Задача №4

Определить расчётную нагрузку понижающей подстанции ПС₁, параметры которой определены в задаче №3, к шинам низшего напряжения которой подключения система электроснабжения (см. Рис. 3). В нормальном режиме ПС₁ работает под нагрузкой на шинах низшего напряжения равном , рассчитанном в задаче №3. Параметры линии определены в задаче №1. Типы и параметры линий приведены в таблице №4, длины линий определяются следующим образом:

№	Марка провода	Кол-во цепей	Длина, км	b0,Ф/км	R, Ом	X, Ом	Расстояние между фазами, м
Л2	АС-25/4,2	1	0,54	3,78*10-6	0,62	0,16	0,35
Л3	А-25	1	0,81	3,84*10-6	0,93	0,24	0,3
Л4	А-95	1	0,702	4,18*10-6	0,2	0,19	0,4
Л5	АС-95/16	1	0,686	4,23*10-6	0,21	0,22	0,42

Номер варианта, Nv	Аварийный режим, отключение линии	L2		L3		L4		L5		Напряжение низшее ПС1, кВ
		Провод