книги из ГПНТБ / Расчеты и анализ режимов работы сетей учеб. пособие

синхронного компенсатора, обеспечивающего встречное ре­ гулирование напряжения на подстанции, считая, что при работе с недовозбуждением синхронный компенсатор может работать с нагрузкой не более 50% номинальной мощности; 2) мощность батареи статических конденсаторов, отвечаю­ щей тем же условиям регулирования напряжения на под­ станции.

Решение. I) По условиям встречного регулирования напряжения в режимах наибольших и наименьших нагру­ зок отклонения напряжения от номинального соответственно равны Д£/нб = 0,5 кВ, AUuw = 0 кВ.

Суммарное реактивное сопротивление сети, отнесенное к ступени высшего напряжения трансформаторов,

х'с = х'нб = х'ИМ= 14,6 + 20,2 — 34,8 Ом.

При приведении этого сопротивления к ступени низшего напряжения трансформаторов получим:

Для определения коэффициента трансформации транс­ форматоров, обеспечивающего наименьшую мощность синх­ ронного компенсатора для регулирования напряжения в заданных пределах, используем выражение

169

величин получим:

Выбираем ближайшее стандартное ответвление 118,25 кВ (110 + 3 X 2,5% ), при котором действительные напряже­ ния на шинах 10 кВ подстанции:

Определим отклонения напряжения, которые надо ском­ пенсировать синхронным компенсатором в режимах наи­

поэтому в режиме наибольших нагрузок (синхронный ком­

к повышению напряжения независимо от режима сети. В связи с этим определим коэффициент трансформации транс­ форматоров, исходя из необходимой величины напряжения в режиме наименьших нагрузок

1 0 = 1 1 2 ^ - ; U0TB= 'щ -11 = 123 кВ,

170

Ближайшее стандартное ответвление 110 + 4 X 2,5% — = 121 кВ, поэтому

^анб= 100,5 — = 9,15 кВ;

^ 2нм= П2 ~ = 10,15 кВ.

Мощность батареи статических конденсаторов, которую необходимо включить для регулирования напряжения в режиме наибольших нагрузок,

Задача 4-6

Питание подстанции 1 от электростанции А ранее произ­ водилось по одиночной линии ПО кВ длиной 100 км про­ водами АС-70 (ZnX= 45 + /44 Ом). В связи со значитель­ ным ростом нагрузки к подстанции от электростанции А проложена вторая линия ПО кВ, работающая параллельно с первой (рис. 4-8). Новая линия выполнена проводами

пределение мощностей между линиями. Для упрощения расчетов естественное распределение мощностей определять по расщепленным схемам.

Решение. Найдем естественное распределение мощно­ стей по расщепленным схемам (распределение активных мощностей — по реактивным сопротивлениям; распределе­ ние реактивных мощностей — по активным сопротивлениям):

171

Проверка:

Qjii +<3л2 = 6,8 + 23,2 = 30 Мвар;

Р ', + />«2= 19 + 21 = 4 0 МВт.

Следует обратить внимание, что при естественном рас­ пределении мощностей нагрузка линий по активной мощ­ ности почти одинакова. В то же время сечения проводов различаются больше чем в 3 раза. Потоки мощностей по линиям при естественном распределении мощностей пока­

заны на рис. 4-8.

Определим экономически целесообразное распределение мощностей между линиями (по активным сопротивлениям):

Проверка:

S h + 5 л2 = 40 + /30 МВ-А.

Следует обратить внимание, что при экономическом рас­ пределении мощностей оказалось целесообразным значи­ тельно разгрузить по активной мощности линию с прово­ дами АС-70 и догрузить линию АСО-240, сравнительно с естественным распределением мощностей.

Естественное распределение мощностей совпадает с эко­ номическим в однородных замкнутых сетях.

В задаче для линий АС-70 и АСО-240 соответственно

и АСО-240 приводит к резкому отличию экономического рас­ пределения мощностей от естественного. Для достижения экономического распределения мощностей в линию АСО-240 необходимо последовательно включить конденсаторы.

Сопротивление конденсаторов найдем из уравнения

в каждую фазу линии АСО-240, при экономическом распре­ делении мощностей

Uк — Iл2+(.

172

Ток по линии АСО-240 при экономическом распределе­ нии мощностей

Тогда

UK= 203 •27,3 •10-3 = 5,55 кВ.

Выбираем однофазные конденсаторы 6,3 кВ номиналь­ ной мощностью 25 квар.

Мощность конденсаторов, необходимая в каждой фазе линии,

QK. * = I l2 UK. ном — 203 ■6,3 = 1 270 квар.

В каждой фазе линии должно быть включено:

1 270 с ,

Пф = -2 5 ~ = 51 конденсатор.

При номинальном токе каждого конденсатора

параллельное включение 51 конденсатора в каждую фазу линии позволяет пропустить через батарею ток

/к = 3,99-51 203 А.

Этот ток равен току линии, поэтому включение батареи в линию допустимо.

Общее число конденсаторов в трех фазах линии

п = 3-51 = 153,

поэтому суммарная мощность конденсаторных батарей

QK= 153 •25 = 3 825 квар.

Действительное сопротивление конденсаторов в каждой фазе

Неравенство действительного хк = 31 Ом и расчетного хк — 27,3 Ом сопротивлений приведет к тому, что действи­ тельное принудительное распределение мощностей будет отличаться от распределения, принятого в качестве эконо­ мически целесообразного.

173

Рис. 4-9.

Задача 4-7

Из задачи 2-22 (см. рис. 2-48) следует, что генераторы электростанции ЭС2, выдавая значительную активную

синхронных компенсаторов и режим их работы, считая что активная мощность генераторов ЭС2 на шинах 110 кВ может изменяться в пределах 2,7—28,8 МВт, а коэффициент мощ­

174

ности остается неизменным и равным 0,9. Потерями актив­ ной мощности в синхронных компенсаторах можно пре­ небречь.

Решение. В режиме наибольших нагрузок генераторы

ЭС2 выдают на шины 110 кВ при cos ср = 0,9 (tg ф = 0,483)

реактивную мощность Qr = 28,8-0,483 = 13,9 Мвар. При этом реактивная мощность Q2b — —6,3 Мвар. Знак

минус указывает на то, что этот поток направлен из линии

кшинам 110 кВ ЭС2.

Врассматриваемом режиме с шин ПО кВ должна по­ требляться реактивная мощность (рис. 4-11, а)

Qk= Qtb — Qr = — 6,3 — 13,9 = —20,2 Мвар.

Рис. 4-11.

Учтя потери в сопротивлении х7 (рис. 4-10), найдем мощность синхронных компенсаторов в режиме потребле­ ния:

Для режима наименьших нагрузок реактивная мощность генераторов составляет:

Qr = 2,7 •0,483 = 1,3 Мвар.

В соответствии с рис. 2-48 Qib — 13,9 Мвар, поэтому

Qk= Qa* - Qr = 13,9 - 1,3 = 12,6 Мвар.

Выдаваемая при этом мощность синхронных компенса­ торов (рис. 4-11, б) определится как

Q c. k. b = 12,6 + ^ 3 2 = 12,6 + 0 ,4 = 13 Мвар.

175

Результаты расчетов других режимов сведены в табл. 4-1 и иллюстрируются рис. 4-12.

Мвар

Рис. 4-12.

Установленная мощность синхронного компенсатора Qc. к.у должна выбираться, исходя из режима потребления реактивной мощности (| Qc к. п I > I Qc. к. в I)- Так как в ре­ жиме недовозбуждения синхронный компенсатор может

потребить реактивную мощность не более чем — Qc к в, то

%d

Qc. к. у = I Qc. к. п I %d-

Приняв в соответствии с [Л. 5], ха = 1,96, найдем:

Qc. к. у = 19,1 • 1,96 = 37,5 Мвар.

176

Задача 4-8

Для снабжения электроэнергией двух предприятий / и 2 от питающей подстанции А сооружается кольцевая сеть (вида рис. 4-2, а) напряжением 110 кВ. Понизительная подстанция 1 расположена на расстоянии 30 км от подстан­ ции А, ее наибольшая нагрузка составляет S , = 40 + + /15 М В-А, а время использования наибольшей нагрузки Тш = 6 100 ч. Наибольшая нагрузка подстанции 2 равна

большей нагрузки линий А-1\ 1-2; А-2 в предположении ра­ венства сечений проводов всех трех участков сети и совпа­ дения максимумов нагрузок подстанций.

Решение. Определяем мощности на головных участках

Для проверки результатов находим

S ^ ,+ 5 д2 = 27,3 4- /10,45 + 37,7 -f- /14,55 =

= 65,0 +/25 М В-А,

что равно сумме мощностей подстанций 1 и 2

S, + = 65 + /25 МВ •А.

Поток мощности по линии 1-2

$ 1г = S’, — SA1= 40 +/15 - 27,3 - /10,45 =

= 1 2 ,7 + /4,55 M B -А.

Точкой раздела мощности являются шины подстанции 1, которая получает электроэнергию по линиям А-1 и 1-2. Поэтому время использования наибольшей нагрузки линий

А-1 и 1-2 равно Тв61, т. е.

177

Вычислим Тпб А2 по приближенному соотношению

чает питание по двум параллельным линиям 35 кВ длиной 10 км, активное сопротивление каждой линии 4,5 Ом. На понизительной подстанции установлены два трансформатора

- о;в%.

График потребителя трехступенчатый, причем продол­ жительность активной мощности 10 МВт (100%) составляет

2 500 ч/г, 5 МВт (50%) 3 000 ч/г и 2,5 МВт (25%) — осталь­ ное время в году. Коэффициент мощности потребителя во всех режимах можно считать постоянным.

Т р е б у е т с я определить мощность потребителя, при которой целесообразно отключать один трансформатор при условии: а) работы двух линий и одного трансформатора и б) отключения одного трансформатора вместе с линией на передающем конце. В этом случае предполагается, что на высшей стороне потребительской подстанции нет выключа­ телей, а надежность электроснабжения потребителя обеспе­ чивается соответствующими средствами автоматики.

Решение, а) Определяем мощность нагрузки, при кото­ рой потери в одном и двух трансформаторах равны:

S , p= 1 0 ] / = 10 У ж = 1 0 / 0 ^ 7 9 =

= 10 - 0,616 = 6,16 МВ -А.

Наибольшая нагрузка подстанции составляет:

S Hl = l/ l0 2 + 4,82= 1 1,1 МВ-А,

при этом мощность, отвечающая второй ступени графика нагрузки,

-SM = 0 , 5 - 1 1 , 1 = 5,55 МВ-А.

Эта мощность меньше расчетной нагрузки, при которой потери в одном и двух трансформаторах равны, поэтому при снижении нагрузки надо отключать один трансформатор.

178