ЭСЭ. Вариант 63
.pdf
Электрический расчет воздушной линии 110 кВ
Рассчитать параметры схемы замещения электропередачи, состоящей из двухцепной линии напряжением 110кВ, питающей двухтрансформаторную районную подстанцию (ГПП). Определить мощность в начале линии и отклонение напряжения на шинах 10кВ подстанции. Линия выполнена сталеалюминиевыми проводами.
Исходные данные:
Сечение проводов линии, F - 120 мм2 Мощность трансформатора, Sтр - 32 МВА
Напряжение короткого замыкания трансформатора, Uк - 10,5 % Ток холостого хода трансформатора, I0 - 0,70 %
Потери короткого замыкания трансформатора, ΔPк - 145 кВт Потери холостого хода трансформатора, ΔP0 - 40 кВт Мощность нагрузки на шинах, Sнагр - 43 МВА
Длина линии, L- 115 км
Номинальное первичное напряжение, Uном - 110·103 В Коэффициент мощности нагрузки - 0,85
Порядок расчета:
-составить схему замещения линии и трансформатора;
-определить значения сопротивлений и проводимостей и указать их на схеме;
-определить мощность в начале линии;
-определить отклонение напряжения на шинах 10кВ подстанции без учета коэффициента трансформации трансформаторов.
63
Решение:
1. Составим схему замещения линии и трансформаторов.
X Л |
|
X |
ТР |
RЛ |
|
RТР |
|
|
|
||
B / 2 |
B / 2 |
|
|
|
gТР |
b |
|
|
|
ТР |
|
2. Определим значения сопротивлений и проводимостей.
Активное сопротивление линии:
|
л= 0∙ |
|
где r0 = 0,46 Ом/км |
- активное |
сопротивление сталеалюминиевого провода |
марки АС-120 |
|
|
R л = 0,46 · |
115 = 52,9 |
Ом |
Индуктивное сопротивление линии:
л= 0∙
где х0 = 0,408 Ом/км - индуктивное сопротивление сталеалюминиевого провода марки АС-120
Х л = 0,408 · 115 = 46,9 Ом
Емкостная проводимость линии:
л= 0∙
где b0=2,79·10-6Cм/км - емкостная проводимость сталеалюминиевого провода марки АС-120
В л = 2,79·10 -6 · 115 = 3,21 · 10 -4 См
Активная проводимость ветви намагничивания трансформатора:
= 3,31 · 10 -6 См
Реактивная проводимость ветви намагничивания трансформатора:
= 18,51 · 10 -6 См
Активное сопротивление обмотки трансформатора:
=(∆к∙ном2)/( ТР2 ) = 1,713 Ом
Индуктивное сопротивление обмотки трансформатора:
= 39,7 Ом
3. Определим схемные значения сопротивлений и проводимостей и укажем их на схеме.
|
|
л сх=0,5∙ л |
= |
|
26,5 Ом |
|
|
|
|
|
(1) |
|
||||||||||
|
|
Хл сх=0,5∙ Хл |
= |
23,46 Ом |
|
|
|
|
|
(2) |
|
|||||||||||
|
|
Вл сх=2∙ Вл |
= |
6,417 · |
10 -4 |
|
См |
(3) |
|
|||||||||||||
|
|
ТР сх=0,5∙ ТР |
|
|
= |
0,857 Ом |
|
|
|
(4) |
|
|||||||||||
|
|
ХТР сх=0,5∙ ХТР |
|
|
= |
19,852 |
Ом |
(5) |
|
|||||||||||||
|
|
ТР сх=2∙ ТР |
= |
6,612 · 10 -6 |
См |
(6) |
|
|||||||||||||||
|
|
ТР сх=2∙ ТР |
= |
|
|
37 |
· 10 -5 |
|
См |
(7) |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
||||||
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4. Расчет ведем по звеньям схемы замещения с учетом емкостной проводимости линии и потерь мощности в линии и трансформаторов.
Определим мощность в начале расчетного звена трансформаторов. Мощность в начале расчетного звена трансформаторов определяется как сумма мощностей на шинах 10 кВ и потерь мощности в обмотках и сердечнике трансформаторов. Потери мощности в обмотках трансформаторов определяются как:
∆ ̇ |
=( |
ГПП |
2)/( |
2 ) ( |
ТР |
сх+∙ сх) |
обм |
|
н |
|
ТР |
где RТРсх и ХТРсх - активное и индуктивное сопротивления обмоток трансформаторов, Ом;
SГПП - мощность на шинах 10 кВ подстанции, МВА.
|
∆ ̇ = |
0,131+3,034j МВА |
||||
|
|
обм |
|
|
|
|
Определим мощность на шинах 10 кВ |
|
|||||
|
|
|
|
Sнагр P j Q |
||
где P Sнагр |
cos - активная мощность нагрузки; |
|||||
Q S |
нагр |
sin(arccos ) |
|
|
|
|
|
|
- реактивная мощность нагрузки. |
||||
Р = 28,38 МВт; |
Q = #### |
МВАр |
|
|||
|
̇ = |
28,38 |
+ |
j · 22,65 |
МВА |
|
|
|
нагр |
|
|
||
Определим потери мощности в сердечнике трансформатора.
|
|
|
|
∆ ̇ =∆Р+∙∆ |
|
|
|
|
серд |
где P U |
2 |
g |
ТР |
сх- активные потери; |
|
ном |
|
|
|
Q U ном2 |
bТР сх- реактивные потери. |
|||
ΔP = 0,08 |
МВт; |
ΔQ = 0,45 МВАр; |
||
|
|
серд |
= 0,080 + j · 0,45 МВА |
|
|
∆ ̇ |
|
|
|
Определим мощность в начале расчетного звена.
SТР Sнагр Sобм Sсерд.
̇ = 28,590 |
+ j · 26,1 |
МВА |
ТР |
|
|
5. Определим мощность в конце линии передачи:
̇ = ̇ − ∙
Л2 ТР зар
где SТР - мощность, подводимая к трансформаторам, МВА. SЛ 2 - мощность в конце линии, МВА.
Через проводимость линии протекает ее зарядная емкостная мощность, МВАр:
зар= ном2∙ВЛ сх
зар= 7,76 МВАр
̇ = |
29 |
+ j· 18,4 МВА |
Л2 |
|
6. Определим потери мощности в линии:
∆ ̇=( ̇ 2)/( |
ном |
2 )∙( |
Л |
сх+∙Х |
Л |
сх) |
|
Л |
Л2 |
|
|
|
|||
где RЛ сх и X Л сх - активное и индуктивное сопротивление линии, Ом;
∆ ̇= -0,99+3,23j МВА
Л
7. Определим мощность в начале линии (в начале звена).
|
̇ = ̇ +∆ ̇ |
||
|
Л1 |
Л2 |
Л |
Л1 |
29 + j · |
21,6 |
МВА |
̇ = |
|
|
|
8. Определим напряжение на первичной стороне трансформаторов ГПП. Напряжение на первичной стороне трансформаторов ГПП определяется как разность между напряжением на шинах районной подстанции, питающей линию, и падением напряжения в линии:
̇= ̇−( ∙ |
Л |
+ ∙Х |
Л |
сх)/ |
− ( ∙ |
сх− ∙ |
Л |
сх)/ |
2 1 1 |
1 |
1 |
1 Л |
1 |
1 |
где U1- напряжение на шинах районной подстанции, кВ; P - активная мощность в начале линии, МВт;
Q11- реактивная мощность в начале линии, МВАр.
Для режима максимальных нагрузок напряжение на шинах районной подстанции на 5% выше номинального напряжения линии.
̇=115,5+∙= 115,5 |
+ j· 15,610 кВ |
|||||||||
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
126,4 + |
j· |
10,7 |
кВ |
|
|
||||
̇= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
̇=√ 126,4 |
2 |
+ |
10,7 |
2 |
= |
126,9 |
кВ |
|||
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
= |
9,9% |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вывод:
На основании выполненных расчетов заключаем, что уровень напряжения на шинах ГПП не соответствует техническим требованиям и нормам по ГОСТ 32144-2013 "Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения".