Расчет распределительных сетей

2.3.1. Допущения

Расчет распределительных сетей напряжением 10 кВ и ниже производится при следующих упрощающих допущениях:

1) при расчете потокораспределения не учитываются потери мощности, в том числе зарядные мощности линий;

2) при расчете напряжений не учитываются поперечные составляющие падений напряжения;

3) продольные составляющие падения напряжения рассчитываются не через фактические, а через номинальные напряжения.

Эти же допущения применимы к воздушным линиям 20 и 35 кВ.

2.3.2. Задачи

Задача 1

Рассчитать режим распределительной сети. Длины и погонные параметры линий l₁ = = 1 км, l₂ = 0,5 км, r_0,1 = r_0,2 = 0,72 Ом/км, x_0,1 = = x_0,2 = 0,31 Ом/км. Линии двухцепные. Напряжение в центре питания и мощности нагрузок U₀ = 10,5 кВ, кВА, кВА. На подстанциях П/С1 и П/С2 установлено по 2 трансформатора ТМ-2500/10 (П/С1) и ТМ-1600/10 (П/С2). Параметры трансформатора ТМ-2500/10: U_в,ном = 10 кВ, U_н,ном = 0,4 кВ, Z_т = 0,42 + j2,16 Ом. Параметры трансформатора ТМ-1600/10: U_в,ном = 10 кВ, U_н,ном = 0,4 кВ, Z_т = 0,7 + j3,44 Ом.

Задача 2

Рассчитать режим сети, если U₀ = 115 кВ, кВА, кВА, кВА, кВА. Сеть выполнена кабельными линиями с погонными активными сопротивлениями r_0,1 = 0,258 Ом/км, r_0,2 = 0,62 Ом/км, r_0,3 = 0,89 Ом/км. Линия Л1 – двухцепная, Л2 и Л3 – одноцепные. Тип и параметры трансформатора: ТДН-16000/110, U_в,ном = 115 кВ, U_н,ном = 6,5 кВ, Z_т = 4,38 + j86,7 Ом, кВА. Длины линий: l₁ = 2 км, l₂ = 0,7 км, l₃ = 1,5 км.

Задача 3

Рассчитать режим распределительной сети при условии, что линия, которая в замкнутом режиме имела бы наименьшую токовую нагрузку, отключена. Напряжение в центре питания и мощности нагрузок U₀ = 10,5 кВ, кВА, кВА, кВА, кВА. Сеть выполнена кабелем ААШв–3×70; погонное активное сопротивление r₀ = 0,443 Ом/км. Длины линий l₁ = 600 м, l₂ = 400 м, l₃ = 1000 м, l₄ = 300 м, l₅ = l₆ = 500 м.

Расчет режимов с помощью ЭВМ

2.4.1. Уравнения узловых напряжений

Основным методом, используемым при расчете электрических сетей на ЭВМ, является метод узловых напряжений. Система уравнений узловых напряжений в комплексной форме имеет порядок n, равный числу узлов с неизвестными напряжениями; уравнение (в форме баланса токов) для i-го узла имеет вид

, (2.7)

где и – напряжения i-го и j-го узлов; Y_ii – собственная проводимость i-го узла, равная сумме проводимостей ветвей, сходящихся в этом узле; Y_ij – взаимная проводимость i-го и j-го узлов, равная сумме проводимостей ветвей, непосредственно соединяющих эти узлы; – задающий ток i-го узла.

Узлы, в которых известны модуль и фаза напряжения, называются базисными. Если сеть содержит только один базисный узел, то задающий ток определяется по формуле

,

где U_б – напряжение базисного узла, фаза которого принята равной нулю; Y_iб – взаимная проводимость i-го и базисного узлов; – сопряженный комплекс мощности нагрузки, потребляемой в i-м узле.

Кроме уравнений в форме баланса токов (2.7) существуют уравнения узловых напряжений в форме баланса мощностей. Последние получаются умножением уравнений вида (2.7) на величины . При этом уравнения в форме баланса мощностей получили большее распространение при расчете режимов электрических сетей, чем уравнения в форме баланса токов.

2.4.2. Задачи

Задача 1

Составить уравнения узловых напряжений в форме баланса токов для сети, изображенной на рисунке, если а) длины всех линий не превышают 300 км; б) длина линии Л2 составляет 350 км, а остальных линий – меньше 300 км.

Номинальное напряжение 220 кВ. Линии воздушные.

Задача 2

Составить уравнения узловых напряжений в форме баланса токов, если классы напряжений, соответствующие высокой, средней и низкой стороне автотрансформатора АТ, составляют 500, 110 и 10 кВ. Линия Л – воздушная 250 км.

Задача 3

Составить уравнения узловых напряжений в форме баланса токов а) для сети из задачи 1, раздел 2.3.2; б) для сети из задачи 2, раздел 2.3.2.

РЕГУЛИРОВАНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ

Способы регулирования

Существуют следующие способы регулирования напряжения:

1. С помощью генераторов (изменением тока возбуждения);

2. С помощью трансформаторов (изменением коэффициентов трансформации);

3. Путем изменения потерь напряжения в сети.

С точки зрения регулирования напряжения трансформаторы подразделяются на 1) трансформаторы с переключением без возбуждения (ПБВ); 2) трансформаторы с регулированием под нагрузкой (РПН); 3) линейные регуляторы (вольтодобавочные трансформаторы).

Изменение потерь напряжения может быть осуществлено 1) изменением сопротивлений элементов сети; 2) изменением передаваемой реактивной мощности.

Применяются следующие способы изменения сопротивлений: 1) увеличение сечений проводов и кабелей (в распределительных сетях); 2) продольная компенсация, под которой понимается включение емкости в рассечку линии.

Изменение передаваемой реактивной мощности осуществляется путем поперечной компенсации, под которой понимается включение дополнительного источника реактивной мощности под напряжение сети.

Наиболее эффективным принципом регулирования напряжения в центре питания является встречное регулирование. При этом напряжение регулируется в зависимости от тока нагрузки по следующим правилам:

1. В режиме максимальных нагрузок напряжение в центре питания должно поддерживаться на уровне (1,05÷1,1)U_ном;

2. В режиме минимальных нагрузок это напряжение поддерживается на уровне (1÷1,05)U_ном;

3. Если мощность в режиме минимальных нагрузок составляет менее 30% от мощности режима максимальных нагрузок, то напряжение в центре питания поддерживается на уровне U_ном.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: