Расчёт электросетей
Задача №1
Исходные данные помещены в таблицу №1
Таблица№1.
Решение.
На рисунке 1 изображена схема замещения для линии напряжением 35кВ, где пренебрегаем проводимостью линии
Рис.1 Схема замещения линии
Определим ток в нормальном режиме работы линии по формуле:
где Sэс – полная мощность электростанции равная модулю от данной мощности на шинах т.е.
Sэс=(142+82)1/2 = 16,1МВА
Iнорм= 16100 / (2*1,732*35) = 132,8А
Допустимая по нагреву величина тока для данного провода Iдоп=380 > Iнорм для нормального режима условие выполняется .
Для аварийного режима работы проверим допустимый ток провода:
Iдоп >Iaв=2 Iнорм или Iдоп >2*132,8=265,6А условие выполняется и для аварийного режима.
Расчёт параметров схемы замещения. Активное сопротивление:
R=r0 l =0.245*15=3.675 Ом
Индуктивное сопротивление:
Х= х0 l = 0.4*15=6 Ом
Расчёт мощности протекающей по ЛЭП сведём в таблицу 2.
Таблица 2.
|
Наименование участка |
Мощность и потери мощности |
|
|
Активная , МВт |
Реактивная МВар |
|
|
Мощность в начале линии |
14 |
8 |
|
Потери мощности в линии |
(142 + 82 )*3,675/2 = 0,36 Р= 36,52 |
(142 + 82 )*6/2 = 0,58 jQ= 36,52 |
|
Мощность в конце линии |
Рк.л. = 14-0,36=13,64 |
jQК.Л = 8-0,58 =7,42 |
Задача 2
Тип трансформаторов ТМН 6300/35
Номинальная мощность трансформатора Sном = 6,3МВА;
Номинальные напряжения обмоток UномВН = 35кВ ; UномНН=11кВ
Рис 2. Схема замещения ПС.
Решение.
Эквивалентные сопротивления трансформаторов:
Активное сопротивление:
Реактивное сопротивление:
Потери мощности в стали для двух трансформаторов ПС:
Р0экв = 2*Р0 = 2* 8= 16кВт
Q.экв = 2* Q. = 2*I0*Sном / 100 = 2*0,8*6300/100 = 100кВт
Расчёт задачи выполним в таблице3:
Таблица 3.
|
Наименование участка |
Мощность и потери мощности |
|
|
Активная , МВт |
Реактивная МВар |
|
|
Мощность поступающая в трансформаторы |
13,64 |
7,42 |
|
Потери мощности в стали (потери холостого хода) |
Р0экв = 0,016 |
Q.экв =0,1 |
|
Мощность поступающая в обмотку ВН |
Рн.звТ = 13,64-0,016=13,624 |
jQн.звТ = 7,42-0.1=7.32 |
|
Потери мощности в сопротивлениях обмотки |
Р = (13,6242+7.322)0.72=0.14 352 |
jQ=(13,6242+7.322)1.16=0.22 352 |
|
Мощность поступающая на шины НН понижающей ПС |
РНН = 13,624-0,14=13,5 |
jQНН = 7,32-0,22=7,1 |
Задача 3
Аварийный режим, выход из строя одного трансформатора ПС.
Решение.
Т.к. в аварийном режиме не работает один трансформатор, то параметры ЛЭП не изменятся и баланс мощностей останется прежним (таблица 2). Изменится баланс мощностей на понижающей ПС и другие параметры схемы замещения.
Эквивалентные сопротивления рабочего трансформатора:
Активное сопротивление:
Реактивное сопротивление:
Потери мощности в стали для одного трансформатора ПС:
Р0экв = Р0 = 8кВт
Q.экв = Q. = I0*Sном / 100 = 0,8*6300/100 = 50кВт
Расчёт задачи выполним в таблице4:
Таблица 4.
|
Наименование участка |
Мощность и потери мощности |
|
|
Активная , МВт |
Реактивная МВар |
|
|
Мощность поступающая в трансформаторы |
13,64 |
7,42 |
|
Потери мощности в стали (потери холостого хода) |
Р0экв = 0,008 |
Q.экв =0,05 |
|
Мощность поступающая в обмотку ВН |
Рн.звТ = 13,64-0,008=13,632 |
jQн.звТ = 7,42-0.05=7.37 |
|
Потери мощности в сопротивлениях обмотки |
Р = (13,6322+7.372)1.44=0.28 352 |
jQ=(13,6322+7.372)2,32=0.45 352 |
|
Мощность поступающая на шины НН понижающей ПС |
РНН = 13,632-0,28=13,352 |
jQНН = 7,37-0,45=6,92 |
Задача № 4
Напряжение на шинах ЭС в нормальном и аварийном режимах будет Uэснор =36,5кВ, Uэсав=37,5 соответственно.
Решение.
1. Расчёт напряжений для нормального режима работы ПС.
Напряжение в конце линии ЛЭП:
UПСВН = 36,5 - (14*3,675/2 + 8*3)/36,5=35,1кВ
Напряжение на шине НН ПС приведённое к обмотке ВН определяется по формуле:
UнормрасчНН = 35,1 – (13,624*0,72+7,32*1,16) / 35= 34,6кВ
2. Расчёт напряжений для аварийного режима работы ПС.
Напряжение в конце линии ЛЭП:
Последним вычитаемым можно пренебречь поэтому получим:
UПСавВН = 37,5 - (14*3,675/2 + 8*3)/37,5=36,2кВ
Напряжение на шине НН ПС приведённое к обмотке ВН определяется по формуле:
UаврасчНН = 36,2 – (13,632*1,44+7,37*2,32) / 35= 35,2кВ
Задача №5
UаврасчНН = 35,2кВ UнормрасчНН = 34,6кВ;
Решение.
Определим номинальный коэффициент трансформации:
kном = UномВН / UномНН=35 / 11 = 3,18
Действительные напряжения на шинах НН при нормальном и аварийном режимах с относительным числом витков wВНр=1 будут:
UнормДейсНН = UнормрасчНН / kном = 34,6 / 3,18 = 10,88 кВ <1.05 UномНН=11,6кВ,
но подходит по условию для минимальной нагрузки т.е. менее 100% от номинального напряжения
UавДейсНН = UаврасчНН / kном = 35,2 / 3,18 = 11,07 кВ<1.05 UномНН
Приходим к выводу о необходимости использования РПН
Определим нужную ступень регулирования для обоих режимов:
wВНнорр = ( UнормДейсНН – Uжел)100 / UномНН = (10,88-11,6) 100 / 11 = -6,5%
wВНавр = ( UавДейсНН – Uжел)100 / UномНН = (11,07-11,6) 100 / 11 = -4,8%
По результатам расчёта выбираем стандартные ступени регулирования с относительными числами витков: wВНнорр =0,925 и wВНавр =0,94.
Расчёт коэффициентов трансформации при работе на выбранных ответвлениях:
kнормТ = 3,18*0,925 = 2,94 ; kавТ = 3,18*0,94 = 2,99
Определим действительные напряжения при работе на выбранных ответвлениях:
UнормНН = 34,6 / 2,94 = 11,77 кВ> 11.6кВ
UаврасчНН = 35,2 / 2,99 = 11,77> 11.6 кВ
Выбранные стандартные ступени регулирования удовлетворяют предъявляемым требованиям по величине напряжения на обмотках НН ПС для нормального и аварийного режимов работы.
