Материал: Лекции полнотью

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

3

Эквивалентное сопротивление участка 23 на рис.8.3,б:

Z23ЭК

Z25

Z35 .

(8.7)

 

 

 

 

Эквивалентные нагрузки в узлах 2 и 3 сети на рис.8.3,б S2ЭК и S3ЭК определяются из условия неизменности мощностей S1 2 и S4 3 в линиях 12 и

43 в исходной и преобразованной сетях. Если учесть, что

S2

S5

S3

S2ЭК

S3ЭК ,

(8.8)

 

 

 

 

 

 

то после простых преобразований можно получить следующие выражения для эквивалентных нагрузок:

S2ЭК

S2

S5

*

*

(8.9)

* ;

 

 

 

 

Z35

 

Z25 Z35

 

 

 

 

 

S3ЭК

S3

S5

*

*

(8.10)

* .

 

 

 

 

Z25

 

Z25 Z35

 

 

 

 

 

Из (8.9) и (8.10) видно, что нагрузки S2ЭК и S3ЭК в преобразованной сети состоят из двух слагаемых: нагрузок непреобразованной сети S2 и S3 и добавочных перенесенных нагрузок:

S

S5

 

*

 

*

(8.11)

 

* ;

 

 

 

 

Z3 5

 

Z2 5

Z3 5

 

 

 

 

 

S

S5

 

*

 

*

(8.12)

 

* .

 

 

 

 

 

Z2 5

 

 

Z2

5

Z3 5

 

 

 

 

 

Такое определение перенесенных нагрузок справедливо и для случая, когда надо перенести не одну, а две или более нагрузок. Например, можно перенести нагрузки 5 и 3 в узлы 2, 4 на рис.8.3,а. В результате получим сеть, приведенную на рис.8.3,в.

Поскольку разнесение нагрузок не влияет на величину уравнительной мощности, приведенные рассуждения справедливы и в общем случае, когда не равны напряжения в узлах 1 и 4.

С помощью рассмотренного способа можно разнести нагрузку S0 ,

приложенную в центре звезды (рис.8.4), при соблюдении условия, что падения напряжения между узлами 1,2 и 3 останутся прежними и состояние остальной части сети не изменится.

4

1

 

S1

1

S1ЭК

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S

 

Z1 0

1 0

Z1 0

0

0

S3 0

S2 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S2ЭК

3

Z

 

S

 

Z

 

3

 

 

 

3 0

 

0

 

2 0

Z3 0

 

Z2 0

 

S

 

a)

 

 

2

 

б)

2

 

3

 

 

 

 

S3ЭК

 

Рис.8.4. Перенос нагрузки из центра звезды: а – исходная линия; б – преобразован-

ная схема

Преобразование 3. Преобразовать треугольник сопротивлений в звезду и обратно (рис.8.5).

 

S1 0

 

 

 

 

1

 

1

 

 

Z1 0 S1 0

S3 0

0

S2 0

 

 

 

S1 3

S1 2

 

 

Z1 3

Z1 2

 

 

 

Z3 0

Z2 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z2 3

 

 

 

 

3

 

 

 

2

3

 

 

 

2

 

 

a)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б)

 

 

 

 

 

 

S

3 0

 

 

2 0

 

 

 

 

 

 

 

 

S2 3

 

 

 

 

Рис.8.5. Преобразование звезды в треугольник и обратно: а – звезда; б – треугольник

 

Рассмотрим

 

преобразования

 

замкнутой

сети,

приведенной на

рис.8.6,а. Будем считать, что напряжения узлов питания 1 и 2 U1 и

U2 равны

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

по модулю и по фазе.

