Расчет установившихся режимов простейших электрических сетей. (Глава 6)

.

Заданное напряжение совмещается
с действительной осью

Расчет ведется последовательно от последнего участка к началу линии.
Для n-го участка расчетные формулы:

Расчет режима «по данным конца» позволяет точно определить напряжения в узлах сети, а также потоки и потери мощности по ветвям.

Расчетная схема замещения разомкнутой сети

Рассчитываем распределение потоков мощности в сети с учетом потерь мощности, идем от конца к началу передачи.

Во втором приближении находятся действительные напряжения на подстанциях, при этом расчет ведется от базисного узла к концу передачи.

Полученные напряжения сравниваются с номинальными значениями для всех узлов:

Если разница не превышает заранее заданной точности расчета, расчет заканчивают. Иначе необходимо повторить вычисления в первом и втором приближении, взяв за исходные полученные значения напряжения.

Углы δi между векторами напряжений соседних узлов суммируются.

Здесь знак + соответствует напряжению Ui, заданному в конце участка сети, знак –, если напряжение Ui задано в начале участка.

Схема местной разомкнутой сети

Порядок расчета следующий:
составляем схему замещения

для каждого участка сети определяем потерю напряжения:

находим наибольшее значение потери напряжения:

При проведении технико-экономических расчетов, необходимо оценить суммарные потери мощности:

Мощность в балансирующем узле:

составим схему замещения;

не учитывая потери, находим потоки мощности на участках сети;

для каждого участка сети определяем потерю напряжения;

далее сравниваем:

большая из полученных сумм и есть наибольшая потеря напряжения.

Необходимые при технико-экономических расчетах потери мощности рассчитываются как суммарные потери для всех трех участков.

Схема сети с равномерно распределенной нагрузкой

Р – полная суммарная нагрузка,
р0 – нагрузка на единицу длины линии,
dl – элемент длины линии на расстоянии l от ее начала,
r0 – активное сопротивление единицы длины линии.

Равномерно распределенная нагрузка может быть заменена сосредоточенной нагрузкой, приложенной к середине нагруженного участка. Такая замена позволяет рассчитать наибольшую потерю напряжения по формуле

Поэтому при расчетах потерь мощности линию с равномерно распределенной нагрузкой заменяют линией с сосредоточенной нагрузкой, приложенной на 1/3 части длины линии

Схема сети с Uном≥220 кВ

Проводится расчет “по данным конца”.

Мощность, поступающая из балансирующего узла

При заданном напряжении в балансирующем узле А расчет следует проводить методом последовательных приближений. Можно провести расчет «по данным начала». Однако на практике для расчета параметров режима в таких сетях более эффективен метод систематизированного подбора.

Однако в таких сетях увеличивается число линий, что требует дополнительных капиталовложений, усложняется эксплуатация.

Расчет режима линии с двухсторонним питанием проводится методом последовательных приближений:
I приближение – для всех узлов схемы принимаем Uj=Uном и не учитываем потери мощности на участках сети. Находим потоки мощности и определяем точку потокораздела;
II приближение – делим сеть на две разомкнутые по точке потокораздела, сохраняя напряжение в узлах Uj=Uном, для каждой разомкнутой сети рассчитываем потоки мощности на участках с учетом потерь;
III приближение – определяем напряжения для всех узлов схемы. В точке потокораздела напряжение находится с двух сторон. За действительное напряжение принимается среднее арифметическое значение. Полученные напряжения в узлах сравниваются с номинальными:

Любую кольцевую сеть можно разрезать по питательному пункту и развернуть. При этом ее допустимо классифицировать как линию с двухсторонним питанием, у которой напряжения по концам равны по величине и фазе.

Схема замещения кольцевой сети

Направление токов и потоков мощности на участках схемы принято условно.

где n – количество узлов в схеме;

– комплексно-сопряженные величины сопротивлений линий от узла i, в который включена некоторая расчетная нагрузка, до источников питания A и B соответственно.

После вычисления потоков мощности на головных участках следует проверить баланс мощности в сети при

Левую часть уравнения необходимо скорректировать, если равенство не выполняется. Затем находятся потоки мощности на 2-м и 3-м участках по балансу мощности применительно к каждому узлу подключения нагрузки. Определяется точка потокораздела.

Во втором приближении находится распределение потоков мощности с учетом потерь в направлении от точки потокораздела к шинам источников A и В.

В третьем приближении определяются напряжения в узлах присоединения нагрузок в направлении от источника A к точке потокораздела.

Рассчитывая аналогично две схемы, получим два значения напряжения в точке потокораздела U’3 и U’’3. Если разница между данными напряжениями будет меньше заданной точности ε, то окончательное напряжение в точке потокораздела определится:

Схема замещения кольцевой сети.
Точки потокораздела активной и реактивной мощности не совпадают

При делении сети на две разомкнутые участки, имеющие встречное направление потоков мощности, исключаются.

Схема замещения кольцевой сети с двумя точками потокораздела

При наличии двух точек потокораздела допустимо проводить расчет, разделив сеть по точке раздела активной мощности. При этом

Расчет режима заключается в определении максимальной потери напряжения. Очевидно, что это разница между напряжением источника и напряжением в точке потокораздела.

Тогда при расчете потоков мощности в первом приближении

Для однородной кольцевой сети с одинаковыми сечениями линий распределение потоков мощности рассчитывается по длинам.

Расчет параметров режима проводится методом последовательных приближений.

Рассматриваются две расчетные схемы. Первая схема соответствует расчетной схеме линии, при этом

Во второй отсутствуют расчетные нагрузки и напряжения источников не равны.

Для каждой схемы находятся потоки мощности, а затем, используя принцип наложения (суммирования), определяют потокораспределение в исходной схеме сети.

Полученное потокораспределение позволяет установить точки (или точку) потокораздела и разделить линию с двусторонним питанием на две разомкнутые для дальнейшего расчета.

– коэффициент трансформации трансформатора, определяемый при холостом ходе.

Рассчитываем режим как для сети одного напряжения. Заканчивая расчёт, для узлов, имеющих номинальное напряжение, отличное от базисного, необходимо определить действительные напряжения, а для ветвей – действительные токи