Повышающий и понижающий трансформаторы Т1 и Т2 на схеме замещения представлены активным и индуктивным сопротивлениями, а поперечная проводимость трансформатора заменена постоянной нагрузкой (потерями активной и реактивной мощностей в стали трансформатора DPст +j× DQст , приближенно равными потерям холостого хода DPх+ +j× DQх):
Sст = DPст +j× DQст= DPх +j× DQх (7.1.)
7.1. Выбор сечения проводов двухцепной линии по экономической плотности тока
Для определения расчетного тока двухцепной линии:
, (7.2.)
необходимо оценить протекающую по линии мощность, которая может быть определена как сумма нагрузки Pн +j× Qн и потери мощности DPt2 +j× DQt2 в трансформаторе Т2:
Pл +j× Qл = Pн +j× Qн+ DPt2 +j× DQt2. (7.3.)
Числитель выражения (7.2.) соответствует протекающей в линии полной мощности;
двойка в знаменателе делит эту мощность между параллельными ветвями;
Uл.ном – номинальное напряжение линии, равное 220(110) кВ.
Мощность трансформаторов Т1 и Т2 может быть выбрана одинаковой по мощности нагрузки двухцепной линии с трансформаторами и условию (4.1.). Для выбранных трансформаторов определяются, Приложение 7 [1]:
· табличные значения активного rt и индуктивного xt сопротивлений трансформаторов, приведенные к стороне высокого напряжения трансформатора;
· значения активных и реактивных потерь холостого хода DPх +j× DQх, которым полагаются равными потери в стали трансформатора DPст +j× DQст;
· активные потери короткого замыкания трансформатора DPк , которым полагаются равными потери активной мощности в меди трансформатора DPм;
· напряжение короткого замыкания трансформатора uк в процентах, использующееся при вычислении реактивных потерь короткого замыкания:
(7.4.)
которым полагаются равными потери реактивной мощности в меди трансформатора.
Потери мощности двух параллельных трансформаторов можно определить по формуле:
. (7.5.)
Экономическое сечение проводов линии определяется при заданном значении экономической плотности тока в соответствии с (6.5.). Сечение проверяется по нагреву, условие (3.1.), и допустимой потере напряжения в нормальном, и связанном с выпадением одной из параллельных линий аварийном режимах.
7.2. Определение параметров режима двухцепной линии электропередачи с трансформаторами
Расчёт режима начинаем с нагрузочного узла. Поскольку номинальные напряжения U1ном = U2ном отличаются от номинального напряжения линии Uл.ном, приводим напряжение U2 к номинальному напряжению линии как:
, (7.6.)
где kt2 – коэффициент трансформации трансформатора Т2, равный отношению номинального напряжения линии к номинальному напряжению нагрузки;
- вторичное напряжение трансформатора, приведённое к стороне высокого напряжения.
Приведённое напряжение в узле б отличается от приведённого напряжения в узле 2 на величину потерь напряжения в трансформаторе Т2, определяемых по значениям активной и реактивной нагрузки в узле 2, эквивалентным значениям сопротивлений параллельных трансформаторов и приведенному напряжению :
. (7.7.)
Мощность, генерируемая половиной емкости на землю двухцепной линии в точке б, определяется как:
, (7.8.)
где b0 – удельная проводимость на землю линии умножается на длину линии l и на 2, так как линии параллельны, делится на 2, так как рассматривается проводимость только половинной емкости в соответствии с П-образной схемой замещения линии.
Переток мощности в конце линии Pб-а + j× Qб-а отличается от мощности нагрузки на величину потерь мощности в трансформаторе и мощность, генерируемую линией (7.8.)
(7.9.)
В (7.9.) потери мощности в меди трансформатора определены иначе, чем в (7.5.), следует также обратить внимание на то, что реактивная мощность в конце линии больше реактивной мощности в начале трансформатора Qб-2 > Qб-а на мощность, генрируемую линией в точке б. Определяем переток мощности в начале линии, отличающийся от перетока в конце линии на величину потерь мощности в линии:
(7.10.)
где rл/2, хл/2 – активное и индуктивное сопротивления параллельных линий.
Аналогично (7.7.) определяется приведённое напряжение в точке а, отличающееся от приведённого напряжения в точке б на величину потерь напряжения в линии:
. (7.11.)
Найдём мощность, генерируемую линией в точке а:
, (7.12.)
Определяется мощность, поступающая из источника питания и отличающаяся от мощности в начале линии на величину потерь мощности в трансформаторе Т1, и мощность, генерируемую линией в узле а:
(7.13.)
где rt1/2, хt1/2 – эквивалентные активное и индуктивное сопротивления параллельных трансформаторов.
Определяем приведенное:
, (7.14)
и действительное напряжения в узле 1:
. (7.15.)
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Активная мощность PNn 35.043000
Реактивная мощность QNn 24.392000
Длина линии dl 29.000000
dl 29.000000
Индуктивное сопротивление трансформатора xt 43.500000
Активные потери мощности в стали dpst 3.500000E-02
Реактивные потери мощности в стали dqst 2.400000E-01
Потери короткого замыкания dpk 1.450000E-01
Напряжение короткого замыкания uk 10.500000
Номинальная мощность трансформатора str 32.000000
РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЁТА
номинальные напряжения тр-ра :121/10.5 кВ
jэкономическое:1А/мм2
доп потеря напряжения:7700B
полная мощность нагрузки 42.696390
акт.переток в линии 35.242070 реакт. переток в линии 27.862830
потери акт мощн в ст.т-ра 1.990685E-01
потери реакт мощн в ст. т-ра 3.470829
потери реакт. мощн в меди тр-ра = 3.360000
полная мощность в конце линии 44.925950
ток в линии 107.181800
расчетное сечение линии 107.181800
потеря напряжения 2632.408000
выбрать провод r0= 3.300000E-01x0= 3.710000E-01b0= 2.870000E-06
выбрать провод r0= 3.300000E-01 x0= 3.710000E-01b0= 2.870000E-06
приведенное напряжение в конце тр-ра 121.000000
потеря акт, реакт.мощн.в тр-ре. 1.164188E-01 2.708138
акт, реакт. мощности в начале тр-ра2. 35.229420 27.580140
напряжение в конце линии 125.655300
мощность, генерируемая в конце линии 1.314139
акт., реакт мощности в конце линии 35.229420 26.266000
напряжение в начале линии 128.121300
акт., реакт мощности в начале линии 35.814620 26.923910
мощность, генерируемая в начале линии 1.366227
акт, реакт. мощности в конце тр-ра1. 35.814620 25.557680
приведенное напряжение генератора 132.721400
напряжение генератора 11.517150
акт., реакт мощности генератора 35.994890 28.602730
CDO-6.0 / (27.02.04)
Дата: 2008:05:26
Время расчета: 21:39:42
Для задания коэффициентов трансформации используется полярная система координат
*ЧСЕТЬ * Основные данные
---------- Bремя:21:39:44.75
Считаны данные: BEAST ( )
*ПЧСЕТЬ * Просмотр основных данных
---------- Bремя:21:39:52.49
*СРЖМ * Расчет установившегося режима
---------- Bремя:21:40:00.07
(B): В узле 1 задан источник реак.мощности без пределов регулирования
Oбобщенные данные по схеме BEAST
-----------------------------------
узлов- 16 ветвей- 13
генераторов- 1 трансформаторов- 6
из них синхр. компенсаторов- 0 из них с регулированием- 4
узлов с нагрузкой- 11 тр-ов с поперечным рег.- 0
узлов со с.х.н.- 0 ветвей с фикс. P- 0
узлов с шунтами- 0 параллельных ветвей- 6
из них управляемых- 0 перетоков сальдо- 0
узлов с пределами- 0 ветвей с пределами- 4
контр. параметров по узлам- 0 контр. параметров по ветвям- 12
узлов с стк- 0 отключенных ветвей- 0
Температура: 20 град.
Частота системы 1 = 50.00 гц
Суммарная нагрузка по Р: 34392. кВт по Q: 25393. кВАр
Суммарная генерация по Р: 35043. кВт по Q: 25577. кВАр
Номера балансирующих узлов по:
P: 1
Q: 1
Итерация Pнб max( узел) Qнб max ( узел) шаг якобиан ннэ
0 Q-U 59870.840( 2) 93880.640( 3) .100E+01 .543*E 137 107
1 P-D 31201.040( 4) 11193.800( 3) .119E+01 .543*E 137 107
2 PQ 11860.380( 4) 15211.350( 3) .578E+00 .543*E 137 107
3 PQ 2985.551( 4) 3693.785( 3) .774E+00 .851*E 138 106
4 PQ 74.539( 10) 28.244( 4) .101E+01 .729*E 139 106
5 PQ 1.209( 10) .928( 4) .104E+01 .116*E 138 105
(И): Pасчет закончен. Mакс.небаланс = .95703E-01
*ПЧРЖМ * Просмотр результатов расчета
---------- Bремя:21:40:02.60
Информация об узлах схема: BEAST
У з е л напряжение угол Pн Qн Pг Qг Pш Qш Pнб Qнб
И м я Номер кВ град кВт кВАр кВт кВАр кВт кВАр кВт кВАр
1 11.000 - - - 36309.3 33406.1 - - - -
122.076 -2.245 - - - - - - - -
3 116.593 -2.646 - - - - - - - -
4 10.256 -5.183 32000.0 24000.0 - - - - - -
5 10.126 -5.463 850.0 530.0 - - - - - -
6 10.011 -5.710 850.0 638.0 - - - - - -
7 10.103 -5.595 - - - - - - - -
8 .399 -6.208 326.2 106.1 - - - - - -
9 .391 -6.162 - - - - - - - -
10 .365 -4.660 93.8 45.4 - - - - - -
11 .362 -4.414 42.0 20.3 - - - - - -
12 .360 -4.290 9.6 4.6 - - - - - -
13 .391 -6.172 70.0 17.6 - - - - - -
14 .391 -6.174 3.9 1.0 - - - - - -
15 .392 -6.188 95.0 19.3 - - - - - -
16 .389 -6.181 51.1 10.4 - - - - - -
------- ------- ------- ------- ------- -------
34391.6 25392.8 36309.3 33406.1 .0 .0
*СРЖМ * Расчет установившегося режима
---------- Bремя:21:40:38.19
(И): Pасчет закончен. Mакс.небаланс = .95703E-01
*ПЧРЖМ * Просмотр результатов расчета
---------- Bремя:21:40:40.61
Информация об узлах схема: BEAST
У з е л напряжение угол Pн Qн Pг Qг Pш Qш Pнб Qнб
И м я Номер кВ град кВт кВАр кВт кВАр кВт кВАр кВт кВАр
1 11.000 - - - 36309.3 33406.1 - - - -
2 122.076 -2.245 - - - - - - - -
3 116.593 -2.646 - - - - - - - -
4 10.256 -5.183 32000.0 24000.0 - - - - - -
5 10.126 -5.463 850.0 530.0 - - - - - -
6 10.011 -5.710 850.0 638.0 - - - - - -
7 10.103 -5.595 - - - - - - - -
8 .399 -6.208 326.2 106.1 - - - - - -
9 .391 -6.162 - - - - - - - -
10 .365 -4.660 93.8 45.4 - - - - - -
11 .362 -4.414 42.0 20.3 - - - - - -
12 .360 -4.290 9.6 4.6 - - - - - -
13 .391 -6.172 70.0 17.6 - - - - - -
14 .391 -6.174 3.9 1.0 - - - - - -
15 .392 -6.188 95.0 19.3 - - - - - -
16 .389 -6.181 51.1 10.4 - - - - - -
------- ------- ------- ------- ------- -------
34391.6 25392.8 36309.3 33406.1 .0 .0
Информация об узлах схема: BEAST
У з е л напряжение угол Pн Qн Pг Qг Pш Qш Pнб Qнб
И м я Номер кВ град кВт кВАр кВт кВАр кВт кВАр кВт кВАр
1 11.000 - - - 36309.3 33406.1 - - - -
2 122.076 -2.245 - - - - - - - -
3 116.593 -2.646 - - - - - - - -
4 10.256 -5.183 32000.0 24000.0 - - - - - -
5 10.126 -5.463 850.0 530.0 - - - - - -
6 10.011 -5.710 850.0 638.0 - - - - - -
7 10.103 -5.595 - - - - - - - -
8 .399 -6.208 326.2 106.1 - - - - - -
9 .391 -6.162 - - - - - - - -
10 .365 -4.660 93.8 45.4 - - - - - -
11 .362 -4.414 42.0 20.3 - - - - - -
12 .360 -4.290 9.6 4.6 - - - - - -
13 .391 -6.172 70.0 17.6 - - - - - -
14 .391 -6.174 3.9 1.0 - - - - - -
15 .392 -6.188 95.0 19.3 - - - - - -
16 .389 -6.181 51.1 10.4 - - - - - -
------- ------- ------- ------- ------- -------
34391.6 25392.8 36309.3 33406.1 .0 .0
Информация о ветвях схема: BEAST
Ветвь Pij Qij Pji Qji дP корона дQ Iл Kзагр Qг
I J кВт кВАр кВт кВАр кВт кВт кВАр А кВАр
2- 3 36082.6 30145.6 -34663.0 -28549.4 1419.65 - 1596.17 222.6 - -
4- 5 1324.0 847.5 -1311.3 -830.4 12.69 - 17.15 88.6 - -
4- 7 1126.9 602.4 -1114.3 -585.4 12.57 - 17.00 72.0 - -
5- 6 461.3 300.4 -457.3 -295.0 3.99 - 5.39 31.4 - -
6- 7 -392.7 -343.0 395.6 347.0 2.93 - 3.96 30.1 - -
8- 9 237.3 91.6 -232.4 -90.0 4.87 - 1.66 368.1 - -
8- 15 149.3 30.3 -146.5 -29.7 2.85 - .52 220.5 - -
9- 10 158.4 71.3 -146.1 -70.5 12.27 - .87 256.6 - -
9- 13 74.0 18.7 -73.9 -18.6 .13 - .05 112.8 - -
10- 11 52.3 25.0 -51.6 -25.0 .67 - .05 91.7 - -
11- 12 9.6 4.6 -9.6 -4.6 .06 - .00 17.1 - -
13- 14 3.9 1.0 -3.9 -1.0 .00 - - 6.0 - -
15- 16 51.5 10.4 -51.1 -10.4 .35 - .06 77.5 - -
-------- ------ -------- --------
1473.03 .00 1642.89 .0
Информация о трансформаторах схема - BEAST
Имя об'екта Имя тр-ра узел Uтек Kмод Карг P Q I Kзагр dP dQ Psh Qsh
кВ кВт кВАр А о.е. кВт кВАр кВт кВАр
2 122.076 11.524 - -18041.3 -15072.7 111.3 .55 54.78 1314.76 58.59 315.5
1 11.000 18154.7 16703.0
-------------------------------------------------------------------------------------------
2 122.076 11.524 - -18041.3 -15072.7 111.3 .55 54.78 1314.76 58.59 315.5
1 11.000 18154.7 16703.0
-------------------------------------------------------------------------------------------
3 116.593 10.952 - 17331.5 14274.7 111.3 .55 52.58 1261.94 53.45 287.8
4 10.256 -17225.4 -12724.9
-------------------------------------------------------------------------------------------
3 116.593 10.952 - 17331.5 14274.7 111.3 .55 52.58 1261.94 53.45 287.8
4 10.256 -17225.4 -12724.9
-------------------------------------------------------------------------------------------
7 10.103 25.000 - 359.3 119.2 21.7 - 2.95 5.20
8 .399 -356.4 -114.0
-------------------------------------------------------------------------------------------
7 10.103 25.000 - 359.3 119.2 21.7 - 2.95 5.20
8 .399 -356.4 -114.0
--------------------------------------------------------------------------------------------
И т о г о: 220.63 5163.79 224. 1206.
Tаблица распределения потерь в схеме: BEAST
Cуммарные мощности : активн. реактивн.
H а г р у з к а 34391.6 25392.8
Г е н е р а ц и я 36309.3 33406.1
Генерация ЛЭП .0
П о т е р и в:
Ш у н т а х .0 .0
из них в БСК .0
СК .0
Л Э П 1473.0 1642.9
на корону по g .0
На корону по хар-ке .0
Трансформаторах 220.6 5163.8
в шунтах 224.1 1206.7
Суммарные потери 1917.7 8013.3
Потери в линиях электропередач
U ном U ср. активные % реактивные % генер. в ЛЭП % корона %
4 .4 21.20 1.1 3.22 .0 .00 .0 .00 .0
10.5 10.3 32.18 1.7 43.50 .5 .00 .0 .00 .0
110.0 119.3 1419.65 74.0 1596.17 19.9 .00 .0 .00 .0
-------- ----- -------- ----- -------- -----
Итого: 1473.0 76.8 1642.9 20.5 .0 .0
Потери в трансформаторах
U ном DP обмотки % DQ обмотки % DP шунта % DQ шунта %
10.5 5.90 .3 10.39 .1 .00 .0 .00 .0
110.0 214.73 11.2 5153.40 64.3 224.09 11.7 1206.66 15.1
-------- ----- -------- ----- -------- ----- -------- -----
Итого: 220.6 11.5 5163.8 64.4 224.1 11.7 1206.7 15.1
Oбобщенные данные по схеме BEAST
-----------------------------------
узлов- 16 ветвей- 13
генераторов- 1 трансформаторов- 6
из них синхр. компенсаторов- 0 из них с регулированием- 4
узлов с нагрузкой- 11 тр-ов с поперечным рег.- 0
узлов со с.х.н.- 0 ветвей с фикс. P- 0
узлов с шунтами- 0 параллельных ветвей- 6
из них управляемых- 0 перетоков сальдо- 0
узлов с пределами- 0 ветвей с пределами- 4
контр. параметров по узлам- 0 контр. параметров по ветвям- 12
узлов с стк- 0 отключенных ветвей- 0
Температура: 20 град.
Частота системы 1 = 50.00 гц
Суммарная нагрузка по Р: 34392. кВт по Q: 25393. кВАр
Суммарная генерация по Р: 35043. кВт по Q: 25577. кВАр
Номера балансирующих узлов по:
P: 1
Q: 1
_
Список использованной литературы
1. И.И. Голуб. Методические указания к курсовому проету по дисциплине «Электрические сети предприятий железнодорожного транспорта», г. Иркутск 1999 г.
2. И.И. Голуб. Задания и методические указания к курсовым проектам по дисциплине «Электрические сети предприятий железнодорожного транспорта», г. Иркутск 2001 г.
3. Караев Р.И., Волобринский С.Д., Ковалев И.Н. Электрические сети и энергосистемы / Учебник для вузов ж.-д. транспорта.-М.: Транспорт, 1988. 326 с.
4. Курс лекций по дисциплине «Электрические сети предприятий железнодорожного транспорта».
