Материал: Расчет электрической системы на основе схемы замещения

Рисунок 5.1.- Упрощённая схема замещения электрической сети

6. Расчёт установившегося режима электрической сети

Перед выполнением расчёта определяем расчётные нагрузки в узлах и составляем расчётную схему замещения. Конфигурация и параметры расчётной схемы полностью соответствуют упрощенной схеме замещения, а расчётные определяем последующим формулам:

Рис. 6.2 Расчётная схема сети

Расчёт потоков мощности в электрической сети.

Приведение к кольцевой схеме сети.

Добавляя к потоку мощности у приёмного конца каждого участка потери мощности на нём, определяем значение мощности у его питающего конца. В узловых пунктах производим сложение значений мощности собственной нагрузки и потоков мощности отходящих ветвей. Расчёт продолжаем до определения полной мощности, поступающей в данную сеть из пункта питания. Для каждого участка в соответствии с принятыми на схеме обозначениями (рис. 6.3) используем следующие расчётные формулы:

; (6.1)

; (6.2)

 (6.3)

 (6.4)

Рисунок 6.2. - Потокораспределение для участка электрической сети.

Мощность в начале n - го участка:

 (6.5)

Мощность в конце (n-1) - го участка:

 (6.6)

Рассмотрим распределительную магистраль с узлами 3-7-9:

1.

.

.

.

Рассмотрим разветвлённую магистраль с узлами 2-5-6-8-10:

1.

.

.

.

.

.

.

Рисунок 6.3. - Кольцевая схема цепи.

Расчет кольцевой схемы сети.

Рассчитываем кольцевую схему сети, разрезая её по балансирующему узлу Б (рис. 6.4).

Рисунок 6.4. -Кольцевая схема цепи, разрезанная по балансирующему узлу

Сначала находим распределение потоков мощности в сети без учёта потерь в зависимости от нагрузок и полных комплексных сопротивлений ветвей сети, входящих в кольцо; определяем точку потокораздела в соответствующем узле схемы и потоки мощности, поступающие в неё с двух сторон:

 (6.7)

Производим проверку и рассчитываем остальные потоки по балансу мощности для узлов сети.

Производим проверку:

Рисунок 6.5. -Потокораспределение в кольцевой сети.

В результате расчёта получена одна точка потокораздела в узле 4 для активной и реактивной мощности, сеть условно делится по ней на две разомкнутые. Нагрузка в конце каждой разомкнутой сети определяется потоком мощности, поступающей по соединённой с ней линии (рис. 6.6)

Рисунок 6.6. - Разомкнутые расчётные схемы для кольцевой сети.

Потери мощности в линии 2-4':

Поток мощности в начале линии 2-4':

Поток мощности в конце линии 3-2:

Потери мощности в линии 3-2:

Поток мощности в начале линии 3-2:

Поток мощности в конце линии А-3:

Потери мощности в линии А-3:

Поток мощности в начале линии А-3:

Поток мощности, подведённый к узлу А:

Потери мощности в линии Б-4'':

Поток мощности в начале линии Б-4'':

Поток мощности, подведённый к узлу Б:

Мощность балансирующего узла :

Расчет напряжений на подстанциях.

Расчет напряжений в узлах и потери напряжений в линиях кольцевой сети.

По напряжению базисного узла  рассчитываем напряжения во всех остальных точках сети последовательно от базисного узла к наиболее удалённым потребителям.

 (6.2.1)

Напряжение в узле j:

 (6.2.2)

и его модуль:

 (6.2.3)

Если на ветви  поток мощности направлен от узла j в узел (j-1), то

 (6.2.4)

 (6.2.5)

Продольная составляющая падения напряжения на линии А-3:

Поперечная составляющая падения напряжения на линии А-3:

Напряжение в узле 3:

Модуль напряжения в узле 3:

Продольная составляющая падения напряжения на линии 3-2:

Поперечная составляющая падения напряжения на линии 3-2:

Напряжение в узле 2:

Модуль напряжения в узле 2:

Продольная составляющая падения напряжения на линии 2-4':

Поперечная составляющая падения напряжения на линии 2-4':

Напряжение в узле 4':

Модуль напряжения в узле 4':

Продольная составляющая падения напряжения на линии Б-4'':

Поперечная составляющая падения напряжения на линии Б-4'':

Напряжение в узле 4'':

Модуль напряжения в узле 4'':

Разница между напряжениями в узлах 4' и 4'':

Среднее значение напряжение в узле 4:

Разница между полученными с двух сторон напряжениями в точке (узле) потокораздела не превышает 2% от . Следовательно, можно приступить к расчёту напряжений на магистральных ответвлениях.

Расчет напряжений в узлах распределительной магистрали.

Рассчитаем падение напряжений на магистрали, идущей от узла 2.

Продольная составляющая падения напряжения ветви 2-7:

Поперечная составляющая падения напряжения ветви 2-7:

Напряжение в узле 7:

Модуль напряжения в узле 7 с учетом коэффициента трансформации:

Продольная составляющая падения напряжения ветви 7-9:

Напряжение в узле 9:

Приведение к среднему напряжению:

Модуль напряжения в узле 9 с учетом коэффициента трансформации:

Расчет напряжений в узлах разветвленной магистрали.

Рассчитаем падение напряжений на магистрали, идущей от узла 4.

Продольная составляющая падения напряжения ветви 4-5:

Поперечная составляющая падения напряжения ветви 4-5:

Напряжение в узле 5:

Модуль напряжения в узле 5:

Продольная составляющая падения напряжения ветви 5-6:

Поперечная составляющая падения напряжения ветви 5-6:

Напряжение в узле 6:

Модуль напряжения в узле 6 с учетом коэффициента трансформации:

Продольная составляющая падения напряжения ветви 5-8:

Поперечная составляющая падения напряжения ветви 5-8:

Напряжение в узле 8:

Модуль напряжения в узле 8 с учетом коэффициента трансформации:

Продольная составляющая падения напряжения ветви 6-10:

Напряжение в узле 10:

Приведение к среднему напряжению:

Модуль напряжения в узле 10 с учетом коэффициента трансформации:

. Расчет карты режима сети

Результаты расчёта режима сети необходимо представить в виде карты режима. Карту режима составляют в соответствии с конфигурацией сети. Каждый узел символически обозначают кружком, в верхней части которого указывают его номер или буквенное обозначение, использованное при проведении расчёта режима, в нижней - полученное напряжение в узле. Линии передачи и обмотки трансформаторов и автотрансформаторов символически обозначают прямоугольником, в который заносят цифровые значения активных и реактивных сопротивлений. Стрелками, отходящими от узла, показывают расчётные нагрузки потребителей и расчётные мощности станций, далее указываются потоки мощности в начале  и в конце  ветви, а также потери мощности .