Manualul de instruire oferă exemple de soluții pentru toate sarcinile tipice principale pentru calculul rețelelor electrice întâlnite în cursul și designul diplomelor. Sunt oferite informații scurte teoretice și literatură, pe care se recomandă să le studiezi înainte de rezolvarea problemelor.
Acesta este conceput pentru munca independentă a studenților cu normă întreagă și, în special, de corespondență, în direcția 551700 și a specialității 1004.
Departamentul de Energie Electrică din Agricultură al Universității de Stat Agroengineering din Saratov;
Ch. inginer energetic al SA "Saratovneftegaz" A.M. Efimov.
Universitatea Tehnică de Stat din Saratov
La începutul fiecărui capitol este prezentată o scurtă referire teoretică, explicând metodele de rezolvare a problemelor incluse în ea, precum și referiri la literatură în care se poate găsi o descriere detaliată a teoriei și o explicație a metodelor de rezolvare.
DETERMINAREA PARAMETRILOR ELEMENTELOR
Elementele principale care formează o rețea electrică în totalitate sunt liniile electrice și stațiile de transformare. Pentru a calcula modul electric al rețelei (fluxurile de energie în secțiuni, tensiunile la punctele nodurilor, curenții etc.), este necesar să cunoaștem parametrii lor.
Sub parametrii liniilor de transmisie înțeleg rezistență și reactanța de fire (sau fire conductoare, dacă linia de cablu), precum și de conducere activă și reactivă între conductorii și între conductorii și pământul, care iau în considerare curentul de scurgere prin izolație și capacitatea electrică de descărcare corona. Toți parametrii sunt prezentați pe o singură fază. Există două opțiuni pentru prezentarea acestor parametri: parametrii liniare și parametrii circuitului de înlocuire. Parametrii ansă reflectă proprietățile liniei pe unitate de lungime (de obicei un kilometru) și parametrii circuitului echivalent - proprietățile întregii linii. Strict vorbind, orice linie de transport ar trebui să fie furnizate ca o linie cu parametrii distribuiți, pentru că, datorită în mare măsură, acesta se produce fenomene val. Dar, în acest caz, calculul regimurilor este semnificativ mai complicat. Prin urmare, în practică, pentru liniile de până la 300 ... 400 km (linia în mod normal, tensiunea de rețea de alimentare de 35 ... 220 kW și o distribuție linie de rețea 6 ... 35 kV) fenomene de unda din cauza simptomelor lor foarte slabe nu justifică și reprezintă o linie sub forma unui circuit echivalent în formă de U cu parametri lumpedi. Mai mult, pentru a facilita calculul ulterior al regimului electric, se fac și unele simplificări suplimentare. Astfel, în liniile aeriene de 35 kV este ignorat conductivitate capacitiv și în liniile de până la 220 kV nu este considerată activă și conductivitate. În cazul în care capacitatea este luată în considerare, este convenabil să-l ia în considerare nu sub formă de conducere, și sub forma unei puteri așa-numita încărcare. Pentru liniile sistemică și linii de interconexiune cu o lungime considerabilă și o tensiune de 330 kV și mai sus, val de fenomene nu pot fi neglijate, respectiv, și nu pot fi utilizate cu parametrii schemelor de substituție CoC-redotochennymi, astfel încât acestea sunt de obicei calculate pe valori de lungime unitare numai rezistență și reactanța. Trebuie avut în vedere faptul că firele din fazele acestor linii sunt de obicei împărțite. În plus, pentru astfel de linii se determină rezistența de undă, coeficientul de propagare a undelor (valori complexe), precum și puterea naturală și lungimea undei. Parametrii stațiilor sunt determinate de parametrii transformatoarelor lor. Definiția acestora se face pe baza datelor din catalog. Transformatoarele cu două înfășurări sunt reprezentate de un circuit de schimb în formă de L. Când această rezistență și reactanța care prezintă pierderi în înfășurări și pierderile de sarcină conducție activă și reactivă care arată determinat. Pierderile din înfășurări și pierderea de ralanti sunt, de asemenea, parametri. În plus, este adesea mai convenabil să se includă în circuitul de înlocuire pierderea de ralanti în loc de conductivitățile corespunzătoare. Pentru trei înfășurare transformatoare și autotransformatoare și transformatoare cu înfășurări despicate ramură longitudinală a circuitului echivalent este reprezentat ca o stea în care fiecare înfășurare are propriul fascicul. La calcularea parametrilor urmează suflare pentru căutarea în pierderea catalog (sau predefinite) de scurtcircuit și tensiunea de scurtcircuit pentru fiecare înfășurare.
Înainte de a rezolva problemele din acest capitol, se recomandă studierea [1, p.54. 77].
OBIECTIVUL 1.1. Se determină parametrii unui VL-10 kV monocurent realizat cu un fir de grad A-35 cu o distanță geometrică medie între fazele de 1,4 m. Lungimea liniei este de 7,6 km. Creați o schemă pentru înlocuirea liniei.
SOLUȚIE. Determinați rezistența liniară activă a liniei:
Iată rezistivitatea aluminiului;
(Conform GOST 839-80
Determinați reactanța de linie a liniei:
Aici este distanța geometrică medie dintre faze.
Puterea de încărcare a unui VL cu o tensiune de 35 kV sau mai mică nu este de obicei luată în considerare.
Linia de înlocuire a schemei:
Parametrii schemei de substituție:
Iată lungimea liniei.
OBIECTIVUL 1.2. Definirea parametrilor aeriene dublu-circuit de 110 sârmă format AC-120/27 în stâlpi odnostoechny beton cu distanța medie între faze de 3,5 m lungime linie -. 64 km.
SOLUȚIE. Rezistența liniară activă a liniei și diametrul firului sunt determinate de la [3, Tabelul. P.1-2]:
Reactanța de linie a liniei este determinată de [3, Tabele 1-3], efectuând interpolarea corespunzătoare:
Conductivitatea liniară de capacitate a liniei este determinată din [3, Tabelul 1-4]:
(Această valoare poate fi de asemenea determinată prin calcul:
Efectuam circuitul înlocuirii liniei (2 variante) și definim parametrii săi, considerând că linia este cu două lanțuri:
PROBLEMA 1.3 Se determină pentru fiecare unitate de parametrii de lungime de 500 kV singur circuit aeriene realizate cu split fază în trei fire AC-330/43 cu un aranjament de conductori de fază la vârfurile unui triunghi echilateral, cu o distanță între firele de a = 400 mm. fixata linie montat pe metal sprijină cu un aranjament orizontal a fazelor și distanța dintre centrele de fază de 11 m. Pierderile medii active ale puterii corona ia 7,5 kW / km. Lungimea liniei este de 450 km. De asemenea, determinarea coeficientului de rezistență val de propagare a undei, lungimea de undă și putere full-line.
SOLUȚIE. Determinați rezistența liniei active a firului și diametrul său (conform datelor de referință):
Rezistența fazei active a fazei (cu numărul de fire n = 3):
Raza fazei echivalente:
Distanța medie geometrică între faze:
Rezistență inductivă:
Conductivitate continuă capacitivă:
CALCULAREA LINIEI ELECTRICE DE TRANSMISIE
Calcularea regimului oricărui circuit electric implică determinarea tensiunilor din noduri și curenții din ramuri. Atunci când se calculează modurile rețelelor electrice, în loc de curenți, fluxurile de energie în liniile electrice sunt de obicei utilizate. Nu există nicio diferență fundamentală aici, însă această opinie este mai convenabilă, deoarece atât sursele, cât și consumatorii de energie electrică sunt mai des specificate de capacitățile lor. În acest caz, se folosesc legile lui Ohm și Kirchhoff, dar conform ecuațiilor compilate cu referire la fluxurile de putere. După calcularea regimului, se determină curenți, dacă este necesar. Trebuie avut în vedere faptul că în toate formulele folosite, trebuie înlocuită valoarea liniară a tensiunii, rezistența fazelor individuale și fluxurile totale de putere (adică în toate cele trei faze). La calcularea condițiilor liniei de transmisie, sunt de interes 4 valori: tensiunea și puterea la începutul liniei și tensiunea și puterea la sfârșitul liniei. În acest caz, două dintre ele trebuie specificate, iar celelalte două trebuie să fie calculate. Ordinea și metodele de calcul sunt determinate de cantitățile specificate și de cele care trebuie determinate. Această secțiune discută cazurile de calcul, cele mai frecvente în practică, și anume, atunci când puterea țintă și tensiunea de sarcină, precum și puterea și tensiunea de la început pe care doriți să o definiți, sau atunci când o putere predeterminată de sarcină și tensiunea de la început, dar ai nevoie pentru a determina tensiunea de la sfârșitul anului. Adesea, atunci când se calculează condițiile liniei, este de asemenea necesar să se determine pierderile de putere și pierderile de tensiune. Înainte de efectuarea calculelor se recomandă studierea [1, p.97. 116.127. 13 °].
Pentru calcularea modurilor de linii de până la 220 kV se utilizează scheme de substituție cu parametri lumpedi, la tensiuni mai mari este necesar să se ia în considerare fenomenul valurilor. Prin urmare, pentru calcul sunt necesari parametrii liniari, precum și câțiva parametri de undă. Pentru mai multe detalii despre acest lucru vezi [2.с.144. 145].
OBIECTIVUL 2.1. Determinați care tensiune ar trebui să fie menținută la începutul liniei aeriene de 10 kV, parametrii căruia au fost definiți în sarcina 1.1, astfel încât la o sarcină de 25 + j11 A la sfârșitul liniei sa produs o tensiune de 10,2 kV. Găsiți pierderea de putere în linie.
SOLUȚIE. Când rezolvăm, vom folosi valorile de fază ale tensiunilor. Tensiunea la capătul liniei este:
Determinați tensiunea la începutul liniei.
Modul de tensiune de linie la începutul liniei:
Pierderea de putere în linie:
OBIECTIVUL 2.2. Calculați parametrii modului VL-110 kV luați în considerare în problema 1.2, care furnizează sarcină de 45 + j20 MVA. Tensiunea la capătul liniei este de 108 kV.
SOLUȚIE. Oferim schema de înlocuire a liniei.
Deoarece se specifică tensiunea exactă la sfârșitul liniei, specificăm puterea de încărcare de la capătul liniei:
Puterea de la capătul liniei este determinată de prima lege a lui Kirchhoff.
Acum determinați pierderea de putere în linie:
Prin prima lege Kirchhoff determinăm puterea de la începutul liniei:
Determinăm componentele longitudinale și transversale ale căderii de tensiune în linie:
Se constată tensiunea la începutul liniei și unghiul de schimbare a fazei dintre tensiunile la capăt și la începutul liniei:
Și acum, pentru comparație, găsim aproximativ tensiunea la începutul liniei, ținând cont doar de componenta longitudinală a căderii de tensiune:
Eroarea este mai mică de 0,06%. Acest lucru confirmă fezabilitatea determinării pierderii de tensiune în liniile de până la 220 kV aproximativ, numai pe componenta longitudinală a căderii de tensiune.
Având în vedere capacitatea de încărcare de la începutul liniei, găsim puterea "care curge" din partea substației de alimentare:
OBIECTIVUL 2.3. Din stația de coborâre a carierei, pe ale cărei autobuze se menține tensiunea de 119 kV, circuitul HVL-110 kV cu două circuite se îndepărtează, parametrii schemei de substituție sunt definiți în sarcina 1.2. Linia alimentează încărcătura. Calculați parametrii electrici ai liniei și determinați eficiența liniei. transmisia de putere.
SOLUȚIE. Realizăm decizia în două etape. În primul rând, se deplasează de la capătul liniei de la început, vom determina fluxul de putere, presupunând egală cu tensiunea nominală. Apoi, trecând de la început până la sfârșit, determinăm pierderea de tensiune în linie și tensiunea la sfârșit.
Puterea la sfârșitul liniei:
Pierderea de putere în linie:
Puterea la începutul liniei:
Pierderea tensiunii în linie (determinată din datele de pornire):
Tensiune la sfârșitul liniei:
Definiți factorul de eficiență. transmisia de putere.
OBIECTIVUL 2.4. Prin linia de 500 kV, linii de transmisie de interconectare, parametrii care sunt discutate în Problema 1.3, cele mai mari sarcini în modul de la o substație de recepție este alimentat cu energie 620 + j180 MVA, dar in cel mai mic mod de încărcare 240 + MVA J110. Tensiunea la capătul liniei în aceste moduri este de 522 kV și respectiv 504 kV. Găsiți tensiune și putere de la începutul liniei, unghiul dintre vectorii de tensiune la începutul și la sfârșitul liniei și puterea reactivă generată de o linie în aceste moduri. Pierderile active din linie sunt neglijate.
SOLUȚIE. Deoarece lungimea liniei în cauză este semnificativ mai mare de 300 km, conform [1], este necesar să se ia în considerare parametrul de distribuție, astfel încât să nu efectueze calcul al circuitului echivalent, reprezentând o linie a unui pasiv patru. Pentru el au următoarele relații:
Coeficienții rețelei cu patru terminale sunt determinate de [2, Tabelul 6.84].
Găsiți curenții de la capătul liniei în ambele moduri.
Determinăm tensiunea, curentul și puterea de la începutul liniei în modul de sarcini mai mari:
Aici: - lungimea undei liniei (pe baza rezultatelor rezolvării problemei 1.3).
- rezistența la valuri a liniei (acceptată pur activă, deoarece linia nu are pierderi).
Același lucru, în modul de încărcare minimă:
Determinăm unghiurile dintre vectorii de tensiune la începutul și la sfârșitul liniei și puterea reactivă generată de linie.
În modul de sarcini mai mari:
În modul de încărcare minimă:
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: