Электропитающие системы и электрические сети (электрические системы и сети): Методические указания к самостоятельной работе

Содержание

       Введение .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .           4

       Расчет режима электрической сети  .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .            5

       Библиографический список  .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .          19     

ВВЕДЕНИЕ

Самостоятельная работа студентов по дисциплине «Электропитающие системы и электрические сети (электрические системы и сети)» состоит в выполнении расчетно-графической работы. Эта работа представляет собой продолжение домашнего задания по дисциплине «Электроэнергетика (электрические системы и сети)» и заключается в расчете установившегося режима заданной сети. Целью самостоятельной работы является закрепление теоретических знаний и развитие инженерных навыков расчета и анализа электрических систем.

В методических указаниях приведены теоретические сведения и расчетные формулы, а также дан пример расчета режима электрической сети.

РАСЧЕТ РЕЖИМА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

          При выполнении расчетно-графической работы требуется: рассчитать установившийся режим электрической сети, параметры схемы замещения которой были определены при выполнении домашнего задания по дисциплине «Электроэнергетика (электрические системы и сети)», и выбрать регулировочные ответвления трансформаторов.

          Исходные данные приведены в [1].

          Под расчетом режима понимается вычисление потоков мощности в ветвях сети (расчет потокораспределения) и напряжений в узлах сети.

Если нагрузки потребителей заданы постоянной мощностью, то уравнения установившегося режима нелинейны. При известных напряжениях источников питания расчет является приближенным и производится в два этапа:

1. Расчет потокораспределения при допущении, что напряжения во всех узлах сети равны номинальным;

2. Вычисление напряжений через мощности, определенные на предыдущем этапе.

Все заданные сети содержат разомкнутые участки и один замкнутый контур. Они состоят из питающей сети (35 кВ и выше) и распределительной сети (10 кВ и ниже).

Расчет потокораспределения на разомкнутых участках сети производится в направлении от потребителей к источнику питания. При переходе через узел мощность, втекающая в него со стороны источника питания, определяется по первому закону Кирхгофа. При переходе через сопротивление Z мощность, втекающая в него со стороны источника питания, вычисляется путем суммирования мощности, вытекающей из сопротивления со стороны нагрузки, и потерь мощности в этом сопротивлении. Потери мощности определяются по выражению

,                                              (1) 

где P, Q, S – активная, реактивная и полная мощности, текущие через сопротивление со стороны нагрузки (или со стороны источника питания); U_ном – номинальное напряжение данного участка сети.

          При расчете режима распределительных сетей потери мощности не учитываются.

          Расчет потокораспределения в замкнутом контуре является более сложным, чем на разомкнутых участках, и производится в общем случае в три этапа:

1. Предварительный расчет без учета потерь мощности;

2. Разделение контура на две эквивалентных разомкнутых сети и расчет потокораспределения в них с учетом потерь в обычном порядке;

3. Вычисление уравнительной мощности и суммирование ее с ранее определенными мощностями. Данный этап включается в расчет только в том случае, если есть два источника питания с разными фактическими напряжениями.

Предварительный расчет без учета потерь осуществляется на основе правила моментов, которое имеет следующий вид:

,                                                    (2)

где – мощность головного участка сети (участка, соединенного с источником питания); n – число нагрузок; – i-я расчетная нагрузка;  – сопряженный комплекс суммарного сопротивления между i-й нагрузкой и противоположным выбранному головному участку источником питания;  – сопряженный комплекс суммарного сопротивления между источниками питания.

          Например, в контуре с тремя линиями и двумя нагрузками (рис. 1) головными участками являются линии №1 и №3. Если принять , то , , .

          Если все участки контура выполнены линиями одинакового типа и сечения, различающимися только длиной, то выражение (2) можно существенно упростить и записать отдельно для активной и реактивной мощности:

,       ,                                     (3)

где  – суммарная длина линий между i-й нагрузкой и противоположным источником питания;  – суммарная длина линий между источниками питания.