Составление схемы замещения сети

1. составление схемы замещения сети

1.1  Расчет параметров схемы замещения ЛЭП

Из курса “ТОЭ” известно, что любая длинная линия является линией с распределёнными параметрами, которую можно представить в виде множества соединённых в цепочку элементарных участков, каждый из которых может быть представлен в виде “П” – образной схемы замещения, с одинаковыми значениями погонных параметров Z_П и Y_П, где: Z_П = R_П + jX_П – продольное погонное сопротивление линии; Y_П = g_П +jb_П – поперечная погонная проводимость линии. Так как в нашем случае используется относительно короткая ЛЭП (L < 300 км), то распределенностью параметров можно пренебречь и считать их сосредоточенными.

Рассмотрим сначала однопроводную ЛЭП и рассчитаем для нее параметры схемы замещения. Необходимые размеры и сечения провода приведены в табл. 1.1.

Таблица 1.1 – Расчётные данные сталеалюминевого провода АС - 95/16

Sном, мм2 (алюминий / сталь)	Сечение проводов, мм2		Диаметр провода, мм
	Алюминиевых	Стальных
95/16	95,4	15,9	13,5

Определяется активное сопротивление линии:

 (1.1)

где L – длина ЛЭП, км; F – сечение активной части провода, мм²; γ – удельная проводимость алюминия.

Согласно (1.1):

Определяется индуктивное сопротивление линии:

 (1.2)

где  - радиус провода, мм;  - среднее геометрическое расстояние между осями соседних фаз, мм;  - относительная магнитная проницаемость проводника (алюминия); L – длина ЛЭП, км.

Определяется среднее геометрическое расстояние между осями соседних фаз:

мм. (1.3)

Согласно (1.2):

 Ом.

Определяется активная проводимость линии:

 (1.4)

где ΔР_кор – потери активной мощности на корону, кВт; U_н – номинальное напряжение на ЛЭП, кВ.

Определяются потери активной мощности на корону:

 (1.5)

где  - коэффициент, учитывающий атмосферное давление; U_ф – фазное напряжение ЛЭП, кВ; U_ф.кор. - фазное напряжение, при котором появляется корона, кВ.

Определяется фазное напряжение ЛЭП:

 

Определяется фазное напряжение, при котором появляется корона:

 (1.6)

где  - коэффициент, учитывающий состояние поверхности провода;  - коэффициент, учитывающий состояние погоды;

Согласно (1.6):

Фазное напряжение, при котором возникает корона значительно выше действительного (625,524 > 20,2073), поэтому в данной ЛЭП коронирования не будет и соответственно потерь, связанных с ним тоже. Таким образом, активная проводимость в схеме замещения ЛЭП будет отсутствовать.

Определяется реактивная проводимость линии:

 (1.7)

где К = 1,05 - коэффициент, учитывающий влияние земли и грозозащитных тросов.

Согласно (1.7):

В нашем задании ЛЭП – двухпроводная, оба участка исследуемой ЛЭП имеют одинаковые параметры и соединены параллельно. То есть предоставляется возможность упростить схему замещения. При этом значения продольных параметров схемы замещения линии уменьшаются вдвое, а значения поперечных увеличиваются в такое же количество раз. Таким образом, полная схема замещения ЛЭП, приведённая на рис. 1.1, соединяющей подстанцию 1 с подстанцией 2 будет иметь следующие значения параметров:

Рисунок 1.1 – Схема замещения ЛЭП

1.2  Определение параметров схемы замещения подстанции 2

Подстанция 2 состоит из двух трансформаторов ТМТН-10000/35, соответствующие обмотки которых соединены параллельно между собой. Рассчитаем параметры схемы замещения одного трансформатора, а затем скорректируем полученные значения для случая параллельного соединения трансформаторов аналогично тому, как поступили с ЛЭП.

Каталожные данные трансформатора типа ТМТН-10000/35 приведены в табл. 1.2.

Таблица 1.2 - Каталожные данные трансформатора типа ТМТН-10000/35

Мощность SНОМ.ТР, МВ×А	Тип	Пределы регулирования напряжения, %	КАТАЛОЖНЫЕ ДАННЫЕ
			UНОМ, кВ			UК, %			DРК, кВт	DРХ, кВт	IХ, %`
			ВН	СН	НН	В-С	В-Н	С-Н
10	ТМТН- 10000/35	±8´1,5	36,75	10,5	6,3	16,5	8	7,2	75	18	0,85

Активные сопротивления обмоток (здесь и далее имеются ввиду приведенные значения) трансформатора определяются по формуле:

 (1.8)

где  - потери короткого замыкания трансформатора, кВт;  - номинальное напряжение обмотки ВН трансформатора, кВ;  - номинальная мощность трансформатора, кВА.

Активные сопротивления обмоток равны между собой и равны .

Согласно (1.8):

Определяется индуктивные сопротивления обмоток трансформатора.

Сопротивление обмотки ВН:

 (1.9)

где  - напряжение короткого замыкания обмотки ВН, %;  - номинальное напряжение обмотки ВН трансформатора, кВ;  - номинальная мощность трансформатора, кВА.

Определяется напряжение короткого замыкания обмотки ВН:

 %.

Согласно (1.9):

 Ом.

Сопротивление обмотки СН:

 (1.10)

где  - напряжение короткого замыкания обмотки СН, %.

Определяется напряжение короткого замыкания обмотки СН:

 %.

Согласно (1.10):

 Ом.

Сопротивление обмотки НН:

 (1.11)

где  - напряжение короткого замыкания обмотки НН, %.

Определяется напряжение короткого замыкания обмотки НН:

 %.

Согласно (1.11):

 Ом.

Определяется активная проводимость трансформатора:

(1.12)

где  - потери холостого хода трансформатора, кВт.

Согласно (1.12):

Определяется индуктивная проводимость трансформатора:

 (1.13)

где  - ток холостого хода трансформатора, %.

Согласно (1.13):

Как уже говорилось, на подстанции имеются два одинаковых трансформатора, работающие параллельно. В связи с этим предоставляется возможным упрощение схемы замещения подстанции 2. Продольные параметры схемы замещения одного трансформатора уменьшаются в два раза, а поперечные увеличиваются в такое же количество раз. Значения параметров схемы замещения, представленной на рис. 1.2, будут следующими:

 Ом.

 Ом.

Рисунок 1.2 - Схема замещения подстанции 2

 Ом.

 Ом.

См.

 См.

1.3  Составление схемы замещения сети

Для составления схемы замещения сети используем схемы замещения ЛЭП и подстанции 2 (рис. 1.1 и рис. 1.2). Схема замещения сети показана на рис. 1.3. Для удобства дальнейших расчетов несколько упростим схему и переобозначим значения параметров. Окончательный вид схема замещения сети будет иметь, как показано на рис. 1.4. Значения параметров схемы замещения приведены в табл. 1.3.

Таблица 1.3 - Значения параметров схемы замещения

b1, См	b2, См	, Ом	, Ом	, Ом	, Ом	, Ом	, См
1,3191·10-4	-3,3067·10-4	3,7652	0,5065	5,3716	5,8412	5,301	2,6656·10-5

Рисунок 1.3 - Схема замещения сети

Рисунок 1.4 - Окончательный вид схемы замещения сети