3
Оглавление
1Составление
схемы замещения сети и определение её
параметров 4
1.1Расчет
параметров схемы замещения линии
электропередачи 4
1.1.1Расчет
линии 2-3 4
1.2Расчет
параметров схемы замещения трансформаторов
и автотрансформаторов 6
1.2.1Расчет
параметров схемы замещения трансформаторов 6
1.2.2Расчет
параметров схемы замещения
автотрансформаторов 7
1.2.3Определение
приведенной и расчетной нагрузки 9
2Расчет
потокораспределения и напряжений в
узлах сети в нормальном режиме работы
сети 13
1.1Первый
этап. 13
1.1.1Расчет
приведенных и расчетных нагрузок в
узлах 110 и 220 кВ. 13
2.1.1Расчет
кольцевой сети 16
1.2Второй
этап. 18
1.2.1Расчет
распределения напряжений в узлах
кольцевой линии 18
1.2.2Расчет
распределения напряжений в ветвях
автотрансформатора. 20
1.2.3Расчет
напряжения в узлах сети 110кВ. 21
2.1.2Расчет
напряжения на ПС1. 23
3Расчет
потокораспределения и напряжений в
узлах сети в послеаварийном режиме
работы сети. 24
1.3Первый
этап. 24
1.4Второй
этап. 25
1.4.1Расчет
распределения напряжений в узлах
кольцевой линии. 25
1.4.2Расчет
распределения напряжений в ветвях
автотрансформатора. 26
1.4.3Расчет
напряжения в узлах сети 110кВ. 28
1.1.1Расчет
напряжения на ПС1. 29
4Оценка
достаточности регулировочных диапазонов
устройств РПН трансформаторов на всех
подстанциях. 30
1Оценка
достаточности диапазона устройств РПН
автотрансформатора и ЛРТ и приемлемость
уровней напряжений на шинах подстанции
ПС2. 30
1Расчет
режима наибольших нагрузок. 31
2Расчет
послеаварийного режима. 31
2Оценка
достаточности диапазона устройств РПН
трансформатора и приемлемость уровней
напряжений на шинах подстанции ПС1. 32
1Расчет
режима наибольших нагрузок. 32
2Расчет
послеаварийного режима. 33
3Оценка
достаточности диапазона устройств РПН
трансформатора и приемлемость уровней
напряжений на шинах подстанции ПС3. 33
1Расчет
режима наибольших нагрузок. 33
2Расчет
послеаварийного режима. 34
1.5Мероприятия
по введению напряжения в допустимые
границы. 34
-
Составление схемы замещения сети и определение её параметров
Схема замещения
сети составляется с использованием
схем замещения её отдельных элементов.
В рассматриваемой сети такими элементами
являются линии электропередачи 110 и 220
кВ, трансформаторы и автотрансформаторы
понижающих подстанций. Рассмотрим
каждую группу элементов отдельно.
-
Расчет параметров схемы замещения линии электропередачи
Для линий
электропередачи номинальным напряжением
не более 220 кВ используем П-образную
схему замещения, поперечные ветви
которой представлены только неизменными
значениями половины зарядной мощности
(Qc/2). Потерями активной мощности
на корону (∆Pкор), которые
определяют значение активной проводимости
линии (Gл), можно пренебречь.
Таблица 1 Расчетные
данные по ветвям схемы.
|
Линия |
A-1 |
A-2 |
1-2 |
2-3 |
|
Длина |
95 |
95 |
55 |
45 |
|
Марка |
АС |
АС |
АС |
АС |
|
Диаметр |
27,5 |
24 |
21,6 |
11,4 |
|
R0при 20⁰С, Ом/м |
0,073 |
0,096 |
0,118 |
0,422 |
|
Uном |
220 |
220 |
220 |
110 |
|
Dсг, |
8 |
8 |
8 |
5 |
-
Расчет линии 2-3
-
Расчет удельных параметров схемы замещения
-
Для определения
параметров схемы замещения линий
электропередачи необходимо в начале
вычислить их погонные реактивные
параметры (x0иb0)
с использованием соответствующих
значений среднегеометрического
расстояния между фазами (Dсг)
и диаметра провода (dпр).
При этом можно пренебречь взаимным
влиянием цепей двухцепной линии
электропередачи.
-
Расчет эквивалентных параметров схемы замещения
Параметры
схемы замещения линий электропередачи
определяются с учетом числа цепей линии.
Результаты расчетов параметров схем
замещения линий электропередачи
приведены в табл. 2.
Определим
активное сопротивление проводов линии
(Учитывает потери активной мощности в
проводах линии на нагрев):
Определим
индуктивное сопротивление проводов
линии (Отражает самоиндукцию провода
и взаимоиндукцию проводов):
Определим
емкостную проводимость линии (Отражает
емкость провода относительно земли и
соседних проводов):
Определим
зарядную мощность (Отражает мощность,
которую генерирует емкость провода
относительно земли и соседних проводов):
Таблица 2 Параметры
схемы замещения линий электропередачи
|
ЛЭП |
Uном, кВ |
nц |
L, |
Марка провода |
Погонные |
Расчетные |
|||||
|
|
X0, |
B0, |
Qc0, |
Ом |
Xл, Ом |
Qл/2, Мвар |
|||||
|
A-1 |
220 |
1 |
95 |
АС |
0,073 |
|
|
|
|
|
|
|
A-2 |
220 |
1 |
95 |
АС |
0,096 |
|
|
|
|
|
|
|
1-2 |
220 |
1 |
55 |
АС |
0,118 |
|
|
|
|
|
|
|
2-3 |
110 |
2 |
45 |
АС |
0,422 |
|
|
|
|
|
|
,
,
-
Расчет параметров схемы замещения трансформаторов и автотрансформаторов
Для понижающих
трансформаторов 220-110 кВ используется
схема замещения, в которой ветвь
намагничивания вводится в схему
постоянным отбором мощности, равным
потерям холостого хода (∆Sх).
Отбор мощности осуществляется от узла,
к которому подключена обмотка высшего
напряжения.
Параметры
схемы замещения трансформаторов и
автотрансформаторов определяются по
каталожным данным с учетом установки
двух трансформаторов (автотрансформаторов)
на каждой подстанции.
-
Расчет параметров схемы замещения
трансформаторов
Таблица 3 Параметры
схемы замещения трансформаторов.
|
ПС (узел) |
Каталожные |
Расчетные |
|||||||||
|
|
кВ |
кВ |
% |
кВт |
кВт |
% |
Ом |
Ом |
МВт |
Мвар |
|
|
1 |
100 |
230 |
11-11 |
12,0 |
360 |
115 |
0,7 |
|
|
|
|
|
3 |
10 |
115 |
11 |
10,5 |
60 |
14 |
0,7 |
|
|
|
|
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
-
Расчет схемы замещения
понижающей двухтрансформаторной
подстанции ПС1
Эквивалентное
активное сопротивление двух параллельно
работающих трансформаторов:
Эквивалентное
реактивное сопротивление двух параллельно
работающих трансформаторов:
Эквивалентные
потери активной мощности холостого
хода в двух параллельно работающих
трансформаторах:
Эквивалентные
потери реактивной мощности холостого
хода в двух параллельно работающих
трансформаторах:
-
Расчет схемы замещения
понижающей двухтрансформаторной
подстанции ПС3
-
Расчет параметров схемы замещения
автотрансформаторов
Таблица 4. Параметры
схемы замещения автотрансформаторов
|
ПС (узел) |
Sном,
|
Каталожные |
||||||||
|
Uвн, кВ |
Uсн, кВ |
Uнн, кВ |
кВт |
кВт |
|
|
|
|
||
|
2 |
63 |
230 |
121 |
11 |
215 |
45 |
0,5 |
11 |
35,7 |
21,9 |
,
,%
,%
,%
,%|
Расчетные |
|||||||
|
Ом |
Ом |
Ом |
Ом |
Ом |
Ом |
МВт |
Мвар |
|
0 |
|
|
|
0 |
|
|
|
,
,
,
,
,
,
,
,
716
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
Схемы замещения выполняют в однолинейном изображении; при этом удобно сопротивления и э. д. с. отмечать порядковыми номерами и указывать их численные значения.
При расчете в именованных единицах сопротивления всех элементов приводят к одной ступени напряжения.
Для каждой ступени напряжения приняты следующие значения средних номинальных междуфазных напряжений Uсp (кВ): 515; 340; 230; 154; 115; 37; 24; 20; 18; 15,75; 13,8; 10,5; 6,3; 3,15.
В практических расчетах возможно приближенное приведение сопротивлений по средним коэффициентам трансформации, равным отношению средних номинальных напряжений Uсp соответствующих ступеней.
Сопротивление всех элементов схемы замещения можно выражать в относительных единицах при выбранных базисных условиях или в омах. При расчете в относительных единицах базисная мощность 
может быть взята произвольной (например, 100 или 1 000 MBА). Базисное напряжение 
для каждой ступени напряжения обычно принимается равным Uсp. Базисный ток и базисное сопротивление определяют по выражениям
Сопротивления в относительных единицах при базисных условиях 
определяют следующим образом.
Если сопротивление, включенное на ступени Uсp, задано:
а) в относительных единицах 
при Sн и 
(генераторы, трансформаторы), то
б) в процентах 
при 
и 
(реакторы), то
в) в омах х (воздушные линии, кабели) на единицу длины, то при длине l
Примечания:
1. В указанных формулах следует принимать Ucp и 
той ступени, на которой находится данный элемент.
2. Сопротивления элементов, выраженные в относительных единицах при базисных условиях, дают схему замещения, приведенную по средним коэффициентам трансформации к одной (и притом любой из указанных в расчетной схеме) ступени напряжения.
Электродвижущая сила источников питания в относительных единицах выражается через
где Е — междуфазная э. д. с. источника, кВ; 
— фазная э. д. с. источника, кВ; Uсp — среднее междуфазное номинальное напряжение той ступени, где находится данный источник, кВ; 
— то же, но фазное напряжение, кВ.
При расчете в именованных единицах сопротивления всех элементов выражаются в омах и должны быть приведены к какой-либо одной ступени напряжения (например, к 
) по формуле
где 
— сопротивление в омах, приведенное к ступени 
; 
— сопротивление в омах, заданное на ступени 
.
Соответственно приведение э. д. с, известных на других ступенях напряжения, выполняется по формуле
где 
— фазная э. д. с. в киловольтах, приведенная к ступени 
; En — междуфазная э. д. с. в киловольтах, заданная на ступени 
.
Дополнительные условия для составления схемы замещения определяются видом к. з.
Составленную схему замещения путем соответствующих преобразований приводят к простейшему виду для определения результирующей э. д. с. 
и результирующего сопротивления 
относительно точки к. з.
Основные формулы преобразования схем и нахождения токораспределения приведены в табл. 38-1.
Для приведения к простейшему виду схемы замещения с несколькими источниками производят замену отдельных генерирующих ветвей результируюс э. д. с. 
и сопротивлениями 
(рис. 38-10, а) одной эквивалентной генерирующей ветвью (рис. 38-10,6), э. д. с. и сопротивление которой определяются следующими выражениями:
где 
— проводимости ветвей.
При двух генерирующих ветвях в узле
По найденным результирующей э. д. с. 
и результирующему сопротивлению 
определяют периодическую слагающую тока в месте к. з.
После этого, постепенно развертывая схему, можно найти токи и напряжения в отдельных ветвях и точках исходной схемы.
Рис. 38-10. Замена нескольких генерирующих ветвей одной эквивалентной.
Таблица 38-1
– максимальный
режим работы системы характеризуется следующими условиями:
– включены все
источники питания;
– при расчете тока
КЗ на землю включены все трансформаторы и автотрансформаторы у которых
заземлена нейтраль и схема участка сети, непосредственно к точке КЗ такая, что
по ней протекает максимальный ток.
Расчетная схема
строится на основе схемы электрической сети и главных схем электрических
соединений подстанции. В расчетную схему вводятся все источники питания,
участвующие в подпитке места короткого замыкания, и соответственно все элементы
электрической сети связывающие источники питания и место КЗ (линии
электропередач, трансформаторы, реакторы, и т.п.). Точки КЗ выбираются в таких
местах системы, чтобы выбираемые в последующих расчетах аппараты были
поставлены в наиболее тяжелые условия. Наиболее практичными точками
являются сборные шины. Место точек КЗ выбраны исходя из нормальной схемы
подстанции когда включен секционный выключатель 110кВ и отключен секционный
выключатель 10кВ. В нормальном режиме работы подстанция «Брагин» получает
питание от ВЛ – 110кВ «Брагин-Лоев», будучи включена в рассечку данной линии.
ВЛ – 110кВ «Брагин-Поселичи» на участке от подстанции «Поселичи» и до
подстанции «Брагин» состоит из двух участков; первый из которых выполнен
проводом марки АС – 120 протяженностью 3,2км и второго участка, выполненного
проводом марки АС – 95, протяженностью 55,8км. На рисунке 3.1 приведена
исходная расчетная схема.
Рисунок 3.1- Исходная
расчетная схема
Для исходной
расчетной схемы составим схему замещения и рассчитаем ее параметры:
ЭДС системы и
сопротивление системы согласно данных предоставленными службой релейной защиты
и автоматики Речицких ЭС составляет:
в максимальном
режиме:
в минимальном
режиме:
Сопротивление
воздушной линии
Определим
параметры для схемы замещения трансформатора Т1. Трансформатор Т1 марки ТДТН –
10000/110/35 имеет следующие параметры:
Номинальная мощность S =
10000кВА;
Номинальное напряжение высокой стороны Uвн=115кВ;
Номинальное напряжение средней стороны Uсн=38,5кВ;
Номинальное напряжение низкой стороны Uнн=11кВ ;
Напряжение короткого замыкания Uк
вн-сн=10,8%; Uк
вн-нн=18,7%; Uк
сн-нн=6,8%
Группа соединения обмоток трансформатора Y/Y/∆-0-11
Определим
напряжение короткого замыкания каждой обмотки по следующим формулам:
(3.1)
(3.2)
(3.3)
Сопротивление
каждой обмотки трансформатора вычисляется по следующей формуле:
(3.4)
Используя
выражение 3.4 определим сопротивление каждой обмотки трансформатора:
Сопротивление
обмотки высшего напряжения трансформатора:
Сопротивление
обмотки среднего напряжения трансформатора:
Сопротивление
обмотки низшего напряжения трансформатора:
Определим
параметры для схемы замещения трансформатора Т2. Трансформатор Т2 марки ТМН –
6300/110 имеет следующие параметры:
Номинальная мощность S = 6300кВА;
Номинальное напряжение высокой стороны Uвн=115кВ;
Номинальное напряжение низкой стороны Uнн=11кВ ;
Напряжение короткого замыкания Uк=10,5%;
Группа соединения обмоток трансформатора Y/∆-11
По выражению 3.4 определим
сопротивление трансформатора:
Расчетная схема
замещения для максимального и минимального режима приведена на рисунках 3.2 и 3.3
Рисунок 3.2- Расчетная схема замещения для максимального
режима
Рисунок 3.3- Расчетная схема замещения для минимального
режима
3.2 Расчет токов короткого замыкания
В соответствии с
принятыми методами выбора электрических аппаратов, шин и кабелей при напряжении
выше 1000 В, определяются начальные значения сверхпереходного тока I” и
ударного тока iу по формулам:
, кА (3.5)
где
– ЭДС системы, кВ;
– полное суммарное
сопротивление элементов схемы, Ом:
Ударный ток КЗ
определяется по формуле:
(3.6)
где kу
– ударный коэффициент.
Определим
сопротивление системы на шинах 110кВ подстанции «Брагин» в максимальном режиме:
в минимальном
режиме
Используя формулу 3.5 определим начальное
значение сверхпереходного тока КЗ на шинах 110 кВ в максимальном режиме:
Начальное значение сверхпереходного тока
КЗ на шинах 35 кВ трансформатора Т1 в максимальном режиме:
Начальное значение сверхпереходного тока
КЗ на шинах 10 кВ трансформатора Т1 в максимальном режиме:
Начальное значение сверхпереходного тока
КЗ на шинах 10 кВ трансформатора Т2 в максимальном режиме:
Начальное значение сверхпереходного тока
КЗ на шинах 110 кВ в минимальном режиме:
Начальное значение сверхпереходного тока
КЗ на шинах 35 кВ трансформатора Т1 в минимальном режиме:
Начальное значение сверхпереходного тока
КЗ на шинах 10 кВ трансформатора Т1 в минимальном режиме:
Начальное значение сверхпереходного тока
КЗ на шинах 10 кВ трансформатора Т2 в минимальном режиме:
