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
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.
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.
Схема
замещения сети с обозначением распределения мощностей по участкам приведена на
рис. 3.1. Расчет рабочего режима будет производиться итерационным методом.
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.
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.
ЗАКлючение
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.
Библиографический список
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.