Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
2. РЗ-4.2 Регулир режимов_н.doc
Скачиваний:
4
Добавлен:
26.08.2019
Размер:
326.66 Кб
Скачать

Расчетное задание−4.2

По курсу «Электрические системы и сети»

«Регулирование параметров установившихся режимов электрической сети»

(Вариант 0)

Исходные данные для рассмотрения вопросов регулирования параметров установившихся режимов электрической сети приведены в таблице 1. Схема электрической сети для рассмотрения вопросов регулирования параметров установившихся режимов электрической сети показана на рисунке 1.

а

б

в

Рисунок 1 – Схема электрической сети

а – без компенсирующих устройств; б – с продольной компенсацией;

в – с поперечной компенсацией

Задачей регулирования параметров установившихся режимов электрической сети является снижение потерь активной мощности и уменьшение потерь напряжения до допустимых значений.

Примечание. Общая задача регулирования режимов является технико-экономической. Однако для экономического обоснования того или иного решения необходимо выбрать технически возможные и допустимые варианты. В задании предусматриваются расчеты, решающие техническую сторону вопроса и дающие необходимые данные для дальнейшего экономического анализа.

Исходные данные для рассмотрения вопросов регулирования параметров

установившихся режимов электрической сети

Вариант

Uном, кВ

Сечение линии nц(Fл), шт.(мм2)

Длина

линии

L, км

Мощность нагрузки Sн, МВА

cosφн

0

110

2(240/32)

35

25

0,82

Перед выполнением соответствующего варианта расчетного задания необходимо по исходным данным определить:

– активное и индуктивное сопротивление линии, Ом:

Rл = r0L / nц; Хл = x0L / nц, (1)

где r0, x0 – удельные параметры линии сечением F, определяемые из таблицы А.1;

– активную и реактивную мощности нагрузки, МВт и Мвар:

Pн = Sн  cosφн; Qн = Sн  sinφн. (2)

Тогда для приведенных исходных данных

Rл = r0L / nц = 0,121 · 35 / 2 = 2,12 Ом;

Хл = x0 L / nц = 0,405 · 35 / 2 = 7,09 Ом;

Pн = Sн  cosφн =25 · 0,82 = 20,5 МВт;

Qн = Sн  sinφн = 25 · 0,57 = 14,31 Мвар.

1 Параметры установившихся режимов электрической сети

К числу важнейших параметров установившихся режимов электрической сети относятся:

– потери активной мощности в линии, определяемые по формуле:

ΔPл = [(Pл2 + Qл2) / Uном2] ∙ Rл, (3)

где Pл, Qл принимаются равными Pн, Qн соответственно;

– потери напряжения в линии, определяемые по формуле:

Uл = (PлRл + QлXл) / Uном. (4)

Тогда для приведенных исходных данных

ΔPл = [(Pл2 + Qл2) / Uном2] ∙ Rл = [(20,52 + 14,312) / 1102] ∙ 2,12 = 0,1095 МВт;

Uл = (PлRл + QлXл) / Uном = (20,5 ∙ 2,12 + 14,31 ∙ 7,09) / 110 = 1,32 кВ.

2 Снижение потерь активной мощности в линии

Компенсирующие устройства, включаемые последовательно в линию (см. рис. 1, б), не оказывают влияния на значение потерь активной мощности в линии, так как скомпенсированное индуктивное сопротивление линии Хл(ку) = Хл – Хку не входит в формулу (3) определения потерь активной мощности.

Компенсирующие устройства, включаемые параллельно нагрузке Sн (см. рис. 1, в), способствуют снижению потерь активной мощности в линии за счет уменьшения протекающей по линии реактивной мощности Qл(ку) = QлQку

Рл(ку) = {[Pл2 + (QлQку)2] / Uном2} ∙ Rл = {[Pл2 + (Qл(ку))2] / Uном2} ∙ Rл. (5)

При выполнении расчетов для соответствующего варианта исходных данных следует обеспечить снижение потерь активной мощности в линии до минимального значения (Qл(ку) = 0).

Для рассчитанных значений мощности компенсирующих устройств Qку по данным таблицы А.2 следует подобрать число и мощность батарей конденсаторов nБКQрБК, включаемых параллельно нагрузке Sн. При этом напряжение в месте подключения нагрузки и батарей конденсаторов принимается равным 1,05 ∙ Uном.н, где Uном.н = 10 кВ.

Действительная потеря активной мощности в линии находится по формуле:

Рл.дей = {[Pл2 + (QлnБКQрБК)2] / Uном2} ∙ Rл, (6)

а действительный коэффициент снижения потерь активной мощности в линии рассчитывается по выражению

kP.дей = [(Рл − Рл.дей) / Рл] ∙ 100. (7)

Тогда для приведенных исходных данных

Qл(ку) = 0 при Qку = Qл = 14,31 Мвар;

QрБК(КС-2) = QрБК(ном)(U / Uном.н)2 = 3,2 ∙ (10,5 / 10)2 = 3,53 Мвар;

QрБК(КСКГ) = 6,5 ∙ (10,5 / 10)2 = 7,17 Мвар;

nБК(КС-2) = Qку/QрБК(КС-2) = 14,31 / 3,53 = 4,05 → 4 шт.;

nБК(КСКГ) = 14,31 / 7,17 = 2 шт;

Рл.дей = {[Pл2 + (QлnБКQрБК)2] / Uном2} ∙ Rл =

= {[20,52 + (14,31 – 2 ∙ 7,17)2] / 1102} ∙ 2,12 = 0,0736 МВт;

kPдей = [(Рл − Рл.дей) / Рл] ∙ 100 =

= [(0,1095 − 0,0736) / 0,1095] ∙ 100 = 32,75 %.

3 Снижение потерь напряжения в линии

3.1 Компенсирующие устройства, включаемые последовательно в линию (см. рис. 1, б), способствуют снижению потери напряжения в линии за счет уменьшения индуктивного сопротивления линии Хл(ку) = ХлХку

Uл(ку) = [(Pл · Rл + Qл · (ХлХку)] / Uном. (8)

При выполнении расчетов для соответствующего варианта исходных данных следует обеспечить равенство напряжений в начале и конце линии (Uл(ку) = 0).

Для расчитанных значений сопротивления компенсирующих устройств Xку проводится расчет в следующей последовательности

– ток в линии при заданной нагрузке, А

Iл = [Sл / (√3 ∙ Uном)] ∙ 103; (9)

– номинальный ток конденсатора, А

Iк.ном = Qк / Uк, (10)

где Qк – номинальная мощность конденсатора;

Uк – номинальное напряжение конденсатора;

– число конденсаторов m, включенных параллельно в одну фазу линии,

mIл / Iк.ном; (11)

– сопротивление конденсатора, Ом

Xк.ном = Uк / Iк.ном; (12)

– число конденсаторов к, включенных последовательно, определяется из уравнения:

Xк.ном · к / m = Xку, (13)

откуда кXку · m / Xк.ном; (14)

– общее число конденсаторов в трех фазах линии

кБК = 3 · m · к; (15)

– установленная мощность батареи конденсаторов, Мвар

QБКуст = пБК · Qк · 10−3; (16)

– номинальное напряжение батареи конденсаторов, кВ

UБКном = Uк · к; (17)

– номинальный ток батареи конденсаторов, А

IБКном = Iк.ном · m; (18)

– действительное сопротивление батареи конденсаторов, Ом

XБК.ном = (Xк.ном · к) / m; (19)

– действительные потери напряжения в линии

Uл.дей = [(PлRл + Qл ∙ (ХлХБКном)] / Uном; (20)

Uл.дей% = (Uл.дей / Uном) ∙ 100. (21)

Тогда для приведенных исходных данных

Uл(ку) = 0 при PлRл + Qл ∙ (ХлХку) = 0

откуда при расчете на 1 цепь

Xку = (Xл ∙ 2) + (Pл / 2) ∙ (Rл ∙ 2)/(Qл / 2) =

= 14,18 + 10,25 ∙ 4,24 / 7,16 = 20,25 Ом;

Iл = [Sл / (√3 ∙ Uномnц)] ∙ 103 = [25 / (√3 ∙ 110 ∙ 2)] ∙ 103 = 65,6 А;

КС2-1,05-60: Iк.ном = Qк / Uк = 60 / 1,05 = 56,6 А;

mIл / Iк.ном = 65,6 / 56,6 = 1,16 → 2 шт.;

Xк.ном = Uк / Iк.ном = 1050 / 56,6 = 18,55 Ом;

кXкуm / Xк.ном = 20,25 ∙ 2 / 18,55 = 2,18 → 3 шт.;

nБК = 3 ∙ mк = 3 ∙ 2 ∙ 3 = 18 шт.;

QБКуст = nБКQк ∙ 10−3 = 18 ∙ 60 ∙ 10−3 = 1,08 Мвар;

UБКном = Uкк = 1,05 ∙ 3 = 3,15 кВ;

IБКном = Iк.номm = 56,6 ∙ 2 = 113,2 А;

XБК.ном = (Xк.номк) / m = 18,55 ∙ 3 / 2 = 27,825 Ом;

Uл.дей = [(PлRл + Qл ∙ (ХлХБКном)] / Uном =

= [(10,25·4,24 + 7,16 ∙ (14,18 – 27,825)] / 110 = – 0,493 кВ;

Uл.дей% = (Uл.дей / Uном) ∙ 100 = (− 0,493 / 110) ∙ 100 = − 0,45 %.

3.2 Компенсирующие устройства, включаемые параллельно нагрузке Sн (см. рис. 1, в), обеспечивают снижение потери напряжения в линии за счет уменьшения протекающей по линии реактивной мощности Qл(ку) = QлQку

Uл(ку) = [(PлRл + (QлQку) ∙ Хл] / Uном. (22)

При выполнении расчетов для соответствующего варианта исходных данных следует обеспечить равенство напряжений в начале и конце линии (Uл(ку) = 0).

Для рассчитанных значений мощности компенсирующих устройств Qку по данным таблицы А.2 следует подобрать число и мощность батарей конденсаторов nБКQр.БК включаемых параллельно нагрузке Sн. При этом напряжение в месте подключения нагрузки и батарей конденсаторов принимается равным 1,05 ∙ Uном.н, где Uном.н = 10 кВ.

Действительная потеря напряжения в линии находится по формулам

Uл.дей = [(PлRл + (QлnБКQр.БК) ∙ Хл] / Uном; (23)

Uл.дей% = (Uл.дей / Uном) ∙ 100. (24)

Тогда для приведенных исходных данных

Uл(ку) = 0 при PлRл + (QлQку) ∙ Хл = 0

откуда Qку = Qл + PлRл / Хл = 14,31 + 20,5 ∙ 2,12 / 7,09 = 20,44 Мвар;

nБК(КС-2) = Qку / QрБК(КС-2) = 20,44 / 3,53 = 5,8 → 6 шт.;

nБК(КСКГ) = 20,44 / 7,17 = 2,85 →3 шт.

Uл.дей = [(PлRл + (QлnБКQр.БК) ∙ Хл] / Uном =

= [(20,5 ∙ 2,12 + (14,31 – 3 ∙ 7,17) ∙ 7,09] / 110 = – 0,069 кВ;

Uл.дей% = (Uл.дей / Uном) ∙ 100 = (− 0,069 / 110) ∙ 100 = − 0,063 %.