Ом.
См.
См.
1.3 Составление схемы замещения сети
Для составления схемы замещения сети используем схемы замещения ЛЭП и подстанции 2 (рис. 1.1 и рис. 1.2). Схема замещения сети показана на рис. 1.3. Для удобства дальнейших расчетов несколько упростим схему и переобозначим значения параметров. Окончательный вид схема замещения сети будет иметь, как показано на рис. 1.4. Значения параметров схемы замещения приведены в табл. 1.3.
Таблица 1.3 - Значения параметров схемы замещения
|
b1, См |
b2, См |
, Ом |
, Ом |
, Ом |
, Ом |
, Ом |
, См |
|
1,3191·10-4 |
-3,3067·10-4 |
3,7652 |
0,5065 |
5,3716 |
5,8412 |
5,301 |
2,6656·10-5 |
Рисунок 1.3 - Схема замещения сети
Рисунок 1.4 - Окончательный вид схемы замещения сети
2. Расчет рабочего режима сети
Схема замещения сети с обозначением распределения мощностей по участкам приведена на рис. 2.1. Расчет рабочего режима будет производиться итерационным методом.
2.1 Нулевая итерация
На нулевой приближенно определяется мощность центра питания сети - SA, в нашем случае это подстанция 1. Расчет ведется, двигаясь от конца сети к началу. Падением напряжения в сети на нулевой итерации пренебрегают и считают, что оно везде одинаково и равно напряжению центра питания - .
Определяется мощность в точке 2 со стороны СН:
(2.1)
где - нагрузка трансформатора на стороне среднего напряжения, МВА; UA – напряжение на шинах узловой подстанции, кВ; R3 – активное сопротивление обмотки среднего напряжения, Ом; Х3 – индуктивное сопротивление обмотки низкого напряжения, Ом.
Согласно (2.1):
Определяется мощность в точке 2 со стороны НН:
(2.2)
Рисунок 2.1 - Схема замещения сети с обозначением распределения мощностей
где - нагрузка трансформатора на стороне низкого напряжения, МВА; R4 – активное сопротивление обмотки низкого напряжения, Ом.
Согласно (2.2):
Определяется суммирующее значение мощности в точке2:
(2.3)
где , - мощности в точке 2 со стороны СН и НН, соответственно, МВА.
Согласно (2.3):
Определяются коэффициенты распределения активной мощности обмотки ВН между обмотками СН и НН обозначим через и соответственно. Реактивной – и . Они будут необходимы для расчета следующей итерации.
Определяется мощность в точке 1 со стороны ВН:
(2.4)
где - суммирующее значение мощности в точке 2, МВА; R2 – активное сопротивление обмотки высокого напряжения, Ом; Х2 – индуктивное сопротивление обмотки высокого напряжения, Ом.
Согласно (2.4):
Определяется мощность в конце ЛЭП:
(2.5)
где - мощность в точке 1 со стороны обмотки ВН, МВА; - активная проводимость трансформатора, См.
Согласно (2.5):
Определяется мощность в начале ЛЭП:
(2.6)
где - мощность в конце ЛЭП, МВА; R1 – активное сопротивление ЛЭП, Ом; Х2 – индуктивное сопротивление ЛЭП, Ом.
Согласно (2.6):
Определяется необходимая мощность центра питания:
(2.7)
где - мощность вначале ЛЭП, МВА; b1 – реактивная проводимость ЛЭП, См.
Согласно (2.7):
Таким образом в завершении нулевой итерации получили ориентировочное значение мощности центра питания.
2.2 Первая итерация
В первой итерации расчет ведется от начала линии к концу. Исходными данными к ней являются напряжение центра питания, которое у нас задано, и мощность центра питания, которую мы получили в результате нулевой итерации. Расчет первой итерации учитывает падение напряжения в линии. Если в завершении данной итерации значения выходящих мощностей обмотки СН и обмотки НН будут отличаться от заданных не более, чем на 5%, то на этом расчет завершится.
Определяется мощность в начале ЛЭП:
(2.8)
где - мощность центра питания, МВА.
Согласно (2.8):
Определяется мощность в конце ЛЭП:
Определяется напряжение в точке 1:
(2.9)
где , - активная и реактивная мощности в точке 1, соответственно.
Согласно (2.9):
Определяется мощность перед обмоткой ВН:
Определяется мощность после обмотки ВН:
Определяется приведённое напряжение в точке 2:
(2.10)
где , - активная и реактивная мощности в точке 2, соответственно.
Согласно (2.10):
Определяется мощность перед обмоткой СН:
(2.11)
где , - коэффициент распределения активной и реактивной мощностей между обмотками ВН и СН.
Согласно (2.11):
Определяется нагрузка на стороне СН:
Определяется приведённое напряжение на стороне СН:
(2.12)
где , - активная и реактивная мощности на стороне СН, соответственно.
Согласно (2.12):
Определяется мощность перед обмоткой НН:
(2.13)
где , - коэффициент распределения активной и реактивной мощностей между обмотками ВН и НН.
Согласно (2.13):
Определяется нагрузка на стороне НН:
Определяется приведённое напряжение на стороне НН:
(2.14)
где , - активная и реактивная мощности на стороне НН, соответственно.
Согласно (2.14):
В результате первой итерации получили значения выходящих мощностей с обмоток СН и НН. Сравним полученные результаты с заданными. Так как мы имеем дело с комплексными величинами, то погрешность должна не превышать 5%.
Определяется погрешность расчёта активной мощности на стороне СН:
(2.15)
где - заданная активная мощность на стороне СН, кВт; - полученное значение активной мощности на стороне СН, кВт.
Согласно (2.15):
Определяется погрешность расчёта реактивной мощности на стороне СН:
(2.16)
где - заданная реактивная мощность на стороне СН, квар; - полученное значение реактивной мощности на стороне СН, квар.
Согласно (2.16):
Определяется погрешность расчёта активной мощности на стороне НН:
(2.17)
где - заданная активная мощность на стороне НН, кВт; - полученное значение активной мощности на стороне НН, кВт.
Согласно (2.17):
Определяется погрешность расчёта реактивной мощности на стороне НН:
(2.18)
где - заданная реактивная мощность на стороне НН, квар; - полученное значение реактивной мощности на стороне НН, квар.
Согласно (2.18):
Как видно погрешность не превышает 5%, поэтому расчет завершается.
Проверим сможет ли подстанция обеспечить номинальное выходное напряжение. В результате первой итерации мы получили следующие значения напряжений:
кВ – напряжение на обмотке ВН трансформатора;
кВ – приведенное значение напряжения на обмотке СН трансформатора;
кВ – приведенное значение напряжения на обмотке НН трансформатора.
Для обеспечения требуемых выходных напряжений (10,5 кВ на СН и 6,3 кВ на НН) приведенные значения напряжений и должны равняться 36,75 кВ. В трансформаторах данного типа предусмотрено регулирование напряжения на стороне ВН от номинального. Определим на какой отпайке трансформатора будет достигнуто требуемое выходное напряжение.
Определяется напряжение одной отпайки:
(2.19)
где - требуемое приведенное значение напряжения, кВ; 1,5 – предел регулирования одной отпайки, %.
Согласно (2.19):
Определяется разница напряжения между требуемым и полученным напряжением:
Определяется необходимое число отпаек:
Определяется уточнённый коэффициент трансформации на стороне НН:
Определяется напряжение на стороне НН с учётом регулирования напряжения на стороне ВН:
Для обеспечения режима максимально близкого к номинальному рекомендуется работа трансформатора без регулирования напряжения на стороне высокого напряжения.
3. Расчет рабочего режима сети с учетом конденсаторной батареи
Схема замещения сети с обозначением распределения мощностей по участкам приведена на рис. 3.1. Расчет рабочего режима будет производиться итерационным методом.
3.1 Нулевая итерация
На нулевой приближенно определяется мощность центра питания сети - SA, в нашем случае это подстанция 1. Расчет ведется, двигаясь от конца сети к началу. Падением напряжения в сети на нулевой итерации пренебрегают и считают, что оно везде одинаково и равно напряжению центра питания - .Мощность конденсаторной батареи равна 1,4 МВАр. Конденсаторная батарея устанавливается на сторону низкой нагрузки.
Согласно (2.1):
Согласно (2.2):
Согласно (2.3):
Рисунок 3.1 - Схема замещения сети с обозначением распределения мощностей
Определяются коэффициенты распределения активной мощности обмотки ВН между обмотками СН и НН обозначим через и соответственно. Реактивной – и . Они будут необходимы для расчета следующей итерации.
Согласно (2.4):
Согласно (2.5):
Согласно (2.6):
Согласно (2.7):
Таким образом в завершении нулевой итерации получили ориентировочное значение мощности центра питания с учетом конденсаторной батареи.
3.2 Первая итерация
В первой итерации расчет ведется от начала линии к концу. Исходными данными к ней являются напряжение центра питания, которое у нас задано, и мощность центра питания, которую мы получили в результате нулевой итерации. Расчет первой итерации учитывает падение напряжения в линии. Если в завершении данной итерации значение напряжения на низкой стороне будет отличаться от заданного не более, чем на 5%, то на этом расчет завершится.
Согласно (2.8):
Определяется мощность в конце ЛЭП:
Согласно (2.9):
Определяется мощность перед обмоткой ВН:
Определяется мощность после обмотки ВН:
Согласно (2.10):
Согласно (2.13):
Определяется нагрузка на стороне НН:
Согласно (2.14):
Определяется напряжение на стороне НН с учётом конденсаторной батареи:
Определяется погрешность расчёта напряжения на стороне НН:
(2.15)
где - заданное напряжение на стороне НН, кВ; - полученное значение напряжения на стороне НН, кВ.
Согласно (2.15):
Так как погрешность не превышает 5% , то расчет на этом заканчивается.
В данной работе был проведён расчёт параметров рабочего режима электрической сети итерационным методом (методом последовательных приближений). В первом приближении (нулевая итерация) априорным путём было получено первоначальное распределение мощностей по участкам сети. Во втором приближении (первая итерация) были уточнены мощности на каждом из участков и определены напряжения в узлах сети. В результате расчётные нагрузочные мощности на сторонах среднего и низшего напряжений совпали с заданными мощностями в пределах допустимой погрешности.
Напряжения, полученные в результате расчета на обмотках СН и НН были близки к номинальным, поэтому был рекомендован режим работы трансформатора без регулирования напряжения на стороне высокого напряжения.
Также в данной работе был произведен расчет параметров электрической сети с учетом конденсаторной батареи установленной на стороне низкого напряжения. В результате полученное напряжение на низкой стороне совпало с заданным в пределах допустимой погрешности.
1. Шпиганович, А.Н. Методические указания к оформлению учебно–технической документации. [Текст] / А.Н. Шпиганович, В.И. Бойчевский, Липецк: ЛГТУ, 1997. – 32 с.
2. Шпиганович, А.Н. Методические указания и контрольные задания к расчётно–графическому заданию “Расчёт режимов электрических сетей”. [Текст]/ А.Н. Шпиганович, В.И. Бойчевский, Липецк: ЛГТУ, 1997. – 14 с.
3. Веникова, В.А. Расчёты и анализ режимов работы сетей: Учеб. пособие для вузов. [Текст]/ В.А. Веникова. М.: Энергия, 1974. – 336 с.
Страницы: 1, 2
