Добавил:

Vik962 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Саяно-Шушенский Филиал Сибирского Федерального Университета

Предмет:

Электрические станции и подстанции

Файл:

Лекции полнотью.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

29.04.2020

Размер:

5.33 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 67 / 167 8 9 10 11 12 13 14 15 16 > Следующая >>>

Лекция №7

7.1. Распределение потоков мощности и напряжений в простых замкнутых сетях

В разомкнутых сетях все узлы получают питание только по одной ветви (рис.7.1,а).

1	2	3	4
		а)
1	2	3	4
			5

б)

Рис.7.1. Примеры простых разомкнутых сетей:

а – неразветвленной; б - разветвленной

Простые замкнутые сети содержат только один контур рис.7.2, а [2].

1 2

3 а)

б)

в)

Рис. 7.2. Примеры простых разомкнутых сетей:

а – треугольник; б – линия с двухсторонним питанием; в – сложнозамкнутая сеть

Характерным видом простой замкнутой сети является кольцевая сеть (рис.7.2,а). Кольцевая сеть на рис.7.2,а может быть представлена в виде линии с двухсторонним питанием (рис.7.2,б).

Сложная замкнутая сеть содержит два и более контуров рис.7.2, в .

К достоинствам замкнутых сетей следует отнести повышенную надежность электроснабжения потребителей, меньшие потери мощности, к недостаткам – сложность эксплуатации, удорожание за счет дополнительных линий. Расчеты замкнутых сетей сложнее, чем разомкнутых.

7.2. Распределение потоков мощности в простой замкнутой сети без учета потерь мощности

7.2.1. Заданы одинаковые напряжения по концам линии U1 U4 (рис.7.3)

Известны мощности нагрузки S2 , S3 , сопротивления участков линии

Zk j , где k – узел начала участка линии; j – узел конца. Принимаем следующие допущения:

- пренебрегаем потерями мощности Sk j при определении потоков Sk j ;

- предполагаем, что ток участка определяется по номинальному напряжению:

			(7.1)
		/ 3UHOM;
Ikj	Skj

- используем расчетные мощности нагрузок подстанции.

При равенстве напряжений источников питания на основании второго закона Кирхгофа можно записать (рис. 7.3,а):

U1 U4

Z1 2

Z2 3

Z3 4

U1	S			S		S	U	4
	1 2			2 3			3 4
		S2			S3
			а)

			1(4)	Z1 2		2
			1(4)	Z1 2



			Z3 4		Z2 3
				3
			б)

U1 U4 1

Z1 2

S1 2

r1 2

P1 2

r1 2

Q1 2

Z1 2

2 Z2 3


	S2 3

в)

2		r2 3


P2		P2 3
		г)
2		r2 3
2

Q2		Q2 3
Q2
		д)

	2		Z2 3


	S2
		е)

2		Z2 3
2



S2
		ж)

	2		Z2 3
	2


		з)


3	n-1	Zn ,n 1	n
		Zn ,n 1

Sn ,n 1

n 1

n-1

rn ,n 1

Pn 1

Pn ,n 1

n-1

rn ,n 1

Qn ,n 1

n 1

Z3 4

	Z3 4

3		4
3		4

	Z	3 4	U=0
3				4
3				4

Iу р

		S2

			2
	АС 240/32		АС 20/11
	ЭС	30 км	23 км
	ЭС
			50 км
S1	1		АС 185/29	S3
	1		АС 185/29	3

и)

Рис. 7.3. Распределение потоков мощности в линии с двухсторонним питанием без учета потерь мощности:

а – схема замещения линии с четырьмя узлами; б – иллюстрация второго закона Кирхгофа;

в – линия с n узлами; г, д – распределение P и Q в однородной линии; е – линия с четырьмя узлами при U1 U4 ; ж, з – эквивалентное представление линии на рис. е; и – схема кольцевой сети

110 кВ

Z1 2

Z2 3

Z43 0.

(7.2)

S1 2

S2 3

S4 3

3UHOM

Иначе:

S1 2

S2 3

S4 3

(7.3)

Z1 2

Z2 3

Z43

3UHOM

Первый закон Кирхгофа для узлов 2 и 3 можно записать:

(7.4)

S23 S12 S2 ;

S43

S3 S23

S12

S2 S3 .

(7.5)

Подставив значения мощностей (7.4) и (7.5) в уравнение (7.3), полу-

чим уравнение с одним неизвестным:

S12

S12 *

S12

Z23

Z34 0.

Z12

(7.6)

UHOM

Отсюда находим значение потока мощности S1 2 :

Sk Zk 4

S2 (Z23 Z34 )

S3 Z34

S2 Z24

S3 Z34

k 3

S12

, (7.7)

Z12

Z23 Z34

Z14

где

(7.8)

Z24 Z23

Z34.

		Аналогично для потока мощности S4 3 :

				3	*
					*
				Sk Z1k
				k 2
			S4 3			,	(7.9)
			S4 3		*	,	(7.9)
				Z1 4
где	*	*	*
где	Z13	Z12	Z23.	S2 3	можно легко найти на основании
		Значение потока мощности		S2 3	можно легко найти на основании

первого закона Кирхгофа из (7.4).

7.2.2. Линия с количеством узлов, равным n (рис.7.3,в)

Потоки мощности на головных участках определяются так:

	n 1
				*
	Sk Zk n
	k 2
S1 2					,		(7.10)
S1 2			*		,		(7.10)
		Z1n
		n 1
					*
		Sk Z1k
		k 2
Sn ,n 1						.	(7.11)
Sn ,n 1			*			.	(7.11)
			Z1n

В однородной сети отношение активного и реактивного сопротивлений всех ветвей схемы замещения сети одинаково:

x kj / rkj x / r const .

(7.12)

Формулу (7.10) для однородной сети можно записать в виде:

n 1

(P jQ

)

1 j

k n

rk n

k n

k 2

S1 2

r1n

n 1				x
(Pk jQk ) 1 j					rk n
(Pk jQk ) 1 j					rk n
k 2				r
	j	x	r1n
		x
1
1
		r

n 1
(Pk	jQk ) rk n
k 2		(7.13)
		(7.13)
	r1n

Аналогично для однородной сети из (7.11) можно получить следующее выражение:

					n 1		n 1
		P	jQ		Pk r1k	j	Qk r1k
S					k 2		k 2	.	(7.14)
S	n ,n 1			n ,n 1				.	(7.14)
	n ,n 1	n ,n 1		n ,n 1	r1n		r1n
					r1n		r1n

При одинаковом сечении поводов вдоль всей линии формулы (7.13) и (7.14) принимают вид:

	n 1
	Sk lk n

	k 2
S1 2			;
S1 2		l1n	;	(7.15)
		l1n
		n 1
		n 1
		Sk l1k

		k 2
Sn ,n 1				,
Sn ,n 1		l1n		,
		l1n

где lkn , l1k , l1n - длины участков линии между узлами соответственно k и n, 1 и

k, 1 и n.

Следует обратить внимание на то, что равенство сечений проводов на всех участках сети не позволяет считать сеть однородной. Нужно, чтобы и удельные реактивные сопротивления линий на всех участках сети были также равными.

Сеть, один участок которой выполнен кабелем, а другой – воздушной линией, даже при равных сечениях проводов и жил кабелей и выполнении их из одного и того же металла не будет однородной. Неоднородной будет и воздушная сеть, по всей длине которой подвешены одни и те же провода, но с неодинаковым среднегеометрическим расстоянием между ними на разных участках сети. В обоих случаях при равенстве удельных активных сопротивлений участков линии удельные реактивные сопротивления будут не равны.

7.2.3. Заданы различные напряжения по концам линии

Например U1 U4 (рис.7.3,е). Известны мощности нагрузок S2 , S3 ,

сопротивления участков линии Zk j . Надо найти потоки Sk j .

В соответствии с принципом наложения линию на рис.7.3,е можно заменить двумя линиями на рис.7.3,ж,з, а потоки мощности в исходной линии можно получить в результате наложения (суммирования) потоков в этих линиях.

В линии на рис.7.3,з в направлении от источника питания с большим напряжением к источнику с меньшим напряжением протекают сквозной

уравнительный ток Iу р и уравнительная мощность Sу р :

Iу р

;

3Z1 4

(7.16)

UHOM.

Sу р

у рUHOM

Потоки мощности в линии с двухсторонним питанием на рис.7.3,е:

		3		*
				*
		Sk Zk 4
		k 2
	S1 2				Sу р			;
	S1 2		*		Sу р			;
		Z1 4
		3		*
				*
		Sk Zk1
		k 2
	S4 3				Sу р.
	S4 3		*		Sу р.
		Z1 4
Потери мощности Sk j :

		2				2
		2				Sk j
Sk j	3Ik jZkj								Zkj.
Sk j	3Ik jZkj					U	2		Zkj.
						U	HOM
							HOM

(7.17)

(7.18)

(7.19)

7.3. Расчет с учетом потерь мощности

Рассмотрим линию с двухсторонним питанием, к которой преобразуются простая замкнутая сеть (рис.7.4,а) [2]. Мощности S12 , S23, S43 опреде-

лим сначала без учета потерь по выражениям. Предположим, что направления мощностей соответствуют точке потокораздела в узле 3 (рис.7.4, а), который отмечен черным треугольником. «Разрежем» линию в узле 3 (рис.7.4,б) и рассчитаем потоки мощности в линиях 13 и 43 , как это делалось для разомкнутых сетей.

На участке 23 потери активной мощности:

P2 3	S2K3		2
				r2 3,	(7.20)
	U	2
		HOM

потери реактивной мощности:

S1 2

S2 3

S4 3

а)

S1 2

S2 3

S4 3

б)

S2 3

S4 3

S2 3

S1 2

S4 3

в)

S2 3

S4 3

P1 2

P2 3

P4 3

Q1 2

Q2 3

Q4 3

г)

д)

Рис. 7.4. Распределение потоков мощности в замкнутой сети с учетом потерь мощности:

а – исходная сеть; б – представление исходной сети в виде двух линий; в – условные обозначения для расчета потоков в линиях с учетом потерь мощности; г – направления потоков в случае несовпадения точек потокораздела активной и реактивной мощностей; д – разделение сети при несовпадающих точках потокораздела.

Q2 3			S2K3			2
							x2 3,	(7.21)
			U		2		x2 3,	(7.21)
			U		HOM
					HOM
потери полной мощности:								(7.22)
S23 P23 j Q23 .								(7.22)

Находим значение потока							H	в начале участка 23
Находим значение потока		мощности S2 3						в начале участка 23
(рис.7.4,в):
H	K							(7.23)
S23 S23				S23 .				(7.23)

Далее расчет потоков мощности на участке 12 проводится как для разомкнутых сетей (1-й этап).

Может оказаться, что 1 – й этап расчета кольцевой сети выявит две точки потокораздела: одну – для активной, а другую – для реактивной мощности. Такой случай иллюстрируется на рис.7.4,г, где узел 2 – точка потокораздела для активной, а узел 3 – для реактивной мощности.

В этом случае кольцевая сеть для дальнейшего расчета может быть также разделена на две разомкнутые линии. Вычислим предварительно потери мощности на участке между точками потокораздела:

P	P322 Q322	r	;	(7.24)
P	U2	r	;	(7.24)
32	U2	32
	HOM

		Q			P2	Q2
					32		32	x		.	(7.25)
			32		U		2	x	32	.	(7.25)
			32				2		32
							HOM
							HOM
Если теперь принять, что в точке 2 включена нагрузка
H	H		H	P12			j(Q12		Q23 Q32 ),		(7.26)
S2	P2	jQ2		P12			j(Q12		Q23 Q32 ),		(7.26)
а в точке 3 – нагрузка
H	H		H	P43			P32	P32 jQ43,			(7.27)
S3	P3	jQ3		P43			P32	P32 jQ43,			(7.27)

При дальнейшем расчете можно вместо кольцевой схемы рассматривать две разомкнутые линии, показанные на рис.7.4,д.

7.4. Распределение напряжений в линии с двухсторонним питанием

Рассмотрим схему линии с двухсторонним питанием от источников 1 и 4 на рис. 7.5,а. Линия питает две нагрузки – 2 и 3. Раздел мощностей предположим в узле 3.

Разрежем линию в узле 3 (рис. 7.5, б). Теперь можно определить напряжения или Uнб в двух разомкнутых сетях, то есть в линиях 13 и 43 .

Если напряжение начала линии равно напряжению конца линии (U1 U4 ) ,

то U13 U43 Uнб . Если U1 U4 , то U13 U43 и Uнб U13 . Рассмотрим послеаварийные режимы линии. Наиболее тяжелые из

них – выход из строя и отключение участков 12 или 34. Проанализируем каждый из режимов и определим наибольшую потерю напряжения Uнб . В послеаварийном режиме, когда отключен участок 43 (рис.7.5,в), обозначим наибольшую потерю напряжения U13ав . В послеаварийном режиме, когда отключен участок 12 (рис.7.5,г), наибольшую потерю напряжения обозначимU42ав . Надо сравнить U13ав и U42ав и определить наибольшую потерю напряжения Uав.нб . Если линия с двухсторонним питанием имеет ответвле-

ния (рис.7.5,д), то определение наибольшей потери напряжения усложняется. Так, в нормальном режиме надо определить потери напряженияU13, U43, U15, сравнить их и определить Uнб . Чтобы определить в послеаварийном режиме Uав.нб , надо рассмотреть аварийные отключения го-

ловных участков 12 и 43.

S1 2

S2 3

S4 3

а)

S1 2

S2 3

S4 3

б)

S2 3

S4 3

в)

г)

д)

Рис. 7.5. Расчет напряжений в линии с двусторонним питанием:

а – распределение потоков мощности; б – «разрезание» линии в точке потокораздела; в – отключение линии 34; г – отключение линии 12; д – линия с ответвлением.

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 67 / 167 8 9 10 11 12 13 14 15 16 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете Электрические станции и подстанции

#
06.11.201739.35 Кб24Билет 11-20.docx
#
06.11.201743.5 Кб22Билет 21-30.docx
#
29.04.202023.69 Кб8билеты ЭСИС.1.docx
#
29.04.202017.56 Кб6билеты ЭСИС.2.docx
#
13.07.20195.77 Mб112Курсовой ЭЭС.docx
#
29.04.20205.33 Mб68Лекции полнотью.pdf
#
06.11.20173.31 Mб33Объдиненка.pdf
#
06.11.201745.19 Mб55Практика1.pdf
#
06.11.20172.19 Mб52Станции(6с).pdf
#
06.11.201726.95 Кб39Шпора.docx