Расчёт электросетей

Задача №1

Исходные данные помещены в таблицу №1

Таблица№1.

Решение.

На рисунке 1 изображена схема замещения для линии напряжением 35кВ, где пренебрегаем проводимостью линии

Рис.1 Схема замещения линии

Определим ток в нормальном режиме работы линии по формуле:

где S_эс – полная мощность электростанции равная модулю от данной мощности на шинах т.е.

S_эс=(14²+8²)^1/2 = 16,1МВА

I_норм= 16100 / (2*1,732*35) = 132,8А

Допустимая по нагреву величина тока для данного провода I_доп=380 > I_норм для нормального режима условие выполняется .

Для аварийного режима работы проверим допустимый ток провода:

I_доп >I_a_в=2 I_норм или I_доп >2*132,8=265,6А условие выполняется и для аварийного режима.

Расчёт параметров схемы замещения.Активное сопротивление:

R=r₀l =0.245*15=3.675 Ом

Индуктивное сопротивление:

Х= х₀l = 0.4*15=6 Ом

Расчёт мощности протекающей по ЛЭП сведём в таблицу 2.

Таблица 2.

Наименование участка	Мощность и потери мощности
Наименование участка	Активная , МВт	Реактивная МВар
Мощность в начале линии	14	8
Потери мощности в линии	(14² + 8² )*3,675/2 = 0,36 Р=36,5²	(14² + 8² )*6/2 = 0,58 jQ=36,5²
Мощность в конце линии	Р_к.л. = 14-0,36=13,64	jQ_К.Л = 8-0,58 =7,42

Задача 2

Тип трансформаторов ТМН 6300/35

Номинальная мощность трансформатора S_ном = 6,3МВА;

Номинальные напряжения обмоток U_номВН = 35кВ ; U_номНН=11кВ

Рис 2. Схема замещения ПС.

Решение.

Эквивалентные сопротивления трансформаторов:

Активное сопротивление:

Реактивное сопротивление:

Потери мощности в стали для двух трансформаторов ПС:

Р_0экв = 2*Р₀ = 2* 8= 16кВт

Q__.экв = 2* Q__.= 2*I₀*S_ном / 100 = 2*0,8*6300/100 = 100кВт

Расчёт задачи выполним в таблице3:

Таблица 3.

Наименование участка	Мощность и потери мощности
Наименование участка	Активная , МВт	Реактивная МВар
Мощность поступающая в трансформаторы	13,64	7,42
Потери мощности в стали(потери холостого хода)	Р_0экв = 0,016	Q__.экв =0,1
Мощность поступающая в обмотку ВН	Р_н.звТ = 13,64-0,016=13,624	jQ_н.звТ = 7,42-0.1=7.32
Потери мощности в сопротивлениях обмотки	Р = (13,624²+7.32²)0.72=0.1435²	jQ=(13,624²+7.32²)1.16=0.22 35²
Мощность поступающая на шины НН понижающей ПС	Р_НН = 13,624-0,14=13,5	jQ_НН = 7,32-0,22=7,1

Задача 3

Аварийный режим, выход из строя одного трансформатора ПС.

Решение.

Т.к. в аварийном режиме не работает один трансформатор, то параметры ЛЭП не изменятся и баланс мощностей останется прежним (таблица 2). Изменится баланс мощностей на понижающей ПС и другие параметры схемы замещения.

Эквивалентные сопротивления рабочего трансформатора:

Активное сопротивление:

Реактивное сопротивление:

Потери мощности в стали для одного трансформатора ПС:

Р_0экв = Р₀ = 8кВт

Q__.экв = Q__.= I₀*S_ном / 100 = 0,8*6300/100 = 50кВт

Расчёт задачи выполним в таблице4:

Таблица 4.

Наименование участка	Мощность и потери мощности
Наименование участка	Активная , МВт	Реактивная МВар
Мощность поступающая в трансформаторы	13,64	7,42
Потери мощности в стали(потери холостого хода)	Р_0экв = 0,008	Q__.экв =0,05
Мощность поступающая в обмотку ВН	Р_н.звТ = 13,64-0,008=13,632	jQ_н.звТ = 7,42-0.05=7.37
Потери мощности в сопротивлениях обмотки	Р = (13,632²+7.37²)1.44=0.2835²	jQ=(13,632²+7.37²)2,32=0.45 35²
Мощность поступающая на шины НН понижающей ПС	Р_НН = 13,632-0,28=13,352	jQ_НН = 7,37-0,45=6,92

Задача № 4

Напряжение на шинах ЭС в нормальном и аварийном режимах будет U_эс^нор =36,5кВ, U_эс^ав=37,5 соответственно.

Решение.

1. Расчёт напряжений для нормального режима работы ПС.

Напряжение в конце линии ЛЭП:

U^ПС_ВН = 36,5 - (14*3,675/2 + 8*3)/36,5=35,1кВ

Напряжение на шине НН ПС приведённое к обмотке ВН определяется по формуле:

U^норм_расчНН = 35,1 – (13,624*0,72+7,32*1,16) / 35= 34,6кВ

2. Расчёт напряжений для аварийного режима работы ПС.

Напряжение в конце линии ЛЭП:

Последним вычитаемым можно пренебречь поэтому получим:

U^ПСав_ВН = 37,5 - (14*3,675/2 + 8*3)/37,5=36,2кВ

Напряжение на шине НН ПС приведённое к обмотке ВН определяется по формуле:

U^ав_расчНН = 36,2 – (13,632*1,44+7,37*2,32) / 35= 35,2кВ

Задача №5

U^ав_расчНН = 35,2кВ U^норм_расчНН = 34,6кВ;

Решение.

Определим номинальный коэффициент трансформации:

k_ном = U_номВН / U_номНН=35 / 11 = 3,18

Действительные напряжения на шинах НН при нормальном и аварийном режимах с относительным числом витков w^ВН_р=1 будут:

U^норм_ДейсНН = U^норм_расчНН / k_ном = 34,6 / 3,18 = 10,88 кВ <1.05 U_номНН=11,6кВ,

но подходит по условию для минимальной нагрузки т.е. менее 100% от номинального напряжения

U^ав_ДейсНН = U^ав_расчНН / k_ном = 35,2 / 3,18 = 11,07 кВ<1.05 U_номНН

Приходим к выводу о необходимости использования РПН

Определим нужную ступень регулирования для обоих режимов:

w^ВНнор_р = ( U^норм_ДейсНН – U_жел)100 / U_номНН = (10,88-11,6) 100 / 11 = -6,5%

w^ВНав_р = ( U^ав_ДейсНН – U_жел)100 / U_номНН = (11,07-11,6) 100 / 11 = -4,8%

По результатам расчёта выбираем стандартные ступени регулирования с относительными числами витков: w^ВНнор_р =0,925 и w^ВНав_р =0,94.

Расчёт коэффициентов трансформации при работе на выбранных ответвлениях:

k^норм_Т = 3,18*0,925 = 2,94 ; k^ав_Т = 3,18*0,94 = 2,99

Определим действительные напряжения при работе на выбранных ответвлениях:

U^норм_НН = 34,6 / 2,94 = 11,77 кВ> 11.6кВ

U^ав_расчНН = 35,2 / 2,99 = 11,77> 11.6 кВ

Выбранные стандартные ступени регулирования удовлетворяют предъявляемым требованиям по величине напряжения на обмотках НН ПС для нормального и аварийного режимов работы.