Понятие расчетной нагрузки
Возможность упрощения расчетной схемы посмотрим на примере (рис.4).
Рис. 4 а
В этой схеме к шинам подстанции 1, на которой установлен трансформатор Т1, подходят две линии районной эл.сети.
На рис. 4б показана схема замещения, характеризующая распределение мощностей в ветвях, связанных с узловой точкой 1.
Рис. 4 б
В этой схеме суммарная мощность, приходящая от линии к узлу 1 (проходящая по сопротивлениям 
) равна
, причем мощность 
отличается от мощности нагрузки 
на величину потерь в обмотках трансформатора (в сопротивлении Zт) и его потерь холостого хода, т.е. 
.
Если перед расчетом режима всей сети предварительно определить мощность 
(Sрас1), то она отразит влияние и емкостной проводимости (зарядной мощности линий) и потерь мощности в трансформаторе на режим ветвей расчетной схемы, примыкающей к т.1 и на режим всей рассчитываемой сети. В этом случае схема замещения упрощается и принимает вид (рис. 4в).
Рис. 4 в
- называется расчетной мощностью подстанции.
10.4. Определение потерь электроэнергии в ЛЭП и в
электрических сетях
Вычисление расчетной мощности подстанции предшествует расчету
режима сети
Т.к. напряжение в узловых точках схемы замещения пока неизвестны, то слагающие расчетной мощности должны определяться по номинальному напряжению сети:
; 
; - зарядные мощности линий.
Потери в трансформаторах:
;
;
;
.
Расчет по номинальному напряжению обуславливает меньшую точность.
Лекция 11. Расчет режимов электрических сетей с n-нагрузками. Расчет режимов кольцевых сетей
Замкнутыми электрическими сетями называют сети, в которых электроэнергия потребителям может подаваться не менее чем с двух сторон.
В замкнутых сетях распределение мощностей по ветвям схемы не очевидно и зависит от длин и сечений проводов участков, величин нагрузок узлов и режимов напряжений источников питания. Поэтому для расчета замкнутых сетей применяют специальные методы.
Как и для разомкнутых сетей, электрические расчеты замкнутых сетей выполняют, как правило, для наиболее характерных нормальных установившихся режимов наибольших и наименьших нагрузок.
Большинство практических расчетов замкнутых сетей выполняют на ЭВМ.
Освоение методов расчета замкнутых сетей необходимо для понимания физической сущности процессов, связанных с режимами электрической сети, и условий, при которых проводятся расчеты на ЭВМ.
Рис. 11.1. Пример простейшей замкнутой сети
К простейшим замкнутым сетям относятся сети, состоящие из одного контура или представляющие собой разомкнутую линию, питающуюся с двух концов (рис.11.1 а,б). В этих сетях каждый узел нагрузки получает питание по двум линиям
К более сложным замкнутым сетям относятся сети, содержащие несколько контуров. Причем в контуры могут входить линии как одного (рис. 11.2 в) , так и нескольких номинальных напряжений (рис. 11.2 г) .
Рис. 11.2. Пример сложной замкнутой сети, содержащей несколько контуров
11.1. Расчет режимов электрических сетей с n-нагрузками
«по данным конца»
Расчет режимов электрических сетей с n-нагрузками «по данным конца», когда известны расчетные нагрузки в узлах и напряжение в конце сети; и «по данным начала», когда известны расчетные нагрузки в узлах и напряжение в начале сети. Расчеты установившихся режимов линий с двухсторонним питанием и замкнутых сетей простейшей конфигурации.
На рисунке а) показана схема сети с несколькими нагрузками. Головные участки включены на шины питающего пункта А – это или системная п/ст или эл.станция. Если эту схему представить разрезанной по питающему пункту и развернутой, то она будет иметь вид линии с двусторонним питанием, у которой напряженияпоконцамравныповеличинеифазе ( рис.б )
На рисунке в) приведена расчетная схема этой сети:
Здесь S1, S2 , S3 – расчетные нагрузки п/ст, включающие саму нагрузку узлов, зарядные мощности 0.5 линий и потери мощности в трансформаторах.
11.2. Расчет режимов электрических сетей с n-нагрузками
«по данным начала»
Направление потоков мощности на отдельных участках схемы принимается условно. Действительные направления определяются в результате расчета.
Известными для расчета являются:
1. Напряжение в точке питания
2. Мощность нагрузок
Расчет должен выполняться методом последовательных приближений.
Первое приближение – равенство напряжений вдоль линии,это напряжение принимают равным номинальному напряжению линии.
Второе приближение - отсутствие потерь мощности.
При этих допущениях ,токи, протекающие по отдельным участкам схемы определяются соотношением:
Условие равенства напряжений по концам линии означает равенство нулю падения напряжения в схеме.
Условие равенства нулю падения напряжения на основании 2-го закона Кирхгофа может быть записано следующим образом:
или ,если сократить во всех членах Ö3Uном
Выразим входящие в это уравнение мощности участков II, III, IV через мощность SI и известные мощности нагрузок S1, S2, S3:
Откуда:
Кроме того, на основании 1-го закона Кирхгофа имеем:
Подставив (2)-(5) в исходное уравнение (1):
После преобразования получим:
откуда, c учетом обозначений рис.в) следует,что
или
Подставив формулы (2)-(5) в уравнение (1) для SIV после аналогичных преобразований получим:
или
В общем случае при «n» нагрузках на кольцевой линии:
и
где ZmA и ZmA – сопротивления от точки m , в которой включена промежуточная нагрузка Sm до точки питания A и A соответственно.
После определения мощностей, протекающих по головным участкам сети, можно найти мощности на остальных участках с помощью закона Кирхгофа, последовательно примененного для каждой точки включения нагрузки. Определение потоков мощности является первым этапом расчета.
На втором этапе определяются потери мощности, атакже напряжения в узловых точках схемы.
Допустим , что в результате I этапа найдено распределение мощностей показанное на рис.а)
К точке 2 мощность поступает с двух сторон. Такая точка называется точкой потокораздела. Обычноизображается зачерненным треугольником.
Если исходную схему мысленно разрезать по точке потокораздела, то получим схему, изображенную на рисунке б).
Такая операция не изменит распределение мощностей во всей сети в целом, если считать в точке 2 включенной нагрузку с потребляемой мощностью SII , а в точке 2 – нагрузку с мощностью SIII.
Схема , изображенная на рисунке б), состоит из двух независимых частей, каждая из которых характеризует разомкнутую сеть с заданными нагрузками S1,SII и S3,SIII и напряжениями
UA = UA на шинах источника питания. Дальнейший расчет осуществляется также как для разомкнутых сетей «по данным начала». При этом, должны быть найдены уточненные значения мощностей, учитывающие потери мощности на участках схемы, начиная с концов
при допущении, что U = Uном, а затем должны быть вычислены напряжения в узловых точках, начиная с точек A и A .
Иногда может выявиться две точки потокораздела – одна для активной, другая для реактивной мощности.
Такой случай иллюстрируется на рисунке 2, где точка 2 является точкой потокораздела для активной, а точка 3 – для реактивной мощности.
Кольцевая сеть разделяется на две разомкнутые. Предварительно вычисляют потери мощности на участке между точками потокораздела:
Если принять, что в точке 2 включена нагрузка
а в точке 3 нагрузка
то можно вместо кольцевой схемы рассматривать две разомкнутые линии, показанные на последнем рисунке.
11.3. Расчеты установившихся режимов линий с двухсторонним
питанием и замкнутых сетей простейшей конфигурации
К простым замкнутым сетям относятся кольцевые сети и сети с двухсто-ронним питанием. Кольцевую сеть можно превратить в сеть с двухсторонним питанием, если разрезать ее по источнику питания.
Рассмотрим: ЛЭП с двухсторониим питанием
Известны:
• мощности нагрузок;
• сопротивления участков ЛЭП;
• напряжения на источниках питания.
• в ЛЭП отсутствуют потери мощности;
напряжения во всех узлах нагрузок одинаковы и равны номинальному напряжению сети.
Предположим, что нам известна мощность, протекающая на головном участке А-1. Тогда мощности на других участках ЛЭП определяются по I закону Кирхгофа:
S2 = S12 = S1 - Sн1;
S3 = S23 = S2 - Sн2 = S1 - Sн1 - Sн2;
S4 = S3В = S3 - Sн3 = S1 - Sн1 - Sн2 - Sн3
Падение напряжение на любом участке ЛЭП рассчитывается по формуле:
(12.2)
Из формулы для расчета мощности на участке ЛЭП
и подставим его в (12.2):
При учете второго допущения получим:
Найдем падение напряжения во всей ЛЭП:
или
В полученное выражение подставим значения токов участков:
Выполним преобразования:
(12.3)
Суммы сопротивлений представляют собой сопротивления:
Выражение (12.3) можем записать следующим образом:
В полученном выражении только одна неизвестная величина – мощность первого головного участка:
Если бы мы определяли падение напряжения и выполнили аналогичные преобразования, то нашли бы мощность второго головного участка:
При n нагрузках:
(12.4)
Правильность полученных расчетов подтверждается выполнением баланса мощности – равенством произведенной и потребленной мощности:
Мощности на остальных участках определяются по выражениям (12.1).
Значения части мощностей участков получатся отрицательными, т.е. они имеют обратное направление по отношению к принятому. Таким образом, в схеме окажется точка, к которой мощности подходят с двух сторон. Такая точка называется точкой раздела мощности или точкой потокораздела.
Задания для самостоятельной работы:
1. Расчет и анализ направлений перетоков мощностей линий с двухсторонним питанием.
Лекция 12. Совместный расчет режима сетей с разными номинальными напряжениями.
Дата добавления: 2015-09-14; просмотров: 2945;