Электрический расчет электропередачи 110кВ

При анализе работы сети следует различать параметры элементов сети и параметры её рабочего режима. Параметрами элементов сети являются: сопротивления и проводимости, коэффициенты трансформации. К параметрам сети иногда можно отнести также ЭДС и задающие токи и мощности нагрузки. К параметрам рабочего режима относятся: значения частоты, токов в ветвях, напряжения в узлах, полной, активной и реактивной мощностей электропередачи.

Под рабочим режимом сети понимается её электрическое состояние. Практически оно непрерывно изменяется в связи с отключением и включением электроприемников, изменением режима их работы и т.п. Обычно при расчетах сетей рассматриваются установившиеся режимы работы.

Расчеты режимов выполняются как при проектировании, так и при эксплуатации сетей. Целью расчетов рабочего режима сети обычно является проверка технических условий, т.е. соответствия токов в отдельных элементах и напряжений в узлах сети допустимым значениям. Экономичность работы сети характеризуют значения потерь активной и реактивной мощности, а также значения потерь электроэнергии за год.

Схема замещения сети составляется для количественного определения свойств электрической сети и для выполнения расчетов её режимов. На ней указываются все параметры, определяющие электрическое состояние сети. Схемы замещения составляются из схем замещения отдельных элементов.

Схему замещения ЛЭП рекомендуется принимать «П»-образной, трансформатора «Г»-образной. например, схема замещения электропередачи (ЛЭП, трансформатор) представлена на рис. 4.1.

Р и с. 4.1. Схема замещения ЛЭП и

трансформатора

где: r_л, x_л – активное и индуктивное сопротивление линии, Ом; r_т, x_т – активное и индуктивное сопротивление трансформатора, Ом; G_т, B_т –активная и индуктивная проводимость трансформатора, См; В_л – емкостная проводимость линии, См; S_ГПП – мощность на шинах 10кВ, МВА

Активное сопротивление двухцепной линии

, Ом, (4.1)

где r₀ – активное сопротивление одного километра линии, Ом/км; l – длина линии, км.

Индуктивное сопротивление двухцепной линии

, Ом, (4.2)

где x₀ – индуктивное сопротивление одного километра двухцепной линии, Ом/км. Для инженерных расчетов допускается x₀=0,4Ом/км.

Емкостная проводимость двухцепной линии

, См, (4.3)

где В₀ – емкостная проводимость одного километра линии, См/км (выбирается из Приложения 2 [3] в зависимости от расположения проводов и расстояния между ними).

Сопротивления двух трансформаторов, электрически связанных на стороне 110 кВ, определяются по формулам

, Ом, (4.4)

, Ом, (4.5)

где DР_м – потери мощности при коротком замыкании, кВт (потери активной мощности в меди); U_к – напряжение короткого замыкания трансформатора, %; S_н – номинальная мощность трансформатора, кВА; U_н – номинальное напряжение основного вывода трансформатора, кВ.

Проводимости трансформаторов

, См, (4.6)

, См, (4.7)

где DР_ст – потери активной мощности в стали трансформатора, приближенно равные потерям мощности при холостом ходе, кВт; I₀ – ток холостого хода, %.

Величины DР_м, DР_ст, U_к, I₀, S_н, U_н выбираются из каталожных данных трансформатора ([3, 5], Приложение 2).

Зарядная емкостная мощность двухцепной линии

, МВАр. (4.8)

При расчете по П-образной схеме замещения половина емкостной мощности 0,5Q_c генерируется в начале линии и половина – в конце.

Определение мощностей на участках следует проводить в комплексной форме.

Определение потерь мощности в трансформаторах.

Потери мощности имеют место в обмотках и проводимостях трансформаторов, которые для ГПП можно определить по формуле

, МВА. (4.9)

Потери мощности в проводимостях трансформаторов

, МВА, (4.10)

где m – число трансформаторов ГПП; Q_m – потери реактивной мощности в стали трансформатора, МВАр

, (4.11)

где S_н – номинальная мощность трансформатора, МВА.

Определение мощности в начале линии следует начинать со стороны ГПП.

Определить мощность в начале расчетного звена трансформаторов S_н.тр. Для этого к потерям мощности в обмотках трансформаторов DS_об необходимо прибавить мощность на шинах 10кВ ГПП

, МВА. (4.12)

Определить мощность S_п.тр, подводимую к трансформаторам, для чего к мощности в начале расчетного звена трансформаторов S_н.тр прибавить мощность потерь в проводимостях трансформаторов

, МВА. (4.13)

Определить мощность в конце линии передачи S_кл (в конце звена), для чего алгебраически сложить мощность, подводимую к трансформаторам, с половиной зарядной мощности линии

, МВА. (4.14)

Определить потери мощности в сопротивлениях линии

, МВА. (4.15)

Определить мощность в начале линии S_нл (в начале звена), суммировав мощность в конце звена с потерями мощности в линии, и прибавить половину зарядной мощности ЛЭП

, МВА. (4.16)