Проектирование электрических сетей железных дорог (стр. 4 из 5)

Проверить провод по допустимой потере напряжения в аварийном режиме. Наиболее тяжелым является аварийное отключение того связанного с источником питания провода, по которому передается большая мощность.

Потеря напряжения в разомкнутой сети с несколькими нагрузками, которая образуется в результате отключения провода у источника питания, определяется по выражению (2.1.), как рассмотрено в разделе 2.1.

Выбор сечения провода по экономической плотности тока выполним с помощью IS1 – программы.

Выбранное нами сечение не удовлетворяет условию,выбираем новую марку провода с сечением 120 мм2. АС-120: r=0.27Ом/км, х=0,365 Ом/км, Iдоп =375 А

суммарная длина линии

dl18.000000

мощность источника питания

pi1352.700000qi820.039800

перетоки мощности на участках линии

pp,qp1 1352.700000 820.039800 2 352.700100

230.039800 3 -497.299900 -340.960200 4

-921.950000 -533.889200

2точка токораздела активных мощностей

2точка токораздела реактивных мощностей

токи на участках линии

car1 91.328390 2 24.311560 3

34.811920 4 61.509600

эквивалентный ток

care52.579050

экономическое сечение провода 52.579050

потеря напряжения в нормальном режиме на участках линии

ul1 199.363100 2 107.516100 3

129.360700 4 177.518400

максимальная потеря напряжения в нормальном режиме до точек активного и реактивного токораздела

ua306.879200

ur306.879200

сечение провода r0= 2.700000E-01 x0= 3.650000E-01

аварийный режим

потеря U при аварийном отключении провода в конце 798.832900

потеря U при аварийном отключении провода в начале 1196.178000

7. Расчёт разомкнутой электрической сети с трансформаторами

Цель расчёта заключается в определении на основе информации о значении напряжения, а также значениях активной и реактивной мощностей в нагрузочном узле 2 схемы сети, показанной на рис.3(а), напряжений в узлах 1, а, б и перетоков мощности на отдельных участках сети. Вспомогательными являются задачи, связанные с определением параметров элементов схемы замещения электрической сети, показанной на рис.3(б). Номинальное напряжение нагрузочного и генераторного узлов полагается равными 10 кВ, а номинальное напряжение линии 220(110) кВ.

Рис.3. Схема двухцепной линии с трансформаторами по концам а) и её ехема замещения б).

Повышающий и понижающий трансформаторы Т1 и Т2 на схеме замещения представлены активным и индуктивным сопротивлениями, а поперечная проводимость трансформатора заменена постоянной нагрузкой (потерями активной и реактивной мощностей в стали трансформатора DPст +j×DQст , приближенно равными потерям холостого хода DPх+ +j×DQх):

Sст = DPст +j×DQст= DPх +j×DQх (7.1.)

7.1. Выбор сечения проводов двухцепной линии по экономической плотности тока

Для определения расчетного тока двухцепной линии:

, (7.2.)

необходимо оценить протекающую по линии мощность, которая может быть определена как сумма нагрузки Pн +j×Qн и потери мощности DPt2 +j×DQt2 в трансформаторе Т2:

Pл +j×Qл = Pн +j×Qн+ DPt2 +j×DQt2. (7.3.)

Числитель выражения (7.2.) соответствует протекающей в линии полной мощности;

двойка в знаменателе делит эту мощность между параллельными ветвями;

Uл.ном – номинальное напряжение линии, равное 220(110) кВ.

Мощность трансформаторов Т1 и Т2 может быть выбрана одинаковой по мощности нагрузки двухцепной линии с трансформаторами и условию (4.1.). Для выбранных трансформаторов определяются, Приложение 7 [1]:

· табличные значения активного rt и индуктивного xt сопротивлений трансформаторов, приведенные к стороне высокого напряжения трансформатора;

· значения активных и реактивных потерь холостого хода DPх +j×DQх, которым полагаются равными потери в стали трансформатора DPст +j×DQст;

· активные потери короткого замыкания трансформатора DPк , которым полагаются равными потери активной мощности в меди трансформатора DPм;

· напряжение короткого замыкания трансформатора uк в процентах, использующееся при вычислении реактивных потерь короткого замыкания:

(7.4.)

которым полагаются равными потери реактивной мощности в меди трансформатора.

Потери мощности двух параллельных трансформаторов можно определить по формуле:

. (7.5.)

Экономическое сечение проводов линии определяется при заданном значении экономической плотности тока в соответствии с (6.5.). Сечение проверяется по нагреву, условие (3.1.), и допустимой потере напряжения в нормальном, и связанном с выпадением одной из параллельных линий аварийном режимах.

7.2. Определение параметров режима двухцепной линии электропередачи с трансформаторами

Расчёт режима начинаем с нагрузочного узла. Поскольку номинальные напряжения U1ном = U2ном отличаются от номинального напряжения линии Uл.ном, приводим напряжение U2 к номинальному напряжению линии как:

, (7.6.)

где kt2 – коэффициент трансформации трансформатора Т2, равный отношению номинального напряжения линии к номинальному напряжению нагрузки;

- вторичное напряжение трансформатора, приведённое к стороне высокого напряжения.

Приведённое напряжение в узле б отличается от приведённого напряжения в узле 2 на величину потерь напряжения в трансформаторе Т2, определяемых по значениям активной и реактивной нагрузки в узле 2, эквивалентным значениям сопротивлений параллельных трансформаторов

и приведенному напряжению :

. (7.7.)

Мощность, генерируемая половиной емкости на землю двухцепной линии в точке б, определяется как:

, (7.8.)

где b0 – удельная проводимость на землю линии умножается на длину линии l и на 2, так как линии параллельны, делится на 2, так как рассматривается проводимость только половинной емкости в соответствии с П-образной схемой замещения линии.

Переток мощности в конце линии Pб-а + j×Qб-а отличается от мощности нагрузки на величину потерь мощности в трансформаторе и мощность, генерируемую линией (7.8.)

(7.9.)

В (7.9.) потери мощности в меди трансформатора определены иначе, чем в (7.5.), следует также обратить внимание на то, что реактивная мощность в конце линии больше реактивной мощности в начале трансформатора Qб-2 > Qб-а на мощность, генрируемую линией в точке б. Определяем переток мощности в начале линии, отличающийся от перетока в конце линии на величину потерь мощности в линии:

(7.10.)

где rл/2, хл/2 – активное и индуктивное сопротивления параллельных линий.

Аналогично (7.7.) определяется приведённое напряжение в точке а, отличающееся от приведённого напряжения в точке б на величину потерь напряжения в линии:

. (7.11.)

Найдём мощность, генерируемую линией в точке а:

, (7.12.)

Определяется мощность, поступающая из источника питания и отличающаяся от мощности в начале линии на величину потерь мощности в трансформаторе Т1, и мощность, генерируемую линией в узле а:

(7.13.)

где rt1/2, хt1/2 – эквивалентные активное и индуктивное сопротивления параллельных трансформаторов.

Определяем приведенное:

, (7.14)

и действительное напряжения в узле 1:

. (7.15.)

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Активная мощность PNn 35.043000

Реактивная мощность QNn 24.392000

Длина линии dl 29.000000

dl 29.000000

Индуктивное сопротивление трансформатора xt 43.500000

Активные потери мощности в стали dpst3.500000E-02

Реактивные потери мощности в стали dqst2.400000E-01

Потери короткого замыкания dpk 1.450000E-01

Напряжение короткого замыкания uk 10.500000

Номинальная мощность трансформатора str 32.000000

РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЁТА

номинальные напряжения тр-ра :121/10.5 кВ

jэкономическое:1А/мм2

доп потеря напряжения:7700B

полная мощность нагрузки 42.696390

акт.переток в линии 35.242070 реакт. переток в линии 27.862830

потери акт мощн в ст.т-ра 1.990685E-01

потери реакт мощн в ст. т-ра 3.470829

потери реакт. мощн в меди тр-ра = 3.360000

полная мощность в конце линии 44.925950

ток в линии 107.181800

расчетное сечение линии 107.181800

потеря напряжения 2632.408000

выбрать провод r0= 3.300000E-01x0= 3.710000E-01b0= 2.870000E-06

выбрать провод r0= 3.300000E-01 x0= 3.710000E-01b0= 2.870000E-06

приведенное напряжение в конце тр-ра 121.000000

потеря акт, реакт.мощн.в тр-ре. 1.164188E-01 2.708138

акт, реакт. мощности в начале тр-ра2. 35.229420 27.580140

напряжение в конце линии 125.655300

мощность, генерируемая в конце линии 1.314139

акт., реакт мощности в конце линии 35.229420 26.266000

напряжение в начале линии 128.121300

акт., реакт мощности в начале линии 35.814620 26.923910

мощность, генерируемая в начале линии 1.366227

акт, реакт. мощности в конце тр-ра1. 35.814620 25.557680

приведенное напряжение генератора 132.721400

напряжение генератора 11.517150

акт., реакт мощности генератора 35.994890 28.602730