Розрахунок сталих режимів роботи розімкнених електричних мереж

Размещено на http://www.allbest.ru/

Розрахунок сталих режимів роботи розімкнених електричних мереж

еквівалентування дволанцюговий лінія трансформатор

1. Загальні відомості по розрахунку сталих режимів роботи електричних систем

Вхідні дані для розрахунку сталого режиму роботи мережі наступні:

- схема з'єднань елементів, параметри елементів мережі;

- потужності навантажень споживачів;

- значення напруги в одному з вузлів мережі. Цей вузол називають опорним по напрузі.

Задача розрахунку сталого режиму полягає в більшості випадків у визначенні режимних параметрів мережі: значення напруг у всіх вузлах (на всіх шинах), потужностей у всіх гілках.

Електричну систему будь-якої складності при розрахунках представляють відповідною схемою заміщення. Схема заміщення складається з схем заміщення елементів, які є в електричній мережі, що розглядається. Вибір різновиду схеми заміщення елемента залежить від мети розрахунку, класу напруги мережі. Ці схеми заміщення окремих елементів сполучаються між собою згідно з схемою електричної мережі. Параметри схеми заміщення визначаються за каталожним даними елементів мережі.

Існують традиційні (без ПЕОМ) методи розрахунку і класичні методи, які реалізовані в програмах розрахунку аналізу режимів електричної мережі на ПЕОМ.

Розрахунок сталого режиму роботи електричної мережі без ПЕОМ складається з наступних етапів:

1. Розробка схем заміщення: вихідної, з приведеними навантаженнями, з розрахунковими навантаженнями і визначення параметрів цих схем заміщення.

2. Розрахунок потокорозподілу в розрахунковій схемі заміщення. Виконується при переміщенні від периферійних вузлів до джерела живлення. При цьому на кожній дільниці мережі використовуються значення потужностей в кінці гілки, напруга в кінцевому вузлі гілки. На першій (нульовий) ітерації розрахунку в задаються напругами у вузлах мережі. Рекомендуються приймати їх рівними номінальній напрузі мережі. На наступних ітераціях використовуються значення напруг попередньої ітерації розрахунку.

3. Розрахунок напруг у вузлах мережі. При цьому переміщаються від джерела живлення до периферійних вузлів.

Розрахунок напруги в кінці гілки виконують по потужностях на початку гілки і по напруги у вузлі початку гілки.

4. Перевіряють виконання критерію закінчення розрахунку. При невиконанні критерію переходять до чергової ітерації розрахунку. Кожна ітерація включає в себе етапи 2-4.

2.Схеми заміщення: вихідна, з приведеними навантаженнями, з розрахунковими навантаженнями

Розрахунок сталого режиму магістральної мережі. Розглянемо мережу напругою 110 кВ (рис. 1)

Складемо вихідну схему заміщення. Оскільки напруга мережі 110 кВ, то в П-образній схемі заміщення лінії не будемо враховувати активну провідність. Замість ємкісний провідності введемо зарядну потужність лінії. У схемі заміщення трансформатора замість шунта намагнічення врахуємо гілку DSхх=DРхх +jQm. Два ланцюги лінії, два трансформатори на підстанції замінимо еквівалентними. Схема заміщення приведена на рис. 2.

Складемо схему заміщення з приведеними навантаженнями (рис. 3). Приведеним навантаженням Sпр називається навантаження споживачів (навантаження підключене до шин НН підстанцій) з урахуванням втрат потужності в обмотках трансформаторів (званих навантажувальними) і втрат потужності неробочого ходу трансформаторів підстанції. Визначимо приведені потужності у вузлах 1, 2 і 3.

Як випливає з рис. 3, в ньому немає схем заміщення трансформаторів. Але значення споживаної потужності у вузлах збільшені на значення втрат потужності в обмотках і осерді трансформаторів.

Рисунок 3 - Схема заміщення з приведеними навантаженнями

З рис. 3 слідує, що у вузлах 1 і 2 підключені по троє потужності, а у вузлі 3 дві.

Розрахунковим навантаженням називається сума приведеної потужності і зарядних потужностей ліній, пов'язаної з вузлом:

Схема заміщення з розрахунковими навантаженнями показана на рис. 4. На ній немає зображень опорів ліній.

Нагадую, що введені позначення потужності в кінці дільниці і початку дільниці, наприклад для дільниці 1-2 маємо: S"1-2, S'1-2.

Нагадаємо постановку задачі розрахунку УР

При числі дільниць більше за одне розрахунок УР можна виконати тільки чисельним (ітераційним) способом.

Приймаємо початкові умови: U1=U2=U3=Uном. Кожна ітерація розрахунку складається з двох етапів: 1. Етап розрахунку потокорозподілу. Нагадуємо, що при розрахунку використовуються потужності в кінці кожної дільниці і напруга у вузлі кінця дільниці. Розглянемо дільницю 2-3: - - потужність в кінці дільниці (визначена на основі першого закону Кірхгофа для вузла 3); - втрати потужності на дільниці; - потужність на початку дільниці.

