книги из ГПНТБ / Расчеты и анализ режимов работы сетей учеб. пособие
.pdfНайденные проводимости позволяют вычислить реактив ную мощность в начале линии 1-а, для определения же мощ ностей в линии 2-Ь необходимо предварительно определить собственную проводимость У22. Значение этой проводимости может быть получено тем же методом, который был приме
нен выше. |
|
|
|
|
|
|
Расчет |
выполняется |
для |
схемы, |
показанной |
на |
|
рис. 2-47, б: |
/1 = |
1+/0А ; |
|
|
|
|
= |
(1 +/0) (16,5 + |
/21,4) — 16,5 + /21,4 В; |
|
|
||
/а° = Ж + | ^ = 0 -0 3 1 2 + ' 0 ’ 0 1 8 3 А; |
|
|
||||
/ й6 = (1 +/0) + (0,0312 + /0,0183) = 1,031 +/0,0183 |
А; |
|||||
А 0аЬ = (1,031 +/0,0183) (11,3 +/11,0) = |
11,43+ /11,54 |
В; |
||||
Оь = (16,5 + /21,4) + (11,43 + |
/11,54) = 27,9 + /32,9 |
В; |
||||
/*> = |
= 0-0377 + /0,0149 А; |
|
|
/2„ = (1,031 + /0,0183) + (0,0377 + /0,0149) = = 1,069 + /0,0332 А;
26 = (1.069+ /0,0332) (9,9 + /12,9) = 10,14 + /14,0 В;
£/* = (27,9 + /32,9) + (10,14 + /14,0) = 38,1 + /46,9 В.
Проверкой правильности расчета является сопоставле ние взаимных сопротивлений Z12 и Z2], первое из которых найдено в предыдущем расчете, а второе определяется как
Z21 = -^- = 38,1 +/46,9 Ом. 0
Эти два сопротивления в пределах точности расчета должны быть равны друг другу.
Искомое собственное сопротивление равно:
Ц2 |
__ |
38,1+/46,9 |
/2* |
|
3 6 ,2 + /42,8 Ом. |
|
1,069 + /0,0332 |
Определяем модули и аргументы собственного сопро тивления и проводимости
г22 = У 36,22 + 42,82 = 56,0 |
Ом; |
|
Ь г = |
arctg Щ = 49,8°; |
|
а 22 = 90° - |
г|з22 = 90° - 49,8° = |
40,2°; |
^ |
= 56 = 0,0178. |
|
98
Переходим к определению требующейся условиями за
дачи |
зависимости. |
Пусть |
Рг = |
Р 1а = 17 МВт. Находим |
угол сдвига между векторами |
МВт мвар |
|||
напряжений Ох и Ог в этом |
|
|||
режиме, для чего воспользуем |
|
|||
ся следующим выражением: |
|
|||
|
sin (б — а 12) = |
|
|
|
= |
Ры — УХУи sjn «и = |
|
|
|
|
Р1Р2У12 |
|
|
|
17 — 1152 •0,0174 sin 40,2° |
|
|
||
— |
115-112-0,065 |
~ |
|
|
|
= — 0,621. |
|
|
|
По |
таблицам |
находим |
|
|
б — а 12 = —38,4°, затем |
оп |
|
||
ределяем: |
|
|
|
б= —38,4° + а 12 =
=—3 8 ,4 °+ 38,9° = 0,5°.
Далее вычисляем искомые мощности:
Qla = 1 1 5 2.0,0174 - cos 40,2° — 115-112-0,065 х
X cos (—38,4°) = 175,5 — 212 cos (—38,4°) == 9,5 Мвар; Pib = 1 122 •0,0178 •sin 40,2° - 115-112- 0,065 х
X sin (0,5° + 38,9°) = 144,8 — 212 sin 39,4° = 10,3 МВт; Q2b = 1122 •0,0178 cos 40,2° - 115-112- 0,065 cos x
X (0 ,5 °+ 38,9°) = 171 - 2 1 2 cos (0 ,5 °+ 38,9°) = 7,5 Мвар.
В таком же порядке вычисляем искомые мощности и для других значений активной мощности Рг. Результаты этих расчетов иллюстрирует рис. 2-48.
Задача 2-23
Электрическая система, содержащая три генераторных станции, объединена сложной замкнутой сетью ПО кВ, кото рая характеризуется приведенными ниже значениями соб ственных и взаимных проводимостей, отнесенных к напря жению сети в 1/Ом.
Yn = |
8,94 •IQ" 3 / |
—85,8°; |
К22 = 26,0 ■10~У |
—60,3°; |
К3з = |
7,0 ■IQ"3 / |
—86,4°; |
К12 = 5,71 - 10~3 / - 1 0 2 ,6 ° ; |
|
У13 = |
1,65-10 3 / |
-9 1 ,5 ° ; |
К23 = 3,88 •10~3 / |
— 103, Г . |
4 |
99 |
В результате расчета установившегося режима системы найдены мощности на шинах генераторного напряжения станций:
5 1 = 104 + /56,9 M B-A; S 2 = 197,8 + /381,3 М В-А ;
S3 = 69,6 + /41,9 М В-А ,
которым соответствуют напряжения (кВ, отнесенные к на пряжению ПОкВ):
^ = 1 1 1 ,8 / 4 2 ,7 °; 0 2= 139 / —5,3°; # 3 = 109/ 43,1
Т р е б у е т с я найти параметры эквивалентной двух машинной схемы замещения системы при объединении стан ций 2 и 3, а также параметры ее режима. Объединение стан ций 2 и З выполнить при условии постоянства мощности стан ции 1 и соблюдении равенства мощности эквивалентной стан ции сумме мощностей объединяемых станций 2, 3.
Решение. Одним условием неизменности мощности стан ции 1 при замене двух других одной эквивалентной явля ется [Л.2]:
з |
|
|
|
0 Г У 1э = 2 |
а д ,- = 139 / - 5 ,3 ° •5,71 |
х |
|
2 |
|
|
|
X 10-3 / — 102,6° + |
109 / 4 3 |
,1 ° •1,65 •10 3 / |
— 91,5° = |
= 0,898/ |
—98°. |
|
Мощность эквивалентной станции равна сумме мощно стей станций 2 и 3, если:
У* = |
= 1 3 9 / - 5 ,3 ° - 5 ,7 1 X |
|
2 |
XЮ^з / 102,6° -f 109 / 4 3 ,1 ° -1,65- IQ-3 / 9 1 ,5 ° =
=0,944/ 103,9°.
На основании этих расчетов находим фазу вектора на пряжения эквивалентной станции:
и аргумент комплексной взаимной проводимости
Ф1=> = Фэ1 = |
1 0 3 ,9 ° + 98° |
101,0°. |
|
2 |
|||
|
|
100
Примем произвольно модуль взаимной проводимости
\YU]= \Уи |= |У + ! Yl31= (5,71 + 1,65) -10-3 =
= 7,3610 3 1/Ом,
тогда модуль напряжения эквивалентной станции, которое должно приниматься во внимание при расчете режима стан ции /, будет равен:
кВ - а модуль напряжения, определяющий режим эквивалент ной станции,
0,944
lt/Г = 128 кВ.
7,36 •10~3
Вычисляем собственную проводимость ветви
|
|
|
|
-02u3y23- u3u2y |
|
= |
(1392 •26 •IQ-3/ |
6 0 ,3 ° + |
Ю92 •7 •10“3 / 8 6 ,4 ° - |
||
- |
139/ |
— 5,3° •109/ |
— 43,1° |
3,88 - 10~V 103,1°- |
|
- |
109/ |
43,1° • 139 |
/ 5,3° ■3,88 •10~3 / 103,1° = 31,7x |
||
|
|
x |
1 0 ^ / 5 8 ,4 ° 1/Ом. |
Вычисляем параметры П-образной схемы замещения при представлении станций 2 и 3 одной эквивалентной (рис.2-49).
Так как в этой схеме |
|
|
|
|
|
|
= у ц = 8,94 • 1Q-3 / —85,8° 1/Ом; |
||||
|
Уээ= 31,7 -1Q-3/ -58,4° |
1/Ом; |
|
||
Yib —Ухь / —У |
= 7,36 • 10~3 / |
— 101° 1/Ом, |
|||
то |
|
|
|
|
7,36 х |
Y10 = Yn~ Yи = 8,94 •10~3 / —85,8° - |
|||||
х Ю"3 / — 101° = 2 ,6 6 - 10“3 / |
— 39,4° |
1/Ом; |
|||
У90= Уээ - |
Уи = 31,7 ■10~3 / — 58,4° - |
7,36 •10~3 / — 101°= |
|||
|
= 26,8 •10~3 / — 47,7° |
1/Ом. |
|
||
Следовательно, |
|
|
|
|
|
7 |
1_____________ = 376 /3 9 ,4 ° |
Ом, |
|||
^ 10 — 2,66 •10-8 / |
—39,4° |
|
|
|
|
Z ------- ------- = 37,4 / |
47,7° Ом, |
||||
|
30 — 26,8 •10~3 / |
—47,7° |
|
|
|
2 |
_________ !________ = 136 / |
101° Ом. |
|||
|
13 — 7,36 •10~3 / |
—101° |
|
|
|
101
На рис. 2-49 приведена эквивалентная двухмашинная рас четная схема системы, в которую должно быть включено одно из двух напряжений эквивалентной станции в зависи мости от того, режим какой из генераторных ветвей опреде ляется. Для оценки правильности полученных результатов
U Jf != 122/3°
От =111,81*2,7° 2^ = 136/101°
© ------1— |
а ------- |
о - © |
|
|
U l33>= 128/3? |
Z,n = 376/33,*° |
2 ,„ = 3 7 ,4 * 7 ,7 ° |
|
I |
Рис. 2-49. |
I |
|
|
вычислим мощности генераторных станций схемы (рис. 2-49). При этом будем иметь:
|
|
= ЩУи - 0 1U9i'Yla = 111,82 •8,94 х |
||
X |
10-у |
85,8° - |
111,8/ 4 2 ,7 ° •1 2 2 / —З У , 36 х |
|
|
ХИТ8 / |
101°= 103,7 + /57,3 МВ-А; |
||
= |
I t/ f |
j2 Уээ - |
У |
и х У19 = 1282 •31,7 •10-!J / 58,4° - |
- |
128 / |
3° •111,8 / — 42,7° •7,36 •10~3 / 101° = |
||
|
|
= 2 |
6 7 ,6 + /423,6 МВ А, |
|
в то время как заданное значение этой мощности |
||||
|
5 2 |
+ 5 3 = |
197,8 + /381,3 + 69,6 + /41,9 = |
|
|
|
= 267 ,4 + /423,2 МВ А. |
Задача 2-24
Для объединения на параллельную работу двух систем (/ и 2) и питания электроэнергией промышленного района сооружены одноцепная линия электропередачи напряже нием ПО кВ и понизительная подстанция А.
Сопротивления участков линии [Ом], расчетная нагрузка подстанции А [МВ-А], напряжения на шинах систем [кВ] указаны на рис. 2-50.
102
Тр е б у е т с я найти распределение мощностей в сети,
атакже величину и фазу напряжения на подстанции А.
U=120[10 ° |
|
|
|
|
и2 = 115/0° |
||
I |
Z1A^ + j1 S |
ул |
S'2'A |
Z2A =П +J30 |
szy |
||
|
|
J - |
4 |
----------- [ |
|
||
|
>1А |
• п |
|
|
а " |
|
|
|
S1A |
|
|
S2Ad |
|
°2А |
|
|
|
S/f =60+j2 5 |
S2d =Р2д |
||||
|
|
|
|
||||
|
|
Рис. 2-50. |
|
|
|||
Решение. |
1. Находим распределение мощностей в линии |
||||||
с двусторонним питанием при условии Ог = |
0 2. |
||||||
л» _ (60+ /25) (14-/30) |
|
(1 590— /1 450) •(18+ /45) |
|||||
|
— (4+14-/15-/30) |
— |
(18-/45) (18+/45) ~ |
||||
= ° |
5 9 2 5 49 |
450) (1 8 + /45) = |
(0,6 7 7 -/ 0 ,6 1 7) (18 +/45) = |
||||
|
|
= 39,94 + |
/19,35 МВ А; |
|
|||
|
<> |
(60+ /25) (4-/15) |
_ |
(615-/800) (18+ /45) |
|||
|
‘Ь2Л~ |
18-/45 |
|
— |
2 349 |
~ |
|
= |
(0,262 - /0,34) (18 + |
/45) = 20,02 + /5,67 МВ •А. |
|||||
Для проверки правильности выполненных расчетов |
|||||||
определяем |
|
|
|
|
|
|
|
|
S'{a + |
& а = (39,94 + |
2 0 ,0 2 ) + |
/ (19,35 + |
5,67) = |
||
|
|
= 59,96 + |
/25,02 М В-А, |
|
что практически совпадает с величиной расчетной нагрузки подстанции + 4 = 60 + /25 МВ-А. Определяем потери мощ
ности по участкам сети, считая что |
0 А = |
115 кВ. |
|||
AS1л = |
3 9’9!f e 1 9 ’- |
2 (4 + /15): |
0,197 |
(4 +/15) = |
|
|
|
1152 |
1 |
1,32 |
|
|
|
= 0 ,5 9 7 + /2,24 М В-А; |
|
||
AS |
2Л: |
20,03 + 5,67а |
(14+ /зо) |
0,043 |
(14 +/30) = |
|
1153 |
^ |
1,32 |
|
|
|
|
= 0 ,4 5 5 + /0,975 МВ •А. |
|
||
Находим потоки мощности в начале участков сети при |
|||||
условии (Jу = |
0 2: |
|
|
|
|
StA = 39,94 + |
0,597 + / (19,35 + 2,24) = 40,5 + /21, 6 МВ •А; |
$'2А= 20,02 + 0,455 + / (5,67 + 0,975) = 20,47 + /6,64 МВ ■А.
103
Различие напряжений систем 1 и 2 приводит к протека нию уравнительного тока по линии 1-А-2, величина кото рого равна:
лгк t |
й\— |
120 (cos 10°+ i sin 10°)— 115 |
У 6 1 УР ~ Z 1A+ Z 2 A ~ |
1 8 + /45 |
|
120 (0,985 + /0,174)-115 |
118,2- 115+ /20,83 „ 0 ;/1С, |
|
— |
18+ /45 |
2 349 |
= (1,35 + /8,87) •КГ3. (18 + /45) = 0,423 + /0,099 кА.
Уравнительному току соответствуют мощности в начале участков 1-А и 2-А:
Sly = V S & J n = 120 (cos 10° + /sin 10°) x
X (0,423 - /0,099) = (118,2 + /20,83) (0,423 - /0,099) =
= 5 2 ,0 5 -/ 2 ,8 9 MB A;
S2y = — J/3 tf2/yp = — 115 (0,423 - /0,099) = = — 48,64 + /11,38 MB-A.
Определяем действительные потоки мощности в начале
участков сети 1-А и 2-А: |
|
|
|
Sla - |
+ 5 ,у = 40,5 |
+ /21,6 + 52,05 |
- /2,89 = |
|
= 9 2 ,5 5 + /18,71 М В-А , |
|
|
*§2Д= |
-Ь 5 2у = 20,47 |
+ /6,64 — 48,64 |
—J—/11,38 = |
|
= —2 8 ,1 7 + /18,02 М В-А. |
|
Знак минус перед действительной частью 5 2д указывает на то, что активная мощность передается от подстанции А в систему 2. Находим напряжение на шинах ПО кВ подстан ции А:
,'т |
ю л |
92,5 .4 + 18,71-15 |
|
. 9 2 , 5 5 - 1 5 - |
18,7.4 |
U a = |
120 |
----------------------120---------------------- |
1 |
-------------------120---------------- |
= |
|
= (120 — 5,4) —/10,9= 115,1 / - 5 , 4 ° |
кВ. |
Правильность результатов расчетов проверим, найдя напряжение на шинах 110 кВ подстанции 2. Для этого опре-
104
делим поток |
мощности 5£лд (рис. 2-50). |
|
|||
|
|
— 5 л — (51д — A-S^) = 60 -f- /25 — |
|||
|
92,55 + /18,71 |
92,552+18,712 |
|
||
|
1202 |
(4 + /15)] = |
|||
|
|
|
|
|
|
= |
6 0 + / 2 5 -(9 2 ,5 5 + /18,71 |
2 ,4 7 - / 9 ,2 7 )^ |
|||
|
|
^ —30,1+ / 15,6 М В-А , |
|
||
0 , = |
115,1 |
30,1 •1 4 - 15,6-30 |
.30,1-30+15,6-14 |
||
115,1 |
|
г |
115,1 |
||
|
= |
1 1 5,5 -/ 9,7 = 1 1 5 ,8 / — 4,8° |
кВ. |
||
Вектор напряжения 0 2 отстает от вектора напряжения |
|||||
0 Х на угол |
|
|
|
|
|
|
- б = 6и + 6Л2 = - 5 , 4 - |
4,8 = - 1 0 ,2 ° . |
Таким образом, контрольные расчеты показывают, что ошибка в расчетах, связанных с определением величины и
угла напряжения Оъ мала. |
|
|
2. Решим задачу, используя, |
как и прежде, метод нало |
|
жения, но применительно к линейной схеме. |
||
Zt =*+ J15 |
|
Z2 =n+j30 |
'} |
Л |
\г |
|
|
■Пг |
|
|
z3 = 188 *j 78,5 |
|
Рис. 2-51. |
|
Для этого представим нагрузку подстанции А постоян |
||
ным сопротивлением (рис. 2-51), |
которое при UA = П5 кВ |
|
равно: |
у*. |
|
Z3 = ZA = |
(cos фл + Уsin фл) = |
=DO (0,923 + /0,385) = 188 + /78,5 = 204е/22-6° Ом,
________ |
65 МВ •A, |
|
ос; |
|||
где S 4 = / 6 0 2 + 252 = |
sin фл = gg = 0,3846; |
|||||
фл = 22,6°. |
|
|
|
|
|
|
Сопротивление участков линии |
|
|
||||
Zi = |
ZlA = |
4 + |
/15 = |
15,5 / |
75,1° |
Ом; |
Z 2 = |
Z 2A = |
14 + |
/30 = |
33,1 / 6 5 ° |
Ом. |
105
Для определения собственных и взаимных проводимостей
ветвей (рис. |
2-51) найдем величины Zu ; Z22; Z12. |
|
|||||||||||||
|
|
Zu — 4 |
/15 - |
|
33,1<?у65° ■204еу22,б° |
= 4 + |
/15 + |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
14 + /30+ 188 + /78.5 |
|
|
|
|
||||
|
|
3 3 1 Д 65° . 9П 4р ,2 2 '6° |
4 + |
Л 5 + 2 9 ,5 е '« .-- |
|
||||||||||
|
|
+ |
|
|
|
|
------= |
|
|||||||
|
|
= 4 + |
15,33 + |
/(15 + 25,3) = |
19,3 + |
/40,3 Ом; |
|
||||||||
z„ = |
V 19,32 + |
40,За |
= |
44,7 Ом; |
г|>и = |
arctg |
= |
64,4°; |
|||||||
|
|
|
«п = |
90° - |
= |
90 - |
64,4 = |
25,6°; |
|
|
|||||
|
Z22 = 14-I- /30 + |
15,52e775’lo-204e7'22’6‘ |
|
14 + /30 |
|
||||||||||
|
4+ /15+ 188+ /78,5 |
|
|
||||||||||||
|
|
+ |
15,5 •204е797,7° |
|
/ЗО-f 14,75+71-7° = |
|
|||||||||
|
|
214e/26° |
|
14 + |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
= |
14 + |
4,6 + /30 + |
/14 = |
18,6 + /44 Ом; |
|
||||||||
Zu = V 18,62 + |
442 = |
47,8 |
Ом; |
if22 = |
arctg |
= |
67° |
||||||||
|
|
|
|
|
|
a22 = 90 — 67 = 23°; |
|
|
|
|
|||||
|
|
г „ = 4 + /15 + н |
+ ,з о + Д |
^ 2 |
_ |
з + |
! 1 =, |
||||||||
|
= |
18 + /45 + |
2,52e/117’10= |
18 + /45 — 1,13 + |
/2,24 = |
||||||||||
|
|
|
= |
16,87 + /47,24 = 50,2+ °’3°; |
|
|
|||||||||
Тогда |
|
« 1 2 |
= 90° — 70,3° — 19,7°. |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
У11 |
|
zn |
4 4 ,7 |
1/Ом> |
У%г — |
g 1/Ом; |
|
yl2 — |
1/Om. |
||||||
Найдем активную и реактивную мощности в начале |
|||||||||||||||
участка 1А, |
принимая во внимание, что / О у р ъ = 6 |
= 10°: |
|||||||||||||
Л = |
и\Уп sin а п + |
U1U2y12sin (6 - |
a 12) = ~ |
sin 25,6° + |
|||||||||||
+ 1250,215 sin(1Q° “ |
I9>7°) = 323sin25,6° + |
275sin (— 9,7°) = |
|||||||||||||
= 323-0,432 + |
275 (-0 ,1 6 8 5 ) = |
139,4 - |
46,4 = 93,0 МВт; |
||||||||||||
Qi = |
ЩУи cos a u - |
VxU2yn cos (6 - |
a x2) = |
~ |
cos 25,6° - |
||||||||||
- |
+ - 0t215 cos (10° ~ |
19,7°) = 323 •0,902 - |
275 •0,986 = |
||||||||||||
|
|
|
|
|
= 291 - 2 7 1 |
= 2 0 |
Мвар. |
|
|
|
|||||
Следовательно, |
|
= |
93,0 |
+ j |
20 MB-A, |
|
|
106
При принятом положительном направлении потока мощ ности на втором участке (от системы 2 к подстанции А — см. рис. 2-50 и 2-51) для определения Р2 и Q2 используем при водимые ниже выражения с подстановкой в них соответствую щих величин:
|
= |
UiDvi s'ii а 22 — U1 ^ 2^ 12 sin (б -|- а 12) = |
11 5 2 |
|
^уgsin 23° — |
||
- |
1205Q '2- sin (10°+ 19,7°) = 277 •0,391 - |
275 ■0,495 = |
|
|
|
= 108,2 - 136,2 = —28,0 МВт; |
|
Q2 |
= |
U2y22cos а 22 — UlU-iUn cos (б -)- а 12) = |
1152 |
g- cos 23° — |
|||
|
- |
cos 29,7° = 2 5 5 ,2 - 238,1 = |
17,1 Мвар; |
|
|
S2 = —28 + /17.1 М В-А . |
|
Разница в результатах, найденных обоими методами, объясняется необходимостью вычисления относительно ма лых потоков мощности на втором участке как разность боль ших величин. Напряжение на подстанции А при использо вании линейной схемы замещения системы (рис. 2-51) опре деляется прежним способом.
Задача 2-25
Линия электропередачи напряжением 750 кВ связывает удаленную электростанцию / с приемной системой С. На линии имеются промежуточные понизительные подстанции с отборами мощности.
Расчетная схема системы приведена на рис. 2-52, где указаны сопротивления участков линии [Ом], нагрузки [МВ-А], напряжения узловых точек [кВ], проводимости линии [1 /Ом]. На генераторах электростанции 1 имеется регулирование возбуждения, обеспечивающее постоянство напряжения U1 = 787,5 кВ в основных нормальных уста новившихся режимах станции. Напряжение системы Uc, отнесенное к ступени напряжения 750 кВ, при изменении режима поддерживается неизменным регулирующими уст ройствами. Величина сопротивления системы хс, приведен ная к напряжению 750 кВ, учитывает сопротивления эле ментов приемной системы до точки неизменного напряже ния.
В результате расчета нормального исходного режима системы найдены напряжения в узловых точках 0 3, 0 2, О0
107