Реферат: Электропитающие системы и электрические сети

--PAGE_BREAK--Рис.9


Потери мощности в трансформаторах вычисляем по выражениям:
<img width=«389» height=«85» src=«ref-1_1799986218-1259.coolpic» v:shapes="_x0000_i1142">
 п – количество трансформаторов в узле i

    <img width=«24» height=«24» src=«ref-1_1799987477-110.coolpic» v:shapes="_x0000_i1143">  — расчётная нагрузка узла iкВА

<img width=«188» height=«24» src=«ref-1_1799987587-333.coolpic» v:shapes="_x0000_i1144">  — паспортные данные трансформаторов из табл.6 [1].

Для узла 3:
<img width=«381» height=«88» src=«ref-1_1799987920-1416.coolpic» v:shapes="_x0000_i1145">
Для узла 4:
<img width=«371» height=«88» src=«ref-1_1799989336-1378.coolpic» v:shapes="_x0000_i1146">
Для узла 2:
<img width=«381» height=«88» src=«ref-1_1799990714-1408.coolpic» v:shapes="_x0000_i1147">
Зарядную мощность линий вычисляем по формуле:
<img width=«188» height=«25» src=«ref-1_1799992122-368.coolpic» v:shapes="_x0000_i1148">, где
<img width=«17» height=«15» src=«ref-1_1799992490-88.coolpic» alt="*" v:shapes="_x0000_i1149"> — количество цепей линии;

   <img width=«16» height=«24» src=«ref-1_1799992578-100.coolpic» v:shapes="_x0000_i1150">  — удельная проводимость линий по табл.5 [1].<img width=«53» height=«19» src=«ref-1_1799992678-146.coolpic» v:shapes="_x0000_i1151">

L– длина линии км;

<img width=«39» height=«24» src=«ref-1_1799992824-138.coolpic» v:shapes="_x0000_i1152">  — номинальное напряжение сети кВ.

Для ЛЭП 1-3:
<img width=«264» height=«25» src=«ref-1_1799992962-457.coolpic» v:shapes="_x0000_i1153">


для ЛЭП 2-3:
<img width=«287» height=«25» src=«ref-1_1799993419-494.coolpic» v:shapes="_x0000_i1154">
для ЛЭП 2-4:
<img width=«271» height=«25» src=«ref-1_1799993913-464.coolpic» v:shapes="_x0000_i1155">
для ЛЭП 1-4:
<img width=«285» height=«25» src=«ref-1_1799994377-483.coolpic» v:shapes="_x0000_i1156">
Находим нагрузки узлов приведённых к стороне ВН:

Для узла 3:
<img width=«277» height=«67» src=«ref-1_1799994860-837.coolpic» v:shapes="_x0000_i1157">
для узла 4:
<img width=«273» height=«67» src=«ref-1_1799995697-832.coolpic» v:shapes="_x0000_i1158">
Рассмотрим эквивалентную схему ТЭЦ рис.10а


<img width=«340» height=«459» src=«ref-1_1799996529-2695.coolpic» v:shapes="_x0000_i1159">

Рис.10
Через трансформаторы Т протекает мощность:
<img width=«171» height=«51» src=«ref-1_1799999224-549.coolpic» v:shapes="_x0000_i1160">
Приведение мощности <img width=«105» height=«25» src=«ref-1_1799999773-238.coolpic» v:shapes="_x0000_i1161"> к стороне ВН выполняется так же, как и для подстанций, но с учётом направлении мощности.
<img width=«277» height=«136» src=«ref-1_1800000011-1412.coolpic» v:shapes="_x0000_i1162">


После приведения мощностей узла 2 к стороне ВН схема замещения этого узла сводится к более простому виду рис.10, б:

Узел 2:
<img width=«249» height=«24» src=«ref-1_1800001423-422.coolpic» v:shapes="_x0000_i1163">
Узел 3:
<img width=«213» height=«24» src=«ref-1_1800001845-361.coolpic» v:shapes="_x0000_i1164"> <img width=«45» height=«17» src=«ref-1_1800002206-141.coolpic» v:shapes="_x0000_i1165">
Узел 4:
<img width=«269» height=«24» src=«ref-1_1800002347-453.coolpic» v:shapes="_x0000_i1166">
Узел 1:
<img width=«136» height=«24» src=«ref-1_1800002800-276.coolpic» v:shapes="_x0000_i1167">
8. Расчёт установившегося режима электрической сети
При выполнении расчёта заданными считаются:

1)                Уровень напряжения на шинах районной подстанции (в узле 1) и на шинах ТЭЦ (в узле 2) в период наибольшей нагрузки <img width=«101» height=«24» src=«ref-1_1800003076-227.coolpic» v:shapes="_x0000_i1168">;

2)                Приведённые к стороне ВН мощности нагрузок в узлах <img width=«67» height=«24» src=«ref-1_1800003303-182.coolpic» v:shapes="_x0000_i1169">;

3)                Мощность ТЭЦ на стороне ВН <img width=«71» height=«24» src=«ref-1_1800003485-183.coolpic» v:shapes="_x0000_i1170">;

4)                Параметры линий электропередачи, которые определяются по погонным сопротивлениям <img width=«19» height=«24» src=«ref-1_1800003668-91.coolpic» v:shapes="_x0000_i1171">и <img width=«17» height=«24» src=«ref-1_1800003759-93.coolpic» v:shapes="_x0000_i1172">, проводимости <img width=«16» height=«24» src=«ref-1_1799992578-100.coolpic» v:shapes="_x0000_i1173"> (табл.5) [1] и длинам линий L: <img width=«392» height=«25» src=«ref-1_1800003952-563.coolpic» v:shapes="_x0000_i1174">.

Находим параметры ЛЭП:

Для ЛЭП 1-3:
<img width=«173» height=«72» src=«ref-1_1800004515-739.coolpic» v:shapes="_x0000_i1175">
Для ЛЭП 2-3:
<img width=«181» height=«72» src=«ref-1_1800005254-780.coolpic» v:shapes="_x0000_i1176"> 
Для ЛЭП 2-4:
<img width=«183» height=«72» src=«ref-1_1800006034-807.coolpic» v:shapes="_x0000_i1177">
Для ЛЭП 1-4:
<img width=«180» height=«72» src=«ref-1_1800006841-782.coolpic» v:shapes="_x0000_i1178">
Для расчёта установившегося режима составим схему замещения электрической сети с мощностями узлов, приведёнными к стороне ВН. (рис.11)




<img width=«510» height=«178» src=«ref-1_1800007623-11140.coolpic» v:shapes="_x0000_i1179">

Рис.11
При расчёте замкнутой сети сначала определим предварительно (без учёта потерь) распределение мощностей:
<img width=«143» height=«45» src=«ref-1_1800018763-480.coolpic» v:shapes="_x0000_i1180"> =<img width=«221» height=«29» src=«ref-1_1800019243-542.coolpic» v:shapes="_x0000_i1181">

<img width=«562» height=«47» src=«ref-1_1800019785-1559.coolpic» v:shapes="_x0000_i1182"><img width=«161» height=«22» src=«ref-1_1800021344-292.coolpic» v:shapes="_x0000_i1183">

<img width=«144» height=«45» src=«ref-1_1800021636-481.coolpic» v:shapes="_x0000_i1184"> =<img width=«215» height=«29» src=«ref-1_1800022117-527.coolpic» v:shapes="_x0000_i1185">

<img width=«555» height=«47» src=«ref-1_1800022644-1524.coolpic» v:shapes="_x0000_i1186"><img width=«165» height=«24» src=«ref-1_1800024168-314.coolpic» v:shapes="_x0000_i1187">
Для проверки правильности расчётов проверим условие:
<img width=«483» height=«48» src=«ref-1_1800024482-1045.coolpic» v:shapes="_x0000_i1188">

<img width=«556» height=«27» src=«ref-1_1800025527-1074.coolpic» v:shapes="_x0000_i1189">
Условие выполняется следовательно, расчёт мощностей головных участков выполнен правильно Мощности отдельных участков выполняем по первому закону Кирхгофа:


<img width=«503» height=«53» src=«ref-1_1800026601-1705.coolpic» v:shapes="_x0000_i1190">
Потоки мощности направлены в обратные стороны, на что указывает знак минус.
<img width=«485» height=«138» src=«ref-1_1800028306-10597.coolpic» v:shapes="_x0000_i1191">

Рис.12
В результате расчёта предварительного распределения мощностей определяем узел потокораздела им становятся узлы 2,3 и 4. По узлу потокораздела 2 схему делим на два магистральных участка: 1-3-2 и 1’-4-2. Участок 1-3-2 делим то же на два магистральных участка по узлу 3, участок 1’-4-2 делим по узлу 4.

Расчёт разомкнутых схем выполняем в два этапа. На первом этапе определяем уточнённое потокораспределение в сети. Расчёт ведём при напряжении сети, равном <img width=«105» height=«24» src=«ref-1_1799962595-227.coolpic» v:shapes="_x0000_i1192">:

Мощность в конце линии 13:
<img width=«481» height=«93» src=«ref-1_1800039130-2252.coolpic» v:shapes="_x0000_i1193">
мощность в начале линии составит:




<img width=«517» height=«25» src=«ref-1_1800041382-821.coolpic» v:shapes="_x0000_i1194">
Мощность в конце линии 23:
<img width=«468» height=«93» src=«ref-1_1800042203-2194.coolpic» v:shapes="_x0000_i1195">
мощность в начале линии составит:
<img width=«480» height=«25» src=«ref-1_1800044397-781.coolpic» v:shapes="_x0000_i1196">
Мощность в конце линии 24:
<img width=«463» height=«93» src=«ref-1_1800045178-2198.coolpic» v:shapes="_x0000_i1197">
мощность в начале линии составит:
<img width=«479» height=«27» src=«ref-1_1800047376-942.coolpic» v:shapes="_x0000_i1198">
Мощность в конце линии 1’4:
<img width=«484» height=«93» src=«ref-1_1800048318-2282.coolpic» v:shapes="_x0000_i1199">


мощность в начале линии составит:
<img width=«505» height=«27» src=«ref-1_1800050600-981.coolpic» v:shapes="_x0000_i1200">
Мощность требуемая от источника узла 1, определяем по первому закону Кирхгофа:
<img width=«468» height=«25» src=«ref-1_1800051581-722.coolpic» v:shapes="_x0000_i1201">
мощность от источника 2 в линию 23:
<img width=«481» height=«25» src=«ref-1_1800052303-761.coolpic» v:shapes="_x0000_i1202">
мощность от источника 2 в линию 24:
<img width=«457» height=«25» src=«ref-1_1800053064-716.coolpic» v:shapes="_x0000_i1203">
мощность от источника 1’:
<img width=«480» height=«25» src=«ref-1_1800053780-764.coolpic» v:shapes="_x0000_i1204">
На втором этапе расчёта определяем напряжения в узлах сети. Напряжение в центре питания (на узловой подстанции, узел 1 и на шинах ТЭЦ узел 2) в режиме наибольшей нагрузки составляет <img width=«152» height=«24» src=«ref-1_1800054544-264.coolpic» v:shapes="_x0000_i1205">, тогда падение напряжения составит:

В ЛЭП 1-3:




<img width=«571» height=«77» src=«ref-1_1800054808-2113.coolpic» v:shapes="_x0000_i1206">
модуль напряжения в узле 3 составит:
<img width=«423» height=«35» src=«ref-1_1800056921-932.coolpic» v:shapes="_x0000_i1207">
напряжение в узле 3 при учёте только продольной составляющей падения напряжения составит:
<img width=«275» height=«24» src=«ref-1_1800057853-439.coolpic» v:shapes="_x0000_i1208">
Видно, что влияние поперечной составляющей падения напряжения в сети 220 кВ незначительно <img width=«171» height=«27» src=«ref-1_1800058292-425.coolpic» v:shapes="_x0000_i1209">. В дальнейшем при расчёте напряжений с целью упрощения будем учитывать только продольные составляющие падения напряжения, называемую потерей напряжения.

В ЛЭП 2-3:
<img width=«300» height=«96» src=«ref-1_1800058717-1471.coolpic» v:shapes="_x0000_i1210">
В ЛЭП 2-4:
<img width=«292» height=«96» src=«ref-1_1800060188-1394.coolpic» v:shapes="_x0000_i1211">


В ЛЭП 1’-4:
<img width=«300» height=«96» src=«ref-1_1800061582-1450.coolpic» v:shapes="_x0000_i1212">
Ограничимся в расчётах одной итерацией. Некоторое отличие напряжений узлов 3 и 4 вычисленных для левых <img width=«231» height=«27» src=«ref-1_1800063032-480.coolpic» v:shapes="_x0000_i1213">и правых <img width=«233» height=«27» src=«ref-1_1800063512-485.coolpic» v:shapes="_x0000_i1214"> частей схем можно объяснить пренебрежением поперечной составляющей падений напряжения и ограничением расчётов одной итерацией. В дальнейших расчётах будем полагать, что напряжение в узле 3 составляет <img width=«123» height=«27» src=«ref-1_1800063997-347.coolpic» v:shapes="_x0000_i1215"> и напряжение в узле 4 составляет <img width=«100» height=«27» src=«ref-1_1800064344-307.coolpic» v:shapes="_x0000_i1216">.
9. Регулирование напряжения
Расчёт напряжения на вторичной обмотке трансформаторов.

Расчёт напряжения на вторичной обмотке трансформаторов рассмотрим на примере узла 3, схема замещения которого приведена на рис.13.
<img width=«351» height=«155» src=«ref-1_1800064651-1479.coolpic» v:shapes="_x0000_i1217">

Рис.13
Потеря напряжения в двух трансформаторах узла 3 составит:
<img width=«247» height=«27» src=«ref-1_1800066130-536.coolpic» v:shapes="_x0000_i1218"> где

<img width=«440» height=«104» src=«ref-1_1800066666-2145.coolpic» v:shapes="_x0000_i1219">
напряжение на вторичной обмотке трансформатора приведённое к первичной:
<img width=«280» height=«24» src=«ref-1_1800068811-452.coolpic» v:shapes="_x0000_i1220">
действительное напряжение на вторичной обмотке трансформаторов при номинальном коэффициенте трансформации:
<img width=«260» height=«24» src=«ref-1_1800069263-437.coolpic» v:shapes="_x0000_i1221">
Для узла 4:
<img width=«249» height=«27» src=«ref-1_1800069700-543.coolpic» v:shapes="_x0000_i1222"> где

<img width=«332» height=«101» src=«ref-1_1800070243-1796.coolpic» v:shapes="_x0000_i1223">
действительное напряжение на вторичной обмотке трансформаторов при номинальном коэффициенте трансформации:




<img width=«260» height=«24» src=«ref-1_1800072039-432.coolpic» v:shapes="_x0000_i1224">
Условие <img width=«89» height=«24» src=«ref-1_1800072471-211.coolpic» v:shapes="_x0000_i1225"> и <img width=«89» height=«24» src=«ref-1_1800072682-213.coolpic» v:shapes="_x0000_i1226"> при номинальных коэффициентах трансформации <img width=«169» height=«24» src=«ref-1_1800072895-298.coolpic» v:shapes="_x0000_i1227"> не выполняется, тогда необходимо РПН трансформаторов перевести с нулевого ответвления на требуемое ответвление Uотв.т. обеспечив на вторичной обмотке трансформатора напряжение не ниже 10,5 кВ.

Напряжение требуемого регулировочного ответвления:
<img width=«341» height=«24» src=«ref-1_1800073193-536.coolpic» v:shapes="_x0000_i1228">
Полученное напряжение требуемого регулировочного ответвления округляем до ближайшего <img width=«9» height=«17» src=«ref-1_1800073729-80.coolpic» v:shapes="_x0000_i1229"> — го стандартного значения:
<img width=«440» height=«48» src=«ref-1_1800073809-1168.coolpic» v:shapes="_x0000_i1230">
Для узла 4:
<img width=«352» height=«24» src=«ref-1_1800074977-555.coolpic» v:shapes="_x0000_i1231">
Полученное напряжение требуемого регулировочного ответвления округляем до ближайшего <img width=«9» height=«17» src=«ref-1_1800073729-80.coolpic» v:shapes="_x0000_i1232"> — го стандартного значения:
<img width=«448» height=«48» src=«ref-1_1800075612-1208.coolpic» v:shapes="_x0000_i1233">
Требование <img width=«89» height=«24» src=«ref-1_1800072471-211.coolpic» v:shapes="_x0000_i1234">и <img width=«89» height=«24» src=«ref-1_1800072682-213.coolpic» v:shapes="_x0000_i1235">выполняется.




10. Расчёт конструктивной части ВЛ
Расчётные климатические условия:

II– район по гололёду (максимальная толщина стенки гололёда <img width=«95» height=«24» src=«ref-1_1800077244-200.coolpic» v:shapes="_x0000_i1236">) [4]

II– район по скоростному напору ветра (максимальный напор ветра <img width=«128» height=«25» src=«ref-1_1800077444-269.coolpic» v:shapes="_x0000_i1237">) [4].

На основании исходных данных из приложения 4[3] предварительно выбираем промежуточную одноцепную, бетонную опору на напряжение 220 кВ типа ПБ 220-1. Габаритный пролёт для этой опоры с проводом АС-240 составляет <img width=«76» height=«24» src=«ref-1_1800077713-178.coolpic» v:shapes="_x0000_i1238">. Расчётный пролёт принимается равным <img width=«205» height=«24» src=«ref-1_1800077891-342.coolpic» v:shapes="_x0000_i1239"> Геометрические размеры опоры <img width=«355» height=«24» src=«ref-1_1800078233-471.coolpic» v:shapes="_x0000_i1240">из прил.3 [3].

Удельные нагрузки на провод:

Из таблицы физико-механических характеристик проводов (прил.1 [3]) находим вес одного километра провода:

<img width=«117» height=«24» src=«ref-1_1800078704-223.coolpic» v:shapes="_x0000_i1241"> и диаметр провода <img width=«87» height=«24» src=«ref-1_1800078927-187.coolpic» v:shapes="_x0000_i1242"> марки АС-240, тогда

<img width=«107» height=«25» src=«ref-1_1800079114-225.coolpic» v:shapes="_x0000_i1243"> , где р1 – удельная нагрузка от собственного веса провода, F— его сечение
<img width=«263» height=«25» src=«ref-1_1800079339-459.coolpic» v:shapes="_x0000_i1244">

<img width=«204» height=«27» src=«ref-1_1800079798-462.coolpic» v:shapes="_x0000_i1245">,
где р2 — удельная нагрузка от веса гололёда на провода, исходя из цилиндрической формы гололёдных отложения, <img width=«167» height=«25» src=«ref-1_1800080260-324.coolpic» v:shapes="_x0000_i1246">
<img width=«412» height=«27» src=«ref-1_1800080584-773.coolpic» v:shapes="_x0000_i1247">

<img width=«80» height=«24» src=«ref-1_1800081357-174.coolpic» v:shapes="_x0000_i1248">,


где <img width=«19» height=«24» src=«ref-1_1800081531-98.coolpic» v:shapes="_x0000_i1249"> — суммарная удельная нагрузка от веса проводов и гололёда
<img width=«275» height=«25» src=«ref-1_1800081629-474.coolpic» v:shapes="_x0000_i1250">

<img width=«148» height=«25» src=«ref-1_1800082103-289.coolpic» v:shapes="_x0000_i1251">,
где<img width=«20» height=«24» src=«ref-1_1800082392-100.coolpic» v:shapes="_x0000_i1252"> — удельная нагрузка от давления ветра при отсутствии гололёда
<img width=«300» height=«25» src=«ref-1_1800082492-505.coolpic» v:shapes="_x0000_i1253">

<img width=«252» height=«27» src=«ref-1_1800082997-546.coolpic» v:shapes="_x0000_i1254">,
где <img width=«20» height=«24» src=«ref-1_1800083543-99.coolpic» v:shapes="_x0000_i1255">  — удельная нагрузка от давления ветра при наличии на проводе гололёда
<img width=«403» height=«27» src=«ref-1_1800083642-759.coolpic» v:shapes="_x0000_i1256">

<img width=«99» height=«31» src=«ref-1_1800084401-254.coolpic» v:shapes="_x0000_i1257">,
где <img width=«20» height=«24» src=«ref-1_1800084655-100.coolpic» v:shapes="_x0000_i1258">  — удельная нагрузка от веса провода без гололёда и ветра
<img width=«301» height=«29» src=«ref-1_1800084755-550.coolpic» v:shapes="_x0000_i1259">

<img width=«99» height=«31» src=«ref-1_1800085305-251.coolpic» v:shapes="_x0000_i1260">,
где <img width=«20» height=«24» src=«ref-1_1800085556-99.coolpic» v:shapes="_x0000_i1261">  — удельная нагрузка от веса провода, покрытого гололёдом, и ветра

<img width=«301» height=«29» src=«ref-1_1800085655-547.coolpic» v:shapes="_x0000_i1262">
Наибольшая удельная нагрузка <img width=«197» height=«25» src=«ref-1_1800086202-359.coolpic» v:shapes="_x0000_i1263">

Определяем исходный режим :

В качестве исходного режима предварительно выбираем режим наибольшей внешней нагрузки. Параметры этого режима <img width=«167» height=«25» src=«ref-1_1800086561-323.coolpic» v:shapes="_x0000_i1264">, <img width=«68» height=«25» src=«ref-1_1800086884-164.coolpic» v:shapes="_x0000_i1265">, <img width=«223» height=«27» src=«ref-1_1800087048-408.coolpic» v:shapes="_x0000_i1266">.

Значения температуры гололёдообразования <img width=«68» height=«25» src=«ref-1_1800086884-164.coolpic» v:shapes="_x0000_i1267"> принимаем в соответствии с рекомендацией ПУЭ [4], значение допустимого механического напряжения <img width=«52» height=«27» src=«ref-1_1800087620-162.coolpic» v:shapes="_x0000_i1268">  — из таблицы физико-механических характеристик проводов (прил.1 [3]).
<img width=«467» height=«29» src=«ref-1_1800087782-749.coolpic» v:shapes="_x0000_i1269"> , где
Е<img width=«33» height=«21» src=«ref-1_1800088531-124.coolpic» v:shapes="_x0000_i1270"> – модуль упругости материала провода <img width=«112» height=«25» src=«ref-1_1800088655-232.coolpic» v:shapes="_x0000_i1271">(прил.1 [3])

<img width=«9» height=«19» src=«ref-1_1800088887-82.coolpic» alt="*" v:shapes="_x0000_i1272">  — расчётная длина пролёта = 261 м.

<img width=«133» height=«25» src=«ref-1_1800088969-261.coolpic» v:shapes="_x0000_i1273">(прил.1 [3])

Вычисляем левую часть уравнения состояния провода:
<img width=«563» height=«59» src=«ref-1_1800089230-1594.coolpic» v:shapes="_x0000_i1274">    продолжение
--PAGE_BREAK--
еще рефераты
Еще работы по физике