5.2. Особенность составления расчетных схем электрической сети

На расчетной схеме в произвольном масштабе показывается схема развития сети в виде схемы соединения сопротивлений отдельных элементов линий (активных, реактивных или полных) с подключением в узловых точках потребления трансформаторов или автотрансформаторов в виде эквивалентных схем с приведенными параметрами R'_T, X'_T, Z'_T.

Нагрузочные мощности в комплексном виде (в алгебраической форме записи) при включенных БСК (если таковые имеются) показываются в точках низкого и среднего выходных напряжений подстанций (рис. 15 и 16).

На расчетной схеме указываются также все продольные и поперечные мощности потокораспределения в начале и в конце линий и ветвей эквивалентной схемы трансформаторов (автотрансформаторов). В узловых и нагрузочных точках развития схемы указываются напряжения в буквенном, и после выполнения всех расчетов режимов в цифровом виде комплексных величин (в показательной или полярной форме их записи). Поперечные мощности ветвей намагничивания трансформаторов или автотрансформаторов на первоначальной расчетной схеме лучше указывать сразу в числовых значениях, например, на рис. 15 и 16 по заданию 1-1, вариантов 2 и 3.

6. Расчет параметров установившихся режимов электрической сети

Обычно для питающих сетей заданными являются напряжения у источника питания и полные мощности нагрузок или активные мощности и значение коэффициента реактивной мощности tgили коэффициента мощностиcos. Необходимо определить напряжения в узлах присоединения нагрузок и потокораспределение мощностей в ветвях сети. Симметричные синусоидальные режимы работы трехфазных сетей характеризуются одинаковыми значениями параметров режима отдельных фаз и синусоидальной формой кривой токов и напряжений. Значение полной мощности для трехфазной сети в этих условиях определяется выражением:

 

, (78)

Если задана мощность нагрузки для какого-то узла iсети, которая должна быть учтена как одна из многих нагрузок при расчете режима сети, то ток этой нагрузки:

 

, (79)

может быть вычислен только при известном напряжении U_i на зажимах этой нагрузки, которая сама является искомой величиной.

1

2

02

ЭС

U=237,6 кВ

3

U'_H3

Рис. 15

1

ЭС

2

02

3

Рис. 16

Ввиду этого расчет выполняется итерационным методом, т.е. методом последовательных приближений. Применительно к электрическим сетям в качестве первого приближения целесообразно рассматривать решения, в основу которых положено предположение о равенстве напряжений во всех точках сети номинальному напряжению ее элементов. Это позволяет определить токи или мощности нагрузок, а затем и напряжения нагрузок, которые являются уже вторым приближением к истинному решению. Полученные напряжения принимаются как исходные для последующего расчета.

Практика показывает, что при курсовом проектировании можно ограничиться решениями, полученными при первой и второй итерациях. Получаемая при этом ошибка лежит в пределах точности расчета.

6.1. Расчет параметров режима разомкнутой питающей сети

Для схемы электрической сети, изображенной на рис. 17, расчетная схема дана на рис. 18, параметры трансформаторов подстанции I приведены к номинальному напряжению сети, например 110 кВ.

Рис. 17

Рис. 18

Последовательность расчета параметров режима такова:

1. Принимается напряжение на шинах низшего напряжения подстанции 1, приведенной к напряжению обмотки высшего напряжения трансформатора U'₂равного номинальному напряжению сетиU'₂=110кВ=U_ном.

2. Определяются потери мощности в сопротивлениях обмоток трансформаторов:

; (80)

. (81)

3. Рассчитывается комплексная мощность в начале продольных сопротивлений трансформаторов:

. (82)

4. Определяется напряжение на шинах высшего напряжения:

(83)

5. Находится мощность в конце продольных сопротивлений линий:

  = Р_з + jQ_з = (Р₂ +2·Р_xx) + j(Q₂+2·Q_xx-Q_c2), (84)

где Q_c2 = (U₁^(o))²·0,5·b.

6. Мощность в начале продольных сопротивлений линий:

 

= Р₄+ jQ₄ = (Р_з+ Р_л) + j·(Q_з+Q_л) ;

;

.

7. Мощность в начале линии:

  = Р_А + jQ_А= Р₄+ j·(Q₄- Q_с1);

где Q_c1 = U_A²·0,5·b;

8. Уточняется напряжение в узле 1 сети:

 

;

/

9. Уточняется напряжение в узле 2 сети:

;

10. Вновь выполняется расчет рассмотренной последовательности, если U₂⁽¹⁾' значительно отличается отU₂^(o)' и находится новое уточнение напряжения в узле 2 сетиU₂⁽²⁾'.

11. Зная приведенное напряжение U₂⁽²⁾' на шинах низшего напряжения подстанций, определяется отвечающее ему действительное напряжение на шинах:

,

где К_т - коэффициент трансформации.