Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника


Расчет параметров схем замещений линий и трансформаторов.




Схема замещения линий:

 

Схема замещения двухобмоточного трансформатора:

 

Схема замещения трехобмоточного трансформатора:

 

3.1. Расчет параметров схем замещений линий.

3.1.1.Расчет производится пол следующим формулам:

1) Активное сопротивление линии, Ом:

ri,j= r0· li,j,

где r0– удельное активное сопротивление, Ом;

r0= ρ0/ Fст ,

где ρ0 = 31,5 Ом·мм2/км;

Fст– стандартное сечение провода.

2) Индуктивное сопротивление линии, Ом:

Xi,j= X0· li,j,

где X0– удельное индуктивное сопротивление, Ом;

X0= 0,1445·lg(Dср/Rэкв) + 0,0156/n ,

где Dср – среднегеометрическое расстояние между фазными проводами, м;

для ВЛ – 35кВ Dср=4м,

для ВЛ – 110кВ Dср=5м.

Rэкв– эквивалентный радиус провода, м;

n – число проводов в фазе;

при n=1 Rэкв= Rп,

где Rп– радиус провода, м.

3) Емкостная проводимость линии, См:

bi,j= b0· li,j,

где b0– удельное активное сопротивление, См/км;

b0= 7,58·10-6/ lg(Dср/Rэкв).

3.1.2. Расчет параметров схемы замещения для линии :

r0(1,2)= 31,5/185 = 0,170 Ом/км,

r0(3,4)= 31,5/70 = 0,45 Ом/км,

r0(3,5)= 31,5/70 = 0,45 Ом/км,

r0(4,5)= 31,5/35 = 0,9 Ом/км,

 

rл1,2= 0,170 · 70 = 11,9 Ом,

rл3,4= 0,45 · 22 = 9,9 Ом,

rл3,5= 0,45 · 20 = 9 Ом,

rл4,5= 0,9 · 16 = 14,4 Ом,

 

X О 1,2= 0,1445·lg(5/0,0094) + 0,0156/1= 0,409 Ом/км,

X О 3,4= 0,1445·lg(4/0,0057) + 0,0156/1= 0,427 Ом/км,

X О 3,5= 0,1445·lg(4/0,0057) + 0,0156/1= 0,427 Ом/км,

X О 4,5= 0,1445·lg(4/0,0042) + 0,0156/1= 0,446 Ом/км,

 

XЛ 1,2= 0,409 · 70= 28,63 Ом,

XЛ 3,4= 0,427 · 22= 9,394 Ом,

XЛ 3,5= 0,427 · 20 = 8,54Ом,

XЛ 4,5= 0,446 · 16 = 7,136 Ом,

 

b0 1,2= 7,58·10-6/ lg(5/0,0094) = 2,78·10-6См/км,

b0 3,4= 7,58·10-6/ lg(4/0,0057) = 2,66·10-6См/км,

b0 3,5= 7,58·10-6/ lg(4/0,0057) = 2,66·10-6См/км,

b0 4,5= 7,58·10-6/ lg(4/0,0042) = 2,54·10-6См/км,

 

bЛ 1,2= 2,78·10-6· 70 = 194,6·10-6 См.

bЛ 3,4= 2,66·10-6· 22 =58,52·10-6 См.

bЛ 3,5= 2,66·10-6· 20 = 53,2·10-6 См.

bЛ 4,5= 2,54·10-6· 16 = 40,64·10-6 См.

 

3.1.3. Результаты расчета представлены в таблице №2.

Таблица №2.

№ узлов огранич. линию Тип провода Длина (км) Сопротивление проводов Проводимость
r0(Ом/км) rл (Ом) X0(Ом/км) Xл (Ом) b0(мкСм/км) bл (мкСм)
1,2 АС-185 0,170 11,9 0,409 28,63 2,78 194,6
3,4 АС-70 0,45 9,9 0,427 9,394 2,66 58,52
3,5 АС-70 0,45 0,427 8,54 2,66 53,2
4,5 АС-35 0,9 14,4 0,446 7,136 2,54 40,64

 

3.2. Расчет параметров схем замещения трансформаторов.

Параметры выбранных трансформаторов приведены в таблице №3.

Таблица №3.

№ Тр-ра Тип тр-ра Sном, (МВ·А) Uном, (кВ) Pк, (кВт) Pх, (кВт) Uк, (%) Iх.х., (%)
Т(4,7) ТМН-6300/35/6,3 6,3 46,5 7,5 0,8
Т(5,8) ТМН- 4000/35/6,3 33,5 5,6 7,5 0,9
Т(2,3,6) ТДТН- 25000/115/38,5/11 28,5 10,5/17,5/6,5 0,7

 

 

3.2.1. Расчет параметров схемы замещения двухобмоточного трансформатора Т(4,7):

1) Активное сопротивление трансформатора

rт= Pк·U2ном/ S2ном,

где Pк– потери КЗ, кВт;

Uном– номинальное напряжение, кВ;

Sном– номинальная мощность трансформатора, кВ·А.

rт= 46,5·352/63002= 1,4 Ом.

2) Индуктивное сопротивление трансформатора

Xт= (Uк%/100)· U2ном/ Sном,

где Uк– напряжение КЗ, %;

Xт= (7,5%/100)· 352/ 6300 = 14,58 Ом.

3) Емкостная проводимость трансформатора

bт= (Iх.х%/100)· Sном/ U2ном,

где Iх.х– ток холостого хода, %;

bт= (0,8%/100)· 6300/ 352=41,14·10-6 См.

4)

gт= Pх/U2ном,

где Pх– потери холостого хода, кВт;

gт= 8/352= 6,53·10-6 См.

3.2.2. Расчет параметров схемы замещения двухобмоточного трансформатора Т(5,8):

1) Активное сопротивление трансформатора

rт= Pк·U2ном/ S2ном,

где Pк– потери КЗ, кВт;

Uном– номинальное напряжение, кВ;

Sном– номинальная мощность трансформатора, кВ·А.

rт= 33,5·352/40002= 2,56 Ом.

2) Индуктивное сопротивление трансформатора

Xт= (Uк%/100)· U2ном/ Sном,

где Uк– напряжение КЗ, %;

Xт= (7,5%/100)· 352/ 4000 = 22,97 Ом.

3) Емкостная проводимость трансформатора

bт= (Iх.х%/100)· Sном/ U2ном,

где Iх.х– ток холостого хода, %;

bт= (0,9%/100)· 4000/ 352=29,39·10-6 См.

4)

gт= Pх/U2ном,

где Pх– потери холостого хода, кВт;

gт= 5,6/352= 4,57·10-6 См.

 

3.2.3. Расчет параметров схемы замещения трехобмоточного трансформатора Т(2,3,6).

1) Активное сопротивление трансформатора

Принимаем соотношение мощностей трансформатора как 100/100/100, тогда ΔРк в-с= ΔРк с-н= ΔРк в-н, в этом случае:

rв-с= rс-н= rв-н= ΔРк в-с· U2ном/ S2ном= 200· 1152/ 250002=4,23 Ом;

rв= rс= rн= rв-с/2 = 4,23/2 = 2,115 Ом.

2) Индуктивное сопротивление трансформатора

Xв-с= (Uк в-с%/100)·U2ном/ Sном=(10,5%/100)·1152/25000 = 55,54 Ом;

Xв-н= (Uк в-н%/100)·U2ном/ Sном=(17,5%/100)·1152/25000 = 92,57 Ом;

Xс-н= (Uк с-н%/100)·U2ном/ Sном=(6,5%/100)·1152/25000 = 34,38 Ом;

Xв= (Xв-с+ Xв-н - Xс-н)/2 =(55,54+92,57 – 34,38)/2 = 56,865 Ом;

Xс= (Xв-с+ Xс-н - Xв-н)/2 =(55,54+34,38 – 92,57)/2 = - 1,325 Ом;

Xн= (Xв-н+ Xс-н - Xв-с)/2 =(92,57+34,38 – 55,54)/2 = 37,705 Ом;

3) Емкостная проводимость трансформатора

bт= (Iх.х%/100)· Sном/ U2ном= (0,7%/100)·25000/1152= 13,23·10-6 См.