5

S2

 

 

 

 

 

 

S4

 

Z

 

 

 

Z

 

 

2

 

2 3

3

S3

 

3 4

4

 

 

 

 

 

Z3 7

 

Z4 8

 

 

 

 

 

 

 

S7

 

S8

 

 

 

 

 

 

Z2 6

 

7

 

8

Z5 7

Z1 8

 

 

 

 

Z5 6

 

 

Z1 5

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

5

 

 

S

 

 

 

 

 

6

 

S5

 

 

S1

 

 

 

 

 

a)

 

 

 

Z

 

 

 

 

S2ЭК1

2 3

3

 

 

 

 

 

S3ЭК 2

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

Z

 

 

 

Z

 

 

S2ЭК1

 

 

 

 

2 3

 

S3ЭК1

 

3 4

S4ЭК1

2

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

Z3 5

 

Z1 4

Z2 5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z1 5

 

 

 

 

 

 

1

5

 

S1

 

 

 

S5ЭК1

 

 

б)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z2 3

 

Z1 3

 

 

 

S2

2

 

3

S3ЭК

 

1

S1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z1 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z3 5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z

 

 

 

 

Z2 5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 7

 

 

 

 

 

Z

 

 

2

2

 

 

 

 

 

1

 

 

 

S

Z2 5

 

 

Z1 5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

S

 

 

 

1 5

1

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S5ЭК 2

 

 

 

 

 

S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в)

 

5ЭК1

S1ЭК 2

 

 

 

г)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z

 

 

 

 

 

Z39ЭК

 

 

Z3 5

 

 

510ЭК

 

 

Z9

9

 

3

 

5

 

10

S1 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

д)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S3ЭК 2

 

 

S5ЭК 2

 

 

 

Рис.8.6. Преобразование сложной замкнутой сети: а – исходная схема сети; б – исклю-

чение узлов 6, 7, 8; в – исключение узла 4; г – разделение сети в узлах 2 и 1; д – эквивалентирование параллельных линий 13 и 23, а 15 и 25

Сначала разнесем нагрузки S6 , S7 , S8 и перейдем к схеме на

рис.8.6,б. Нагрузку 6 разнесем в узлы 2 и 5, нагрузку 7 – в узлы 3 и 5, нагрузку 8 – в узлы 1 и 4. При этом освобождаются от нагрузок линии 25, 35 и 14. Далее исключим нагрузку S4 , которую разнесем в узлы 3 и 1, и перейдем к

схеме на рис.8.6,в. Можно было бы вместо разнесения нагрузки S8 в узлы 4 и 1, а затем нагрузки S4 в узлы 3 и 1 сразу разнести обе нагрузки S4 и S8 в

узлы 3 и 1. При этом можно было бы сразу перейти от рис.8.6,а к рис.8.6,в. При первом преобразовании сети, то есть при переходе от рис.8.6,а к рис.8.6,б, получаем следующие эквивалентные нагрузки в узлах 1 – 5: S1ЭК1 ,

6

S2ЭК1 , S3ЭК1 , S4ЭК1 , S5ЭК1 , последняя цифра 1 в индексе соответствует шагу

преобразования сети. Эквивалентные нагрузки определяются по формулам типа (8.9) и (8.10). На втором шаге преобразования сети, то есть при переходе к схеме на рис.8.6,в, нагрузки в узлах 5 и 2 не меняются, а изменяются только эквивалентные нагрузки в узлах 1 и 3. Эти нагрузки S1ЭК 2 , S3ЭК 2 определяют-

ся по тем же выражениям (8.9) и (8.10).

Разрежем сеть на рис.8.6,в по узлам питания 2 и 1 и перейдем к сети на рис.8.6,г. Узел питания 1 на рис.8.6,в разрежем на два узла 1 и 1 , линия 1 3 на рис.8.6,г совпадает с линией 13 на рис.10.6,в, то есть Z1 3 Z13 . Анало-

гично Z1 5 Z15 . Таким же образом узел питания 2 на рис.8.6,в разрежем на два узла питания 2 и 2 на рис.8.6,г. При этом Z2 3 Z23 и Z2 5 Z25 . До сих пор при преобразованиях схем использовался только разнос нагрузок. Теперь используем преобразование двух параллельных линий в одну эквивалентную. Сложим параллельные линии 2 3 и 1 3 на рис.8.6,г и получим эквивалентную линию 39 на рис.8.6,д. Аналогично сложим параллельные линии 2 5 и 1 5 на рис.8.6,г и получим эквивалентную линию 5-10 на рис. 8.6,д. Эквивалентные сопротивления Z39ЭК и Z510ЭК на рис. 8.6,д определяются по обыч-

ным выражениям для определения эквивалентных сопротивлений при сложении параллельных линий, например

 

 

 

 

 

 

 

Z2 3 Z1 3

 

(8.13)

Z3 9ЭК

 

.

 

 

Z2 3

Z1 3

 

Последнее выражение эквивалентно (8.13) для случая, когда складываются две параллельные линии. Эквивалентные напряжения узлов 9 и 10 определяются по выражению (8.4).

Таким образом, использование переноса нагрузок и сложения параллельных линий позволило перейти от сложной замкнутой сети на рис.8.6,а к линии с двухсторонним питанием на рис.8.7,д.

8.2. Расчеты однородных сетей, метод расщепления сети

Для однородной сети (рис.8.7,а) можно показать, что система линейных уравнений контурных комплексных мощностей эквивалентна двум системам уравнений, одна из которых содержит только активные мощности в контурах и реактивные сопротивления (рис.8.7,б), а другая – только реактивные мощности и активные сопротивления (рис.8.7,в).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

S

 

 

 

 

 

S

 

 

 

 

 

 

 

 

Q

 

 

 

Q3 4

 

 

 

 

 

 

S2 3

 

 

S3 4

 

Q2

2 3

 

Q3

Q

 

 

2

 

 

 

 

3

 

3

 

 

 

 

S4

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

2

 

r

 

 

 

r

 

4

 

 

 

 

Z2 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z3 4

 

 

 

 

 

2 3

 

 

3 4

 

 

 

 

S

 

Z

 

 

 

Z

 

 

 

Z

Q2 6

 

r2 6

 

r

 

r3 5

 

Q

 

r1 4

2 6

 

 

2 6

 

S3 5

 

 

3 5

 

 

S1 4

1 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 5

 

 

 

1 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q

 

 

 

Q

 

 

 

 

 

 

 

S5 6

 

 

 

 

S1 5

 

 

 

 

 

5 6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

1 5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

S6

6

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

6

6

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S

 

 

 

 

 

 

 

r

 

 

Q5

r

 

Q

 

 

 

 

Z5 6

 

 

5

 

Z1 5

a)

S1

 

 

 

 

 

в)

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 6

 

 

1 5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P2

 

 

P2 3

 

P3

 

P3 4

 

P

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

x 2 3

 

 

 

 

x3 4

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P2 6

 

x

2 6

 

P

 

x

3 5

 

 

P

x1 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 5

 

 

 

 

1 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

 

 

 

 

 

P1 5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

5

P5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

5 6

 

x

1 5

 

P

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б)

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.8.7. Расщепление сложных однородных сетей: а – полная схема сети; б – схема

сети с реактивными сопротивлениями и активными нагрузками; в – схема сети с активны-

ми сопротивлениями и реактивными нагрузками

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Итак, при расщеплении сложных однородных сетей, например при-

веденной на рис.8.7,а, составляются две независимые схемы сети: одна – с

реактивными сопротивлениями и активными нагрузками (рис.8.7,б), вторая –

с активными сопротивлениями и реактивными нагрузками (рис.8.7,в). В каж-

дой из них находится распределение мощностей; накладывая друг на друга

распределение активных и реактивных мощностей, найдем распределение

полных мощностей в схеме на рис.8.7,а. Полная схема замещения при таком

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

подходе разбивается на две, что и дало

 

 

 

 

 

S5

 

 

 

 

 

 

 

основание

для

условного

названия

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S1

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

S2

2

 

«расщепление» сети. Нетрудно убедит-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ся, что объем вычислений для

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T1

 

 

 

 

 

T2

 

 

 

нахождения

 

потокораспределения

 

 

при

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

этом

 

сокращается.

 

Система

уравнений

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

комплексных узловых напряжений для

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

однородной сети может быть заменена

S3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

 

 

S4

 

двумя независимыми системами уравне-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ний с действительными переменными –

 

 

 

 

S6

 

 

S7

 

 

 

 

Рис.8.8. Неоднородная сеть раз-

активными и реактивными мощностями.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ных номинальных напряжений