учета потерь по выражениям. Предположим, что направления мощностей соответствуют точке потокораздела в узле 3 (рис.7.4, а), который отмечен черным треугольником. «Разрежем» линию в узле 3 (рис.7.4,б) и рассчитаем потоки мощности в линиях 13 и 43 , как это делалось для разомкнутых сетей.

На участке 23 потери активной мощности:

P2 3

S2K3

2

 

 

 

 

r2 3,

(7.20)

U

2

 

 

 

HOM

 

потери реактивной мощности:

 

 

S1 2

 

S2 3

 

 

 

 

 

S4 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

4

 

1

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

S2

 

 

S3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

K

 

 

 

 

 

K

 

 

 

1

S1 2

2

S2 3

3

 

 

 

S4 3

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

K

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

K

 

 

 

 

 

S2

б)

S2 3

S4 3