• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Електричних мережах.

Питання для самоконтролю.

Підготовка розрахункової схеми ланцюга.

Перед початком розрахунків складають схему заміщення мережі. При цьому для мереж з Uном ≤ 220 кВ поперечні гілки змінюють потужностями. Схему заміщення мережі спрощують шляхом визначення приведених навантажень. Їх сутність може бути показана та пояснена на прикладі фрагменту мережі.

Як правило, задається розрахункове навантаження на стороні НН трансформатора. Приведене навантаження – це навантаження на стороні НН трансформатора, приведена до сторони ВН трансформатора.

Розрахункова потужність ПС включає приведене навантаження + частину зарядної потужності лінії в точці підключення ПС.

.

З урахуванням приведення схема заміщення фрагмента мережі містить вказану потужність і опір повздовжніх гілок ліній:

Розрахунок режимів роботи розімкнених мереж.

Розрахунок режимів радіальних мереж.

В такій мережі кожний споживач пов’язаний з джерелом живлення своєю ЛЕП. Тому для розуміння алгоритму розрахунку режиму в такій мережі достатньо розглянути тільки одиного споживача, який живиться від джерела живлення.

Розрахункова схема радіальної мережі може бути представлена у вигляді:

Можуть бути два розрахункових випадки:

1 - задана потужність і необхідна напруга в кінці мережі ()

2 - задана потужність і напруга на початку мережі ()

Говорять, що в першому випадку розрахунки режимів проводять «за даними кінця», а в другому випадку – «за даними початку».

«За даними кінця»: для цього розрахункового випадку задані:

; і параметри ділянки 12, тобто ; в₁₂

Необхідно визначити параметри режиму на початку передачі, тобто .

;

Векторна діаграма для цього випадку розглядалася вище.

,

Зарядна потужність в лінії:

; ,

,

,

.

Розглянемо другий розрахунковий випадок розрахунку режиму в кінці передачі «за даними на початку».

«За данними на початку»: в₁₂; .

Треба визначити: .

* для цього випадку побудова векторної діаграми напруги починається з відомого вектора U₁.

Таким чином, відомі параметри на початку лінії, значення повздовжньої і поперечної складової визначаються за визначенням потужності на початку лінії:

,

,

Потужністі на початку і в кінці повздовжньої гілки схеми заміщення будуть рівними:

;

Втрати потужності дорівнюють:

,

,

,

=>

Розрахунок робочих режимів районної мережі з

магістральною схемою.

Розглянемо мережу з магістральною схемою і довільним числом проміжкових навантажень.

Звичайно для такої схеми задані:

- напруга на шинах джерела живлення U0;

- розрахункові навантаження:

.

Необхідно визначити:

- параметри лінії: z та b,

- потік потужності на ділянках 1, 2, ......, n , а також напругу в точках (вузлах) А, В, ......,n .

Розглянемо фрагмент цієї мережі для двох ділянок n та n–1:

1. Порівнюючи дану схему зі схемою радіальної мережі, видно, що формально магістральна мережа може бути представлена як ланцюгове з’єднання ділянок радіальної лінії.

2. Розрахунок режимів районних магістральних мереж проводиться методом ітерації в два етапи: на першому етапі визначається розподілення потужності і їх втрат в припущенні, що у всіх точках мережах напруга дорівнює номінальній:

.

На другому етапі за приближенно найденим потоком потужності визначається напруга у вузлах схеми. При цьому треба мати на увазі, що в розімкнених мережах розподіл потужності на ділянках єпримусовим. Тому в таких мережах потужність на ділянках визначається за умовою балансу потужностей, тобто на основі першого закону Кірхгофа.

Розрахунок магістральної схеми починають з найбільш віддаленої від ЦП ділянки та послідовно переходять до суміжних ділянок.

Стосовно до запропонованого фрагменту мережі розрахунок ведеться в наступній послідовності:

- потужність в кінці n – ї ділянки

,

- потужність на початку n – ї ділянки

,

- потужність в кінці n–1 ділянки

,

- і так далі...

Детальніший розрахунок режимів магістральної мережі наведений в літературі Петренко «Электрические сети: сборник задач».

Особливості розрахунку робочих режимів місцевих розімкнених мереж.

Ці особливості витікають з ряду припущень, які приймають в місцевих мережах:

- схема заміщення не містить поперечної гілки.

- не враховуються втрати потужності на ділянках, тобто ()

- нехтують поперечними складовими падіння напруги (так як )

- напругу на всіх ділянках мережі приймають такою, що дорівнює номінальній.

Із цього, слідує, що розрахунок втрат потужності і напруги виконується за значенням Uном.

Розглянемо для прикладу схему місцевої мережі з магістральною лінією.

– потужністі навантажень,

– лінійні потужністі.

Задані: і параметри мережі (1₁, 1₂, 1₃, z₁, z₂, z₃)

Лінійні потужності на ділянках визначаються за умовою балансу навантаження ділянок:

,

втрати напруги: (для любої ділянки)

Розглядаючи магістральні схеми мережі з декількома навантаженнями значення ΔU може визначатися за навантажуючими і лінійними потужностями.

В першому випадку:

(навантажувальна потужність) n=a,b,c.

(лінійна потужність) m=1,2,3,…

Плечі на схемі для цих двох видів навантажень будуть різними. Тому, вираз для оцінки ΔU буде мати вигляд:

При відомих потужностях навантаження ():

.

При відомих лінійних потужностях ():

.

В якості пліч r_n приймається опір від точки включення навантаження до джерела живлення.

В якості пліч r_m приймається опір тільки тої ділянки, по якій протікає дана лінійна потужність.

Для першого випадку:

.

Для другого випадку:

Особливості розрахунку режимів в однорідних

Однорідними називаються мережі, в яких на всіх ділянках відношення активного і реактивного опору практично одинакові

(тобто мережа однорідна)

Однорідні мережі - це також мережі на ділянках яких проводи одного перерізу (приватний випадок).

- в однорідних мережах опори ділянок можуть бути виражені через довжину ліній, тобто:

, , .

- якщо підставити вказані значення у вираз для визначення ΔU по навантажувальним і лінійним потужностями, то

,

Такі розрахунки простіше виконувати, тобто вони не потребують операцій з комплексними числами. Особливо вони зручні на початку проектування, коли невідомі параметри лінії.

Розрахунок робочих режимів в простих замкнених електричних мережах.

До них відносяться мережі з двостороннім живленням від двох ДЖ на кінцях і кільцеві мережі з одним ДЖ.

Розглянемо схему мережі з двостороннім живленням:

В таких мережах напруга на шинах ДЖ може бути або однаковою або різною:

або

Розглянемо схему кільцевої мережі з одним ДЖ:

Уявно розріжемо кільцеву мережу в пункті живлення А. Тоді отримаємо мережу з двома (умовно) джерелами живлення (А1 і А2), тобто кільцева мережа може бути представлена як мережа з двостороннім живленням, але

(тобто з напругою однаковою по модулю і по фазі ).

В розрахунках таких мереж зазвичай задають напругу ДЖ, навантаження споживачів () і опір ділянок мережі.

Необхідно розрахувати: потокорозподілення (розподіл потужності) на ділянках і напругу у вузлах.

У відмінності від розімкнених мереж, де розподілення потужності по ділянкам є примусовим, в замкнених мережах проходить природне (натуральне) розподілення потужностей, так як це розподілення залежить не тільки від значення навантажень, але і від комплексного опору ділянок.

Із наведених схем заміщення замкненої мережі не ясно, як направлені потоки потужності, з якої сторони (зліва, справа або з обох сторін) підтікає потужність до вузлів. Потокорозподілення може бути визначено тільки за допомогою спеціальних розрахунків. Тому розрахунки режимів замкнених мереж складніше, ніж розімкнених.

Розрахунки режимів простих замкнених мереж.

Проводять в 2 етапи:

1. Розраховують потокорозподілення по ділянкам. При цьому напруга у вузлах приблизно дорівнює Uном. На цьому ж етапі втратами напруги і потужності на ділянках нехтують.

На початку розраховують потужність на головних ділянках ланцюга. Потужність на інших ділянках визначається за 1 законом Кірхгофа. В результаті розрахунку потокорозподілення визначають так званну точку потокорозділу (стуморозділу), тобто точка в якій підтікаюча в лінію з двох сторін потужність повністю споживається навантаженням (тобто в цій точці проходить повний відбір потужності у вузлі).

2. Просту замкнену мережу розмикають в точці струморозділу. При цьому навантаження відповідного вузла також ділиться на дві частини (не обов’язково рівні). Ми отримуємо дві розімкнені мережі, які і будемо розраховувати)

Розглянемо алгоритм розрахунку для визначення точок потокорозділу на прикладі приведеної схеми простої замкненої мережі.

Напрямок струму (потоку потужності) на ділянках приймається довільно, а дійсний напрямок визначається розрахунком.

На схемі указано прийнятий умовний напрямок струму, а також відомі і невідомі значення величин, котрі шукаємо, тобто струму і потужності на ділянках.

Для визначення потоку потужності на головних ділянках мережі треба скласти рівняння контурних струмів на основі 2 закону Кірхгофа:

З урахуванням рівності напруги ДЖ, тобто сума падіння напруги між А1 і А2 буде дорівнювати нулю, тоді приймаємо до уваги умовний напрямок струму і потужності, а рівняння , можна записати

.

З урахуванням прийнятих умов напрямок напрямків струмів рівняння контурних струмів буде мати вигляд

.

Виразимо комплексне значення струму ділянки через комплексне сполученне значення повної потужності і напруги.

, тоді .

Виразимо значення лінійних потужностей ділянок через відомі навантажувальні потужності і потужності головних ділянок за допомогою 1 закону Кірхгофа.

.

Аналогічно можна визначити потужність другої головної ділянки

.

Із структури отриманих виразів видно, що потужність, витікаюча із живлячого пункту дорівнює сумі добутку потужності кожного навантаження на сумарний опір від навантаження до протилежного живлючого пункту (опір протилежних пліч).

Позначимио суму опорів всіх ділянок:

,

тоді в загальному випадку вирази для визначення потужності головних ділянок будуть мати вигляд:

.

При розрахунках рекомендується визначити потужність, витікаючу із обох пунктів живлення. Це дозволяє провести перевірку правильності розрахунків.

.

Після обчислювання потужності на головних ділянках визначається потужність на решті ділянок мережі. В результаті розрахунку потокорозподілення вказують стрілками на розрахунковій схемі фактично спрямованої потужності на окремих ділянках, які можуть співпадати або не співпадати з прийнятими умовними напрямками.

На основі результатів розрахунку знаходять точку потокорозділу. В загальному випадку цих точок може бути дві: за активною потужністю і реактивною потужністю.

На схемах точки потокорозділу за активною потужністю позначають ,

а точки потокорозділу за реактивною потужністю .

Припустимо, для нашої розрахункової схеми точки потокорозділу являється точка b, тоді:

На другому етапі замкнений ланцюг розмикається в точці потокорозділу, при цьому навантаження відповідно вузлу поділяється на дві частини.

Кожна частина навантаження визначається потужністю, яка поступає по приєднаній до неї лінії при дотриманні співвідношення:

.

Для розглядаємого випадку:

, ,

тоді ,

звідки .

Після визначення точки потокорозділу замкнена мережа розділяються на дві розімкнені, які розраховуються по відомій методиці.

Методика розрахунку простих замкнених мереж

при умові нерівності джерел живлення.

Розглянемо методику розрахунку простих замкнених мереж при умові нерівності джерел живлення.

, хай .

Різниця напруги пунктів живлення створює так звані зрівнювальні струми і потужності, що протікають від ДЖ з більшою напругою (U) до ДЖ з меншою напругою (U). Зрівнювальні струми вкрай небажані, так як при цьому збільшуються струми і втрати потужності в мережі. Тому, по можливості, стараються приймати заходи для вирівняння напруги різних джерел.

Значення зрівняльного струму, визваного різницею напруг, може бути представлена:

.

Значення зрівнювальної потужності:

.

Приблизно можна прийняти, що за значення Uф беремо значення:

, або .

Але з достатнім ступенем точності в розрахунках Sур приймають значення:

, .

Розрахунок режимів мережі з двостороннім живленням при нерівності напруги ДЖ можна проводити двома методами:

1. Безпосереднє застосування законів Кірхгофа,

2. Метод накладення.

1. В першому випадку використовують рівняння контурних струмів ( в правій частині якого представляють різницю напруг ):

.

2. В другому випадку визначають і накладають два режими:

1) , знаходять струми на ділянках

2) , знаходять зрівняльні струми і потужності з урахуванням їх напрямків, і тоді фактичні струми на ділянках будуть представляти собою накладення:

Втрати потужності в такій мережі знаходять з урахуванням рівнянь струмів і потужностей.

В однорідних мережах з двостороннім живленням значення потужностей, що витікають з пунктів живлення, можуть бути знайдені за спрощеним виразом:

, де .

Такий вираз значно спрощує і полегшує розрахунок потоку потужності на головних ділянках замкненого ланцюга з використанням довжини ділянок, так як виключає дію з комплексними числами. Це важливо при проектуванні на початковій стадії, коли ще не вибрані перетини проводів (і невідомі їх параметри).

Реальні мережі у відношенні однорідності характеризуються :

1. Лінії з Uном ≤ 35 кВ споруджують, як правило, з перетином дроту, що мало відрізняються один від одного на сусідніх ділянках.

2. Для різних ліній з Uном ≤220кВ використовують різні перетини дротів, але так як цей перетин змінюється в достатньо вузьких межах, а визначаючими параметрами таких ліній є індуктивний опір, такі мережі можна віднести до однорідних.

Питання для самоконтролю.

1. Як правильно підготувати схему ланцюга для розрахунку?

2. Як проводять розрахунки режимів розімкнених мереж «за даними кінця», а в другому випадку – «за даними початку»?

3. Якою є послідовність розрахунку режиму магістральної схеми?

4. В яких мережах розподіл потужності на ділянках являється примусовим?

5. В чому полягаютьособливості розрахунку робочих режимів місцевих

розімкнених мереж?

6. Які мережі називають однорідними та в чому полягають особливості

розрахунку режимів таких мереж?

7. Що називають в замкнених мережах природним (натуральним) розподіленням потужностей, так від чого це розподілення залежить?

8. Як виконують розрахунки режимів простих замкнених мереж?

9. Що таке зрівнювальні струми та який вплив вони мають на роботу мережі з декількома джерелами живлення?

10. Які існують методи для розрахунку режимів мережі з двостороннім живленням при нерівності напруги ДЖ і в чому вони полягають?

Висновки: В результаті засвоєння матеріалу студенти повинні мати уяву про особливості методів розрахунку робочих режимів електричних мереж та вміти їх використовувати.

ЛЕКЦІЯ № 9. РОЗРАХУНОК РЕЖИМІВ СКЛАДНОЗАМКНЕНИХ ЕЛЕКТРИЧНИХ МЕРЕЖ.

Актуальність : засвоення основ для розуміння алгоритмів розрахунку режимів в складнозамкнених електричних мережах.

План:

1. Загальні положення .

2. Стисла характеристика методів розрахунку робочих режимів

складнозамкненої мережі.

3. Особливості розрахунку складнозамкненої мережі при декількох живлячих пунктах.

4. Розрахунок робочих режимів складнозамкнених мереж на ЕОМ.

Читайте також:

1. Види діелектричних втрат
2. Види електричних травм
3. Види електричних травм та дії електричного струму на людину.
4. Види електричних травм.
5. Види електричних травм.
6. Види електричних уражень.
7. Визначення зони розсіяння центра електричних навантажень.
8. Визначення та класифікація електричних переходів
9. Вимірювання активної потужності у трифазних електричних колах
10. Вимірювання електричних величин трифазної системи
11. Вимірювання реактивної потужності у трифазних електричних колах
12. Виробництво сталі в електричних печах

Переглядів: 2350