Похожие презентации:
Схемы замещения элементов систем передачи электрической энергии (глава 4)
1.
Глава 4Схемы замещения элементов систем
передачи электрической энергии
1. Общие сведения
2. Схемы замещения воздушных линий
3. Параметры схемы замещения воздушной линий с расщепленными фазами
4. Схема замещения кабельных линий
5. Схемы замещения ЛЭП и области их применения
6. Особенности схем замещения силовых трансформаторов
электроэнергетических систем
1
2.
§1 Общие сведенияЭлектрические сети переменного тока:
трехфазные;
симметричные, т.е. при необходимости - транспонированные;
при симметричных и синусоидальных токах и напряжениях;
длиной до 400 км и напряжением до 500 кВ включительно.
Сосредоточенные параметры СЗ ЛЭП определяются ее длиной и
удельными значениями сопротивлений и проводимостей.
Параметры СЗ зависят от:
• номинального напряжения;
• конструктивного выполнения ( воздушные или кабельные линии);
• числа цепей;
• взаимного расположения фаз и цепей;
• материала токоведущих элементов и изоляции.
2
3.
§2 Схемы замещения воздушных линийВоздушные линии электропередачи напряжением 110 - 500кВ, длиной до 300- 400 км обычно представляются П-образной схемой замещения
rл
xл
U фн
gл
2
bл
2
gл
2
bл
2
U фк
В СЗ различают продольные и поперечные ветви:
• продольные – по которым проходит ток нагрузки и величиной
которого определяются потери мощности в этих ветвях.
• поперечные – включены на фазное напряжение и соединены с
нейтралью схемы. Потери мощности в этих ветвях определяются
приложенным напряжением.
3
4.
Параметры П-образной схемы замещения:1. rл - активное сопротивление линии:
1
rл lл
lл r0lл
F
F
r0 r020 1 t 20 ,
где
1
- температурный коэффициент
Cu Al 0,004
0
C
сопротивления материала провода.
4
5.
2.xл - индуктивное сопротивление линии:
xл x0lл
2 Dср
2 Dср
x0 0,144lg
0,0157 x0' x0'' ,
12500 0,144lg
dпр
dпр
где Dср - среднегеометрическое расстояние между фазами;
d пр - диаметр провода;
- магнитная проницаемость материала провода:
Al Cu 0 4 10 7 Гн ;
м
x0' - индуктивное сопротивление обусловленное внешним потоком
образованным вокруг провода;
x0'' - индуктивное сопротивление обусловленное потоком внутри
провода.
5
6.
Dcp 3 Dab Dbc DcaDcp Dмф
Dcp 3 Dмф Dмф 2Dмф 1,26Dмф
6
7.
Для проводов из цветных металловx0 x0
Для стальных проводов x0 x0
3. g л - активная проводимость:
g л g0lл
g0
Pкор
U н2
4. bл - ёмкостная проводимость:
bл b0lл
7
8.
В практических расчётах рабочую ёмкость трёхфазной ВЛ с однимпроводом в фазе на единицу длины (Ф/км) определяют по формуле
С0
0,024
2 Dср
lg
d пр
7,58 10 6
b0
2 Dcp
lg
d
пр
b0 C0
Ic 0 U фb0
Ub0
3
Qc 0 3U ф Ic 0 3U ф2 b0 U 2b0
1 н 2
1 к 2
Qc U
b0l U
b0l
2
2
U
rл
н
jQсн
н 1
н 2
Qс U
bл
2
xл
Uк
jQск
к 1
к 2
Qс U
bл
2
8
9.
§3 Параметры схемы замещения воздушной линиис расщепленными фазами
При U н 330кВ провод каждой фазы расщепляется на nф
несколько проводов, что соответствует увеличению эквивалентного
диаметра провода. Тогда:
nф d0пр nф 1
dэкв 2
acp ,
2
2 Dcp 0,0157
x0 0,144lg
nф
d экв
nф 1
nф 2
nф 3
nф 4
7,58 10 6
b0
2 Dcp
lg
d
экв
r0
x0
0,81x0
0,72x0
0,68x0
r0пр
nф
9
10.
§4 Схемы замещения кабельных линийКабельные линии электропередачи представляют такой же П-образной
схемой замещения, что и воздушные линии.
Удельные активные и реактивные сопротивления r0, x0определены в
справочной литературе или находят по тем же формулам, что и для
воздушных линий.
Очевидно, что х0 уменьшается, а b0 растет при сближении фазных
проводов.
10
11.
Емкостный ток и зарядная мощность в кабельных линиях больше, чем ввоздушных.
Величины удельной активной проводимости для кабельных линий
обусловлены процессами, происходящими в изоляции.
Ubлtg Ug л
Iу
3
3
Pиз U 2bлtg U 2 g л
Удельные параметры схемы замещения кабеля r0 , х0 , также QC 0 ,
приведенные в справочных таблицах, ориентировочны, более точно их
можно определить по заводским характеристикам кабеля.
11
12.
§5 Области применения различных схемзамещения линий
Обобщающие пояснения и основные выводы к схемам замещения:
1. При расчете линий протяженностью менее 400км и рабочим напряжении
500кВ и ниже применяют упрощенную П-образную схему замещения с
сосредоточенными параметрами.
2. При расчёте симметричных установившихся режимов ЭС схему
замещения составляют для одной фазы.
3. Емкостная проводимость учитывает проводимости (емкости) между
фазами, между фазами и землёй и отражает генерацию зарядной мощности
всей трёхфазной конструкции линии.
4. Активная проводимость линии, изображаемая в виде поперечной связи
между фазой (жилой) и точкой нулевого потенциала схемы (землёй),
включает суммарные потери активной мощности на корону (или в
изоляции) трёх фаз.
12
13.
5. Поперечные проводимости в схемах замещения можно не изображать, азаменять соответствующими мощностями, табл.2. Например, активную
проводимость заменить потерями активной мощности в ВЛ или в изоляции
КЛ. Емкостную проводимость - зарядной мощностью.
6. Применение в ВЛ с расщепленной фазы уменьшает индуктивное
сопротивление, потери на «корону» и увеличивает зарядную мощность
линии.
7. В ВЛ напряжением до 220 кВ включительно, табл.2, а в КЛ до 35кВ
включительно, табл.1, при определённых условиях можно не учитывать те
или иные параметры, если их влияние на работу сети несущественно.
8. В проводах ВЛ при малых сечениях (16–35 мм2) преобладают активные
сопротивления, а при больших сечениях (180мм2 и более в питающих сетях
напряжением 220 кВ и выше) свойства сетей определяются их
индуктивностями Активные и индуктивные сопротивления проводов
средних сечений (50 – 185 мм2) близки друг к другу. В КЛ напряжением до
10 кВ небольших сечений (50 мм2 и менее) определяющим является
активное сопротивление.
13
14.
Таблица 1Вид
ЛЭП
КЛ
Схема замещения
U н , кВ
≤ 10 кВ
rл
20,35 кВ
xл
jQсн
rл
jQск
xл
110,220 кВ
gл
2
bл
2
gл
2
bл
2
14
15.
ВидЛЭП
Схема замещения
U н , кВ, км
ВЛ
rл
≤ 35 кВ
110, 220 кВ
rл
500 кВ
300 ≤ l ≤ 1000 км
> 500 кВ
xл
jQсн
330 ÷ 500 кВ
l ≤ 400 км
xл
jQск
Полная П-образная СЗ
Для определения параметров П-образной СЗ
используются поправочные коэффициенты на
длину линии.
Для определения параметров СЗ учитывается
равномерное распределение сопротивлений и
проводимостей вдоль линии.
15
16.
§6 Особенности схем замещения силовыхтрансформаторов электроэнергетических систем
16
17.
U1 220кВU1 35кВ
17
18.
Параметры Г-образной СЗ могут быть определены результатами опытовхолостого хода и короткого замыкания или по паспортным данным
трансформатора, к которым относятся:
Sн - номинальная мощность, МВА;
• U вн ,U нн - номинальные напряжения обмоток высшего и низшего
напряжений, кВ;
• Pх - активные потери ХХ, кВт;
• I х % - ток ХХ, %I н ;
Pк - потери короткого замыкания, кВт;
uк % - напряжение короткого замыкания, %U н
.
18
19.
rтPкU н2
Sн2
, Ом ;
Px
uк %U н2
xт
, Ом ;
100Sн
I x % Sн
bт
, См .
, См ;
2
2
100U н
Uн
напряжения выражены в кВ, а мощности – в МВт и МВА.
gт
При S2 Sн и U 2 U 2н :
S22
2
r;
Pт 3I 2 rт
2 т
U2
P Px Pт = Px
Pк S22
Sн2
;
2
2
u
%
S
I
%
S
u
%
S
2
2 . Q Q Q
x
н к
2.
Qт 3I 2 xт
xт к
x
т
100Sн
100
100Sн
U 22
S22
19