- •Методические указания к выполнению расчетно-графической работы для групп специальности 553500 «Защита окружающей среды»
- •Задание для расчетной работы
- •2. Определение сечений проводов воздушных лэп.
- •3. Выбор трансформаторов на подстанциях
- •4. Составление схемы замещения для расчета установившегося режима и определение ее параметров
- •5. Расчет режима сети
- •6. Составление схемы замещения для расчетов токов короткого замыкания определение параметров схемы
- •7. Эквивалентирование схемы замещения
- •8. Расчет сверхпереходного тока (начальное значение периодической составляющей) при трехфазном кз
4. Составление схемы замещения для расчета установившегося режима и определение ее параметров
4.1. Электрические расчеты режимов электроэнергетических систем, расчеты установившихся режимов в частности, выполняют на основе математических моделей отдельных элементов: генераторов, ЛЭП, трансформаторов и т.д. Традиционно принято изображать эти модели в виде схем замещения. Такой способ нагляден, удобен в расчете. Схему замещения электрической цепи изображают как правило не в трехфазном виде, а в однофазном, однолинейном исполнении. Реально передаваемые по трем фазам мощности на основе схемы замещения можно вычислять по формулам:
где: - фазные напряжение и ток;
- линейное напряжение.
Основания для изображения схем замещения электроэнергетических систем в однолинейном виде:
1) электрическое оборудование электрических станций и сетей выполняют с равными параметрами по всем трем фазам;
2) в установившемся режиме принимают меры для выравнивания нагрузки по фазам; при расчетах несимметричных режимов используют специальные методы расчета.
В соответствии с допущениями, используемыми в расчетах установившихся режимов электрических сетей, а также требованиями, предъявляемыми к этим расчетам, используют следующие схемы замещения отдельных элементов [1, с 302-309].
Л ЭП. Часто используется П-образная схема замещения для линий длиной до 300 километров.
Активное сопротивление примерно соответствует омическому и меняется в связи с изменением температуры. В справочных данных для каждого провода приводится погонное сопротивление - сопротивление на 1км длины ЛЭП при температуре Активное сопротивление по всей длине ЛЭП:
- длина ЛЭП.
Индуктивное сопротивление зависит от размеров провода, взаимного расположения всех трех фаз A,B,C на опоре. В справочных данных приводится погонное сопротивление - сопротивление на 1 км длины ЛЭП. Среднее значение =0,4 Ом/км. Индуктивное сопротивление фазы ЛЭП:
Активная проводимость обусловлена токами утечки через изоляторы и короной. Для ЛЭП с напряжениями до 220 кВ включительно часто не учитывается.
Емкостная проводимость обусловлена емкостями между фазами и емкостью провод - земля. В справочных данных приводится емкостная проводимость на 1км: 1/(Ом км)=См/км. Среднее значение Справочные данные по ЛЭП приведены в [1,5]
4.1.2. Двухобмоточные трансформаторы.
Часто используется Г - образная схема замещения.
Сопротивление состоит из активного и индуктивного . Эти сопротивления в некоторых случаях приводятся в справочных данных, приведенными к стороне высокого напряжения, а в некоторых - вычисляются по потерям короткого замыкания и напряжению короткого замыкания . Пример пересчета этих данных в сопротивления приведен выше. Идеальный коэффициент трансформации в некоторых случаях на схеме замещения не изображается. - потери активной мощности на вихревые токи и перемагничивание, вызывают нагрев сердечника;
- потери реактивной мощности на создание магнитного потока. При необходимости можно вместо , ввести в схему замещения - активную и реактивную проводимости веточки намагничивания, вычисляются по формулам:
где размерности следующие: -кВ; - кВт; - кВАр; - МВА; - %.
4.1.3. Трехобмоточные трансформаторы и автотрансформаторы.
Здесь - сопротивления ветвей схемы замещения, делятся на активные и реактивные составляющие. Индуктивное сопротивление средней стороны часто равно нулю. Пример по определению сопротивлений приведен выше (см. п.3.2). - идеальные коэффициенты трансформации.
4.1.4. Нагрузка.
Используют различные математические модели, отражающие процессы потребления электрической энергии нагрузками: статические характеристики нагрузки, представление нагрузки постоянным сопротивлением, представление нагрузки постоянной мощностью. В расчете нормального режима допустимо использование последней модели: В схеме замещения нагрузку изображают стрелочкой.
4.1.5. Генератор.
В расчетах установившихся режимов сложные процессы, протекающие в синхронных машинах, не рассматриваются. Часто в таких расчетах шины генератора рассматривают как шины источника, обеспечивающего постоянство напряжения, и изображают на схеме замещения в виде шин неизменного напряжения:
Основания для такого моделирования: в установившемся режиме системы автоматического регулирования тока возбуждения генераторов обеспечивают постоянство напряжения на шинах станции.
4.2. ПРИМЕР. Составить по рис.1 схему замещения.
Схема замещения имеет вид, указанный на рис.2. В схеме замещения рис.2 выполнено частичное эквивалентирование. Эквивалентирование выполнено для трансформаторов п/ст 1,2 и для линии L. В рассматриваемом частном случае эквивалентируемые элементы имеют одинаковые параметры, поэтому расчет эквивалентных параметров чрезвычайно прост.
Для трансформаторов: эквивалентное сопротивление ; эквивалентные потери холостого хода: .
Для линии: .
Ниже приводятся эквивалентные параметры ЛЭП схемы рис.2.
Удельные параметры определяем по справочным данным.
Линия L (эквивалентная). При выбранном ранее проводе AC-150/24 и заданной длине линии 150 км с учетом справочных данных и двух цепей, определяем: