СИС / Приведенная и расчетная мощности нагрузок
.pdf
Приведенная и расчетная мощности нагрузок узлов сети
Схема замещения участка сети с двухобмоточным трансформатором
Под приведенной мощностью нагрузки подстанции понимается мощность подстанции, приведенная к высокой стороне трансформатора, т.е. мощность нагрузки с учетом потерь мощности в силовом трансформаторе:
S п = S н + S т = Pн + Pт + j( Qн + Qт ),
где Sт - потери мощности в силовом трансформаторе.
PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com
Двухобмоточный силовой трансформатор
активные потери мощности
|
P |
|
= |
|
P 2 |
+ Q2 |
× R |
+ |
P |
|
|
|
|
|
н |
н |
|||||
|
|
|
|
|
|
|||||
|
т |
|
|
|
Uвн2 |
т |
|
х |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
или |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P = |
P × S 2 |
+ P = P × К 2 |
+ P , |
|||||||
к |
|
|
н |
|||||||
т |
Sт2 |
|
|
|
|
|
х |
к |
з |
х |
|
ном |
|
|
|
|
|
|
|
||
где |
|
Кз – |
коэффициент загрузки трансформатора |
||
Кз |
= |
|
Sн |
|
; |
|
Sт ном |
||||
|
|
|
|
||
|
реактивные потери мощности |
||||
æ |
2 |
2 |
ö |
|
ç |
Pн |
+ Qн |
÷ |
× Xт + Qх |
|
2 |
|||
Qт = ç |
|
÷ |
||
è |
Uвн |
ø |
|
|
или
|
u |
к ,% |
× S2 |
|
I |
х ,% |
× S |
т ном |
|
Qт = |
|
н |
+ |
|
|
. |
|||
100 × Sт ном |
|
100 |
|||||||
|
|
|
|
||||||
50
PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com
Трехобмоточный трансформатор или автотрансформатор
P = |
P × S 2 |
P × S 2 |
P × S 2 |
|||
кв |
вн + |
кс |
сн + |
кн |
нн + P |
|
т |
Sт2 |
|
Sт2 |
|
Sт2 |
х |
|
ном |
ном |
ном |
|||
|
|
|
|
или |
|
|
P = |
S 2 |
|
+ |
S |
2 |
|
+ |
S |
2 |
|
+ P , |
|
нн |
R |
т 3 |
сн |
R |
вн |
R |
||||||
|
|
|
||||||||||
т |
Uв2 |
|
U |
в2 |
т 2 |
|
U |
в2 |
т1 |
х |
||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
u |
кв ,% |
× S 2 |
u |
× S 2 |
|
u |
× S 2 |
I |
х ,% |
× S |
т ном |
|||||||
Qт = |
|
вн |
+ |
кс ,% |
|
сн |
+ |
|
кн ,% |
нн |
+ |
|
|
||||||
|
100 × Sт ном |
100 × Sт ном |
100 × Sт ном |
|
100 |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
или |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
Sнн2 |
|
Sсн2 |
|
Sвн2 |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
Qт = |
|
X т 3 + |
|
Xт 2 + |
|
Xт1 + Qх , |
|
|
||||||||||
|
Uв2 |
Uв2 |
Uв2 |
|
|
||||||||||||||
где Uв - напряжение высокой стороны трансформатора.
Мощность |
нагрузки |
на |
высокой |
стороне |
|
трансформатора |
|
|
|
|
|
S вн |
= S нн + |
S тн + S сн + |
S тс , |
|
|
где |
Sтн и S тс - |
соответственно потери мощности в |
|||
обмотке низкого и среднего напряжения
51
PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com
S |
|
= |
S 2 |
( R |
+ jX |
|
); S |
|
= |
S 2 |
( R |
+ jX |
|
). |
тс |
сн |
т 2 |
тн |
нн |
т 3 |
|||||||||
|
|
|||||||||||||
|
|
Uв2 |
т 2 |
|
|
|
Uв2 |
т 3 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчетная нагрузка подстанции включает в себя приведенную мощность нагрузки и сумму реактивных мощностей, генерируемых линиями, подходящими к подстанции.
S р = Sн + S т - jQск12 - jQсн23 ,
где jQск12 ; jQск23 - соответственно реактивные мощности, генерируемые в конце линии 12 и начале линии 23, или зарядные мощности
Qск12 = |
U 2 |
× b |
; Qсн23 |
= |
U 2 |
× b |
23 |
, |
2 |
12 |
2 |
|
|||||
|
2 |
|
2 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
Упрощенные схемы замещения:
а – при использовании приведенной нагрузки узла, S 2п
б – при использовании расчетной нагрузки узла, S 2 р .
PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com
Понятие падения и потери напряжения.
Под падением напряжения понимают векторную (геометрическую) разность между комплексами
напряжений начала и конца линии
U = U + jδU ,
где U - продольная составляющая падения напряжения, т.е. проекция падения напряжения на действительную ось;
δU - поперечная составляющая падения напряжения
Падение напряжения можно определить, выражая ток, протекающий по участку через мощность в конце участка:
U = |
|
I |
|
Z |
|
= |
|
|
|
S12* к |
|
|
Z |
|
|
= |
P12к − jQ12к |
(R + jX |
|
) = |
||||||||||
3 |
12 |
12 |
3 |
|
12 |
12 |
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3U |
2* |
|
|
|
|
U2* |
12 |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
= |
P к |
R + Qк |
X |
12 |
|
+ j |
P к |
X |
12 |
− Qк |
R |
|
|
|
||||||||||||||||
12 |
|
12 |
|
|
12 |
|
|
|
|
|
12 |
|
|
12 |
12 |
. |
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
U2* |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U2* |
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
53 |
PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com
Если U2 задано только модулем, то продольную и поперечную составляющие падения напряжения, определенные по нагрузке в конце участка сети, можно записать в следующем виде:
U = |
Pк |
R + Qк |
X |
12 |
|
δU = |
Pк |
X |
12 |
− Qк |
R |
|
12 |
12 12 |
|
; |
12 |
|
12 |
12 |
. |
||||
|
U2 |
|
|
|
|
U2 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Векторные диаграммы напряжений
Векторная диаграмма напряжений:
а) при известном напряжении в конце линии; б) при известном напряжении в начале линии.
U1 = U2 + U = U2 + U12 + jδU12.
Модуль и фаза U1
U1 = 
(U2 + U12 )2 + δU122 .
PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com
ϕU 1 |
æ |
|
δU12 |
ö |
ç |
|
|
÷ |
|
|
|
|||
= arctgç |
+ U12 |
÷. |
||
|
è U 2 |
ø |
||
Падение напряжения на участке сети
U = |
P н |
× R |
12 |
+ Qн |
× X |
12 |
|
+ j |
P н |
× X |
12 |
- Q н |
× R |
12 |
12 |
|
12 |
|
|
12 |
|
12 |
|
||||||
|
|
|
U1* |
|
|
|
|
|
U1* |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
или при задании U1 модулем: |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
U = |
|
|
P н |
× R |
|
+ Qн |
× X |
12 |
; |
|
||||
|
|
12 |
|
12 |
12 |
|
|
|||||||
|
|
|
|
U1 |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
δU = |
|
P н |
× X |
12 |
- Qн |
× R |
|
|
. |
|
||||
|
12 |
|
12 |
12 |
|
|||||||||
|
|
|
U1 |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
U2 = U1 - U = U1 - U12 - jδU12. |
||||||||||||||
Модуль и фаза U2 равны: |
|
|
|
|
|
|
||||||||
U 2 = |
|
|
|
. |
||||||||||
(U1 − U12 )2 + δU122 |
||||||||||||||
ϕU 2 |
= arctg |
|
δU12 |
|
. |
|
|
|||||||
U1 − |
U12 |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Проекции падения напряжения на действительную и мнимую оси в первом и во втором случаях не равны между собой при одном и том же векторе падения напряжения.
55
PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com
Расчет режима при известных нагрузках и напряжении в конце разомкнутой сети
Расчетная схема сети
Расчет состоит в последовательном определении мощностей и напряжений от конца сети к началу.
1.Определяем зарядную мощность линии 23 в конце последнего участка сети, т.е. в конце участка 23:
Qcк23 = |
jb |
23 |
l |
23 |
U 2 |
|
|
|
3 |
. |
|||
|
|
2 |
|
|||
|
|
|
|
|
||
2.Определяем мощность в конце последнего участка сети, т.е. участка 23:
Sк23 = S3 - j Qкс23 .
3. Определяем потери мощности на последнем участке:
S 23 = |
P23к 2 + Q23к 2 |
(R23 + jX 23 ). |
|
U32 |
|||
|
|
PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com
4. Находим мощность в начале последнего участка:
Sн23 = Sк23 + S23 .
5.Определяем падение напряжения на последнем участке, т.е. на участке 23:
U 23 = |
P к |
× R |
23 |
+ Qк |
× X |
23 |
+ j |
P к |
× X |
23 |
- Qк |
× R |
23 |
. |
23 |
|
23 |
|
23 |
|
23 |
|
|||||||
|
|
|
U 3* |
|
|
|
|
U 3* |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
6.Находим напряжение в предпоследнем участке сети, т.е. в узле
2:
U2 = U3 + U 23 .
7.Рассчитываем зарядные мощности в начале ВЛ последнего участка сети и в конце ВЛ предпоследнего участка сети:
|
= |
|
jb |
23 |
l |
23 |
U 2 |
|||||
Qcн23 |
|
|
|
|
2 |
|
, |
|||||
|
|
|
2 |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
= |
|
jb |
|
l |
12 |
U 2 |
|||||
Qcк12 |
|
12 |
|
|
|
2 |
. |
|||||
|
|
|
|
2 |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
8. Определим мощность в конце предпоследнего участка:
Sk12 = Sн23 + S2 - j (Qнс23 + Qкс12).
Далее алгоритм повторяется с пункта 3 до определения напряжения источника питания.
57
PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com
Если источником питания является электростанция, то, как правило, определяется мощность, генерируемая с шин станции, следующим образом:
Sэс = Sн01 - j Qнс01 .
Рассмотренный метод расчета режимов разомкнутой сети является точным, т.к. известны все исходные данные относительно одного узла (последнего) и нагрузки остальных узлов.
58
PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com