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 |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|