Расчет режима любой электрической цепи предполагает определение напряжений в узлах и токов в ветвях. При расчете режимов электрических сетей вместо токов обычно используют потоки мощности в линиях электропередачи. Принципиальной разницы здесь нет, но такое представление более удобно, поскольку как источники, так и потребители электроэнергии чаще задаются своими мощностями. Пользуются при этом известными законами Ома и Кирхгофа, но по уравнениям, составленным применительно к потокам мощности. А уже после расчета режима определяют, если необходимо, и токи. Следует иметь в виду, что во всех используемых формулах следует подставлять линейное значение напряжения, сопротивления отдельных фаз и суммарные потоки мощности (то есть во всех трех фазах). При расчете режимов линий электропередачи интерес представляют 4 величины: напряжение и мощность в начале линии и напряжение и мощность в конце линии. При этом две из них должны быть заданы, а две оставшиеся подлежат расчету. Порядок и методы расчета определяются тем, какие именно величины заданы и какие необходимо определить. В данном разделе рассматриваются случаи расчета, наиболее часто встречающиеся на практике, а именно, когда заданы мощность и напряжение нагрузки, а мощность и напряжение в начале требуется определить, или когда заданы мощность нагрузки и напряжение в начале, а определить нужно напряжение в конце. Часто при расчете режима линии требуется также определить потери мощности и потери напряжения. Перед выполнением расчетов рекомендуется изучить [1,с.97...116,127...130].
Для расчета режимов линий до 220 кВ используют схемы замещения с сосредоточенными параметрами, при более высоких напряжениях необходимо учитывать и волновые явления. Поэтому для расчета необходимы погонные параметры, а также некоторые волновые параметры. Более подробно об этом см.[2.с.144...145].
|
Задача 2.1
Определить, какое напряжение необходимо поддерживать в начале ВЛ‑10 кВ, параметры которой были определены в задаче 1.1, чтобы при нагрузке 25 + j11 А в конце линии было напряжение 10,2 кВ. Найти потери мощности в линии.
Решение. При решении будем использовать фазные значения напряжений. Напряжение в конце линии составляет:
Определяем напряжение в начале линии.
Модуль линейного напряжения в начале линии:
Потери мощности в линии:
Задача 2.2
Рассчитать параметры режима ВЛ-110 кВ, рассмотренной в задаче 1.2, которая питает нагрузку 45 + j20 МВА. Напряжение в конце линии 108 кВ.
Решение. Приводим схему замещения линии.
Поскольку задана точная величина напряжения в конце линии, уточняем зарядную мощность в конце линии:
Мощность в конце линии определяем по первому закону Кирхгофа.
Теперь определяем потери мощности в линии:
По первому закону Кирхгофа определяем мощность в начале линии:
Определяем продольную и поперечную составляющие падения напряжения в линии:
Находим напряжение в начале линии и угол сдвига фаз между напряжениями в конце и в начале линии:
А теперь для сравнения найдем напряжение в начале линии приближенно, учитывая только продольную составляющую падения напряжения:
Ошибка составляет менее 0,06 %. Это подтверждает допустимость определения потери напряжения в линиях до 220 кВ приближенно, только по продольной составляющей падения напряжения.
|
С учетом зарядной мощности в начале линии находим мощность, «втекающую» в линию со стороны питающей подстанции:
Задача 2.3
От районной понижающей подстанции, на шинах которой поддерживается напряжение 119 кВ, отходит двухцепная ВЛ-110 кВ, параметры схемы замещения которой определены в задаче 1.2. Линия питает нагрузку . Рассчитать параметры электрического режима линии и определить к.п.д. электропередачи.
Решение. Проводим решение в 2 этапа. Сначала, двигаясь от конца линии к ее началу, определяем потоки мощности, считая напряжение равным номинальному. Затем, двигаясь от начала к концу, определяем потерю напряжения в линии и напряжение в конце.
Поток мощности в конце линии:
Потери мощности в линии:
Поток мощности в начале линии:
Потеря напряжения в линии (определяется по данным начала):
Напряжение в конце линии:
Определяем кпд электропередачи.