Розглянемо дільницю 1-2: - потужність в кінці дільниці (визначена на основі першого закону Кірхгофа для вузла 2); - втрати потужності на дільниці; - потужність на початку дільниці.

Розглянемо дільницю Дж-1: - потужність в кінці дільниці (визначена на основі першого закону Кірхгофа для вузла 1); - втрати потужності на дільниці; - потужність на початку дільниці.

Розрахунок першого етапу нульової ітерації закінчений

Етап розрахунку напруг у вузлах мережі (поперечна складова падіння напруження не враховується). Нагадуємо, що задана напруга джерела живлення. При розрахунку використовуються потужності на початку дільниці і напруга у вузлі початку дільниці.

Дільниця 1-2

Дільниця 2-3 Розрахунок ітерації закінчений. 2. Розрахунок УР розгалуженої розімкненої мережі одного рівня номінальної напруги. Особливості розрахунку розглянемо на прикладі схеми заміщення з розрахунковими навантаженнями, приведеної на рис. 5. Потрібно пам'ятати, що процес підготовки схеми заміщення такий же, як і було описано в пункті 1.

Схема містить 10 дільниць. Вузли 1 і 3 є точками розгалуження схеми. Розрахунок потокорозподілу починають з периферійних точок. Для цієї схеми - це вузли 4, 6 або 10. Особливість розрахунку полягає в тому, що необхідно виконати розрахунки для всіх послідовностей дільниць, які підключені до відповідних точок розгалуження. Наприклад, для того щоб перейти до дільниці 2-3 необхідно виконати послідовно розрахунки для дільниці 3-4, потім для дільниць 5-6, 3-5. Можливо виконання розрахунків і в іншій послідовності: спочатку 5-6, 3-5, а потім 3-4. Тільки після виконання цих розрахунків переходимо до дільниці 2-3. Далі можемо виконати розрахунки для дільниці 1-2. Точка 1 є вузлом розгалуження. Перейти до розрахунку дільниці ИП-1 можливо тільки, виконавши розрахунки для всіх дільниць, що живляться від вузла 1. До таких дільниць відносяться 1-7, 7-8, 9-10. Розрахунки для них виконуємо послідовно, переміщаючись від вузла 10 до вузла 1, тобто 9-10, 8-9, 7-8, 1-7. Розрахунки для всіх дільниць, які живляться від вузла 1 виконані, тому можна виконати розрахунок дільниці Дж-1. Нагадуємо, що на кожній дільниці визначаються потужність в кінці дільниці на основі першого закону Кірхгофа для кінцевого вузла дільниці, втрати потужності на дільниці, потужність на початку дільниці. Наступний етап - розрахунок напруг у вузлах виконується при переміщенні від джерела живлення до крайніх вузлів.

3.Розрахунок сталого режиму розгалуженої мережі декількох номінальних напруг

Приклад мережі приведений на рис. 6, а схема заміщення на рис. 7.

Лінії Л1 і Л2 напругою 220 кВ зв'язують автотрансформаторі ПС2 з джерелом живлення, а лінія 3 напругою 110 кВ забезпечує живлення підстанції ПС3. При складанні початкової схеми заміщення виконаємо еквівалентування дволанцюгових ліній, трансформаторів і автотрансформаторів підстанцій.

Опори ліній Л1 і Л2 визначені при напрузі 220 кВ, опори трансформаторів ПС1 і автотрансформаторів (обмотки ВН, СН, НН) ПС2 визначені при напрузі 220 кВ. Опори лінії Л3 і трансформаторів підстанції ПС3 визначені при напрузі 110 кВ. На схемі заміщення показаний ідеальний трансформатор ІТ, який і розділяє схему на дві частини, перша з яких відноситься до напруги 220 кВ, а друга (Л3, трансформатори ПС3) до напруги 110 кВ. Визначимо приведені потужності для вузлів 1, 2, 3, 5:

- потужність ХХ автотрансформатора, - - навантаження і втрати потужності в обмотках низького напруження автотрансформатора,

Визначимо розрахункові навантаження у вузлах схеми:

На рис. 8 приведена схема заміщення з розрахунковими навантаженнями:

Існує два варіанти продовження розрахунків мереж з декількома номінальними напругами: 1. Всі параметри мережі приводять до одного значення напруги. Для схеми, що розглядається опір дільниці 4-5, визначений при напрузі 110 кВ, тому його необхідно привести до напруги 220 кВ: У результаті можливо виключити ідеальний трансформатор з розрахункової схеми заміщення. Навантаження у вузлі 4 відсутнє. На рис. 9 приведена схема заміщення. Як випливає з рис. 9, розрахунок цієї відповідає розглянутим розімкненим мережам одного рівня номінальної напруги.

Розрахунок виконують з урахуванням ідеального трансформатора. При розрахунку дільниць мережі з різними номінальними напругами використовується відповідна номінальна напруга. Наприклад, для схеми, приведеної на рис. 8 при розрахунку дільниці 4-5 використовується напруга 110 кВ при розрахунку втрат потужності на дільниці. При розрахунку потокорозподілу для інших дільниць при розрахунку втрат потужності використовується напруга 220 кВ.

Размещено на Allbest.ru