Лекция №18

Тема 6.3. Методика расчета питающих (разомкнутых) сетей.

Напомним, что в отличие от замкнутых эл. сетей, разомкнутые имеют лишь один источник питания.

В задачу эл. расчета входят:

• определение токов в элементах сети (для выбора сечения);

• определение потерь напряжения;

• определение потерь активной и реактивной мощности.

Расчет производится на основании той или иной схемы замещения линии, трансформатора.

Если исходить из простейшей схемы замещения, содержащей только индуктивное и активное сопротивления, то связь между исогласно векторной диаграмме (рис. 1) определяется следующим соотношением:

Рис. 1

Откуда вытекает известная формула для подсчета потери напряжения:

или

.

Это без учета поперечной слагающей падения напряжения.

В эл. сетях напряжением 110 кВ и выше необходимо учитывать также и поперечную слагающую падения напряжения (рис. 2).

Рис. 2

В этом случае продольная составляющая , определяемая отрезкомod,будет равна:

,

а поперечная, определяемая отрезком ed=ec-ec:

.

Тогда баланс напряжений в ЛЭП запишется так:

.

Учет емкости линии, т.е. её расчет по «П»-образной схеме, приводит к еще более сложной формуле для определения потери напряжения. Векторная диаграмма (рис. 3) в этом случае содержит 2 треугольника падений напряжения: в одном (основном) фигурирует ток нагрузки , в другом – емкостной ток.

Рис. 3

В этом случае поперечная составляющая падения напряжения будет:

,

а продольная:

.

Однако для инженерных расчетов эта формула используется редко. А поступают так, что емкостной ток или иначе – зарядную мощность ЛЭП учитывают в расчетной реактивной нагрузке.

Все сказанное выше относится и к определению потерь напряжения в трансформаторах, которые, как известно, снабжаются устройствами регулирования напряжения с помощью переключения отпаек на обмотке высшего напряжения.

Если ЛЭП состоит из нескольких участков как, например, показано на рис. 4, то последовательность расчета принимается следующей:

Схема замещения:

Рис. 4

1. Определяем :

.

2. Определяем мощность в начале участка аб (показано волнистой линией):

.

3. Определяем мощность в конце участка Аа :

.

4. Определяем потерю мощности на вышеуказанном участке :

.

Тогда мощность, выходящая из источника питания А определяются как

.

Напряжение в пункте питания:

,

а в т. а, как уже было отмечено выше:

.

Заключительным этапом электрического расчета электропередачи является построение диаграммы отклонений напряжения для двух режимов: максимальной нагрузки и минимальной. Напомним, что отклонение напряжения – это уровень напряжения в данной точке сети, но не относительно нулевой точки, а относительно номинального напряжения, выраженного в %. на рис. 5 приведена схема эл. сети и примерный характер диаграммы для двух режимов.

Более подробно технология построения таких диаграмм рассмотрена в МУ [2].

Рис. 5

Лекция №19

Тема 6.4. Методика электрического расчета замкнутых цепей.

Наиболее часто встречающейся конфигурацией замкнутой эл. сети является кольцевая (рис. 1 а), а также более простой её вариант, представленный на рис. 1 б.

Рис. 1.

Рассмотрим основные соотношения потоков мощностей в кольцевой сети в предположении, что напряжение во всех узлах равные (отсутствуют потери мощности). Для этого необходимо разрезать её по питающему пункту А и развернуть как это показано на рис. 2.

Рис. 2.

Получаем типичный случай ЛЭП с двумя источниками по её концам. Если допустить, что напряжение в узлах равны, что соответствует случаю, что потери мощности отсутствуют, баланс полных мощностей запишется так:

.

Откуда:

.

Кроме того, на основании I– ого закона Кирхгофа следует:

и

.

На основании II– ого закона Кирхгофа для замкнутой цели справедливо выражение:

или для полных мощностей

.

С учетом приведенных выше соотношений для иполучим:

.

Знак здесь отражает идею о том, что в замкнутом контуре в определенной точке направление токов (потоков мощностей) должно изменить знак.

Решая последнее уравнение относительно , получим:

.

А если принять, что сечение проводов в замкнутой сети одинаково, то получим:

.

Для активных мощностей получим:

.

Аналогичная формула и для реактивных мощностей.

Определив мощность на I– ом участке и зная нагрузкулегко подсчитать мощность (а также её направление) наII– ом участке; затем наIIIиIVучастках, выявив при этом точку потокораздела. Потеря напряжения на интересующем нас участке замкнутой сети легко определяется либо по формуле:

,

либо с учетом поперечной слагающей падения напряжения:

.

Двустороняя магистраль U_A1≠ U_A2

1. Метод законов Кирхгофа

2. Метод наложения, сводится к определению двух режимов:

I–U_A1=U_A2с учетом нагрузок, как для кольцевой сети.

II-U_A1≠U_A2без учета нагрузок. Определение уравнительного тока, вызванного разностью потенциалов.

или уравнительной мощности

Полное потокораспределение находится сложением токов (мощностей) с учетом их направлений.