4)

gт= Pх/U2ном= 28,5/1152= 2,15·10-6 См.

 

 

3.2.4. Таблица параметров схем замещения трансформаторов. Таблица №4.

Параметры Тип трансформатора
ТМН-6300/35/6,3 ТМН- 4000/35/6,3 ТДТН- 25000/115/38,5/11
rт(Ом) 1,4 2,56  
Xт(Ом) 14,58 22,97  
bт(мкСм) 41,14 29,39 13,23
gт (мкСм) 6,53 4,57 2,15
rв-с(Ом)     4,23
rс-н(Ом)     4,23
rв-н(Ом)     4,23
rв(Ом)     2,115
rс(Ом)     2,115
rн(Ом)     2,115
Xв-с(Ом)     55,54
Xв-н(Ом)     92,57
Xс-н(Ом)     34,38
Xв(Ом)     56,865
Xс(Ом)     - 1,325
Xн(Ом)     37,705

 

 

4. Схема замещения с нанесенными на нее параметрами.

Задача №2.

Для схемы приведенной на рисунке 1, и по полученным данным в задаче №1:

1. Рассчитать потоки в линиях с учетом потерь мощности в линиях и трансформаторах.

2. Привести параметры схемы замещения к одному напряжению и представить их в таблице.

3. Рассчитать напряжение в узлах в приведенных и фактических величинах.

4. Представить параметры режимов на схеме замещения.

 

Решение.

1.Расчет потоков в линиях с учетом потерь в линиях и трансформаторах.

1.1.Режим наибольшей нагрузки.

При расчете режима наибольшей нагрузки мощность принимается равной Sном

1.1.1. Расчет потерь в трансформаторах.

№ Тр-ра Тип тр-ра Sном, (МВ·А) Uном, (кВ) Pк, (кВт) Pх, (кВт) Uк, (%) Iх.х., (%)
Т4(4,7) ТМН-6300/35/6,3 6,3 46,5 7,5 0,8
Т5(5,8) ТМН- 4000/35/6,3 33,5 5,6 7,5 0,9
Т2(2,3,6) ТДТН- 25000/115/38,5/11 28,5 10,5/17,5/6,5 0,7

 

1) Двухобмоточные.

Т(4,7):

ΔPт4= ΔPк· (Sн/Sном)2+ ΔPх= 46,5·(5000/6300)2+ 8 =37,29 кВт;

ΔQт4= (Uк%/100)· (S2н/Sном)+(Iх%/100)·Sном,

ΔQт4= (7,5/100)· (50002/6300)+(0,8/100)·6300 =348 квар.

ΔSТ4= ΔPТ4+ j ΔQТ4, ΔSТ4=(37,29+j348) квар

 

Т(5,8):

ΔPт5= ΔPк· (Sн/Sном)2+ ΔPх= 33,5·(3000/4000)2+ 5,6 =24,44 кВт;

ΔQт5= (Uк%/100)· (S2н/Sном)+(Iх%/100)·Sном,

ΔQт5= (7,5/100)· (30002/4000)+(0,9/100)·4000 =204,75 квар.

ΔSТ5= ΔPТ5+ j ΔQТ5, ΔSТ5= (24,44+j204,75) квар

 

2) Трехобмоточные.

Т(2,3,6)

ΔPтт=ΔPк1·(Sн1/Sном)2+ ΔPк2·(Sн2/Sном)2+ ΔPк3·(Sн3/Sном)2+ ΔPх,

где ΔPк1, ΔPк2, ΔPк3– потери мощности КЗ в обмотках ВН, СН, НН соответственно, кВт;

ΔPк1=ΔPк2=ΔPк3= ΔPк/2 = 200/2 = 100 кВт;

Sн1, Sн2, Sн3– мощность обмоток ВН, СН, НН, кВ·А;

ΔPтт=100·(17000/25000)2+100·(8000/25000)2+100·(9000/25000)2+140=209,4 кВт,

ΔQтт=(Uк1%/100)·(S2н1/Sном)+(Uк2%/100)·(S2н2/Sном)+(Uк3%/100)·(S2н3/Sном)+ +(Iх%/100)·Sном,

где Uк1, Uк2, Uк3– напряжение КЗ в обмотках ВН, СН, НН, %;

Uк1= (Uк в-с+ Uк в-н – Uк с-н)/2 =(10,5+17,5–6,5)/2 = 10,75 %;

Uк2= (Uк в-с+ Uк с-н – Uк в-н)/2 =(10,5+6,5–17,5)/2 = - 0,25 %;

Uк3= (Uк в-н+ Uк с-н – Uк в-с)/2 =(17,5+6,5–10,5)/2 = 6,75 %;

ΔQтт=(10,75%/100)·(170002/25000)+(-0,25%/100) ·(80002/25000)+ +(6,75%/100)·(90002/25000)+ +(0,7%/100)·25000=1,642 Мвар.

ΔSТ2= ΔPТ2+ j ΔQТ2, ΔSТ2= (209,4+j1642) квар

 

Режим наименьшей нагрузки.

При расчете режима наименьшей нагрузки мощность принимается равной 0,5Sном.. .Расчёт производится аналогично расчету режима наибольшей нагрузки.

Результаты расчетов потерь мощности в трансформаторах в режиме наибольших и наименьших нагрузок приведены в таблице

 

№ тр-ра Тип тр-ра Наибольшая нагрузка Наименьшая нагрузка
∆P+j∆Q, кВар ∆P+j∆Q, кВар
Т4(4,7) ТМН-6300/35/6,3 37,29+j348 15,322+j124,8
Т5(5,8) ТМН- 4000/35/6,3 24,44+j204,75 10,3 +j78,188
Т2(2,3,6) ТДТН- 25000/115/38,5/11 209,4+j1642 157,36+j541,95

 

 

1.1.2. Расчет потерь и потоков в линии.

Найдём зарядную мощность линий.

Q1,2= U2· bл= (110)2·194,6 =2,354 Мвар;

Q3,4= U2· bл= (35)2· 58,52=0,072Мвар;

Q3,5= U2· bл= (35)2·53,2 =0,065 Мвар;

Q4,5= U2· bл= (35)2·40,64=0,05 Мвар;

 

Р2 = 19,8 МВт Р6 = 8,1 МВт Р7 = 4,6 МВт Р8 = 2,76 МВт   МВар МВар МВар МВар  

Дальнейшие расчёты проводим с использованием комплексной формы записи мощностей нагрузок.

 

S2= Р2+ jQ2, S6= Р6+ jQ6, S7= Р7+ jQ7, S8= Р8+ jQ8,   S2= (19,8+j9,59) МВ·А. S6= (8,1+j3,923) МВ·А. S7= (4,6+j1,96) МВ·А. S8= (2,76+j1,176) МВ·А.    

Эквивалентная нагрузка узлов с учётом потерь в трансформаторах и зарядной мощности линий.

S4Э= Р7+jQ7+ΔPт4+ jΔQт4- j[(Q3,4+ Q4,5)/2],

S5Э= Р8+jQ8+ΔPт5+ jΔQт5- j[(Q3,5+ Q4,5)/2],

S4Э=

S5Э=

1) Радиальные линии.

Расчет производится по формулам:

ΔPл=[(Р2н+Q2н)/ U2ном]·rл,

ΔQл=[(Р2н+Q2н)/ U2ном]·Хл.

Для линии 1,2:

S(к)4,6= S6= Р6+ jQ6,

Р6= S6· cosφ = 8·0,9 = 7,2 МВт;

Q6= S6· sinφ = 8·0,44 = 3,52 Мвар;

ΔP4,6=[(72002+35202)/ 352]·5,26 = 275,6 кВт;

ΔQ4,6=[(72002+35202)/ 352]·8,18 = 428,9 квар;

S(н)4,6= S(к)4,6+ ΔP4,6+ ΔQ4,6- Q4,6,

где Q4,6– зарядная мощность линии, квар;

Q4,6= U2· bл= (35·103)2·56·10-6=68,6 квар;

S(н)4,6= 7200+j3520+275,6+j428,9 – j68,9 = 7,48+j3,88 МВ·А.

2) Кольцевые линии.

S2Э= S(н)4,6+ ΔPтт+ jΔQтт- j[(Q1,2+ Q2,3)/2],

где Q1,2,Q2,3- зарядная мощность линии, Мвар;

S2Э=7,48 +j3,88+0,185+ j9,37 - j[(1,3+1,6)/2]=7,67+j11,8 МВ∙А.

S3Э= Р7+jQ7+ΔPт+ jΔQт- j[(Q7+ Q2,3)/2],

где Р7= S7· cosφ = 20·0,85 = 17 МВт;

Q7= S7· sinφ = 20·0,53 = 10,6 Мвар;

S3Э= 17+j10,6+0,096+ j0,313 - j[(10,6+ 1,6)/2]=17,1+j4,81 МВ∙А.

 

S3Э∙(Z1,2+ Z2,3) +S2Э∙ Z1,2

S1,3= ------------------------------------

Z1,2+ Z1,3+ Z2,3

 

(17,1+j4,81)∙(10,52+j16,92+22,5+j22,05) +(7,67+j11,8)∙( 10,52+j16,92)

S1,3= ------------------------------------------------------------------------- =14,19+j6,62 МВ∙А.

10,52+j16,92+10,52+j16,92+22,5+j22,05

 

S2Э∙(Z1,3+ Z2,3) +S3Э∙ Z1,3

S1,2= ------------------------------------

Z1,2+ Z1,3+ Z2,3

 

(7,67+j11,8)∙(10,52+j16,92+22,5+j22,05) +(17,1+j4,81)∙( 10,52+j16,92)

S1,2= ------------------------------------------------------------------------- =-10,5 - j10,14 МВ∙А.

10,52+j16,92+10,52+j16,92+22,5+j22,05

S2,3= S1,3- S3Э= 14,19+j6,62 - 17,1-j4,81= -2,91+j1.81 МВ∙А.

S1Э= S1,2+ S1,3+ΔS1,2+Δ S1,3- j[(Q1,2+ Q1,3)/2],

где ΔS1,2= ΔP1,2+ ΔQ1,2,

ΔP1,2= ([(-10,5∙106)2+(-10,14∙10106)2] / [110∙103]2)∙10,52=0,19МВт;

ΔQ 1,2= ([(-10,5∙106)2+(-10,14∙10106)2] / [110∙103]2)∙16,92=0,3Мвар;

ΔS1,3= ΔP1,3+ ΔQ1,3,

ΔP1,3= ([(14,19∙106)2+(6,62∙10106)2] / [110∙103]2)∙10,52=0,21МВт;

ΔQ 1,3= ([(14,19∙106)2+(6,62∙10106)2] / [110∙103]2)∙16,92=0,34Мвар;

S1Э= -10,5-j10,14+14,19+j6,62+0,19+j0,3+0,21+j0,34-j1,3=4,09 - j4,18 МВ∙А.

1.2.Режим наименьшей нагрузки

При расчете режима наименьшей нагрузки мощность принимается равной 0,5 Sном.

Расчет производится аналогично расчету режима наибольшей нагрузки.

 

В таблице № 4 приведены значения активной и реактивной мощности в начале и конце линий для наибольшей и наименьшей нагрузки.

Таблица №4

  №линии   Потоки мощностей МВ∙А.
Наибольшая нагрузка Наименьшая нагрузка
Начало линии Конец линии Начало линии Конец линии
Актив. Реактив. Актив. Реактив. Актив. Реактив. Актив. Реактив.
1-2 -10,31 -11,14 -10,5 -10,14 5,14 1,7 5,11 2,95
1-3 14,4 5,66 14,19 6,62 7,27 1,13 7,22 2,35
2-3 -2,89 0,23 2,91 1,81 -1,33 -1,61 -1,34 -0,02
4-6 7,48 3,88 7,2 3,52 3,67 1,8 3,6 1,76

 

2. Привести параметры схемы замещения к одному напряжению и представить их в таблице №5,6.

Приводим к напряжению 110 кВ.

Правило приведения:

При приведении сопротивления к более низкому напряжению величина сопротивления делится на квадрат коэффициента трансформации, а проводимости умножаются на эту величину.

При приведении параметров от низшего к более высокому напряжению величина сопротивления умножается на квадрат коэффициента трансформации, а проводимости делится на эту величину.

Для линии 4,6:

Uном=35кВ, находим коэффициент трансформации, кт:

кт= 110/35=3,143; кт2=9,878.

r,4,6= r4,6∙ кт2=5,26∙9,878=51,96 Ом;

Х,4,6= Х4,6∙ кт2=8,18∙9,878=80,8 Ом;

b,4,6= b4,6/ кт2=56∙10-6/ 9,878=5,67∙10-6Cм.

Для остальных линий и трансформаторов приведенные параметры представлены в таблицах №5,6.

 

Таблица №5.

№ узлов огранич. линию Коэффициент трансформации, кт Сопротивление проводов Проводимость
rл (Ом/км) r,л (Ом) Хл(Ом/км) Х,л (Ом) bл(мкСм/км) b,л (мкСм)
1,2 10,52 10,52 16,92 16,92
1,3 10,52 10,52 16,92 16,92
2,3 22,5 22,5 22,05 22,05
4,6 3,143 5,26 51,96 8,18 80,8 5,67

 

Таблица№6.

Параметры Тип трансформатора   Тип трансформатора (с приведенными параметрами)
ТД- 40000/121/10,5 ТДТН-40000/115/38,5/11 ТД- 40000/121/10,5 ТДТН-40000/115/38,5/11
rт(Ом) 1,6   15,8  
Xт(Ом) 38,43   379,61  
bт(мкСм) 17,76 24,2 1,8 24,2
gт (мкСм) 3,55 4,76 0,36 4,76
rв-с(Ом)   1,65   1,65
rс-н(Ом)   1,65   1,65
rв-н(Ом)   1,65   1,65
rв(Ом)   0,825   0,825
rс(Ом)   0,825   0,825
rн(Ом)   0,825   0,825
Xв-с(Ом)   34,72   34,72
Xв-н(Ом)   56,21   56,21
Xс-н(Ом)   19,84   19,84
Xв(Ом)   35,55   35,55
Xс(Ом)   -0,83   -0,83
Xн(Ом)   20,67   20,67

 

3.Рассчитать напряжение в узлах в приведенных и фактических величинах.

 

 

 

U1=1,1 110 = 121 кВ

 

 

Напряжения в других узлах рассчитываются аналогично данному примеру.

Результаты расчета напряжений в узлах в режиме наибольшей и наименьшей нагрузки сведены в Таблицу №7.

 

Таблица№7

  Напряжение в узле в режиме max нагрузки Напряжение в узле в режиме min нагрузки
№ узла Приведенное кВ Фактическое кВ Приведенное кВ Фактическое кВ
123,7 123,7 120,25 120,25
118,76 118,76 120,13 120,13
122,38 38,94 119,64 38,07
119,9 11,44 118,28 11,28
116,45 37,05 116,66 37,11
98,67 9,42 104,93 10,01

 

4. Представить параметры режимов на схеме замещения.


Поделиться:

Дата добавления: 2015-04-16; просмотров: 304; Мы поможем в написании вашей работы!; Нарушение авторских прав





lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2024 год. (0.007 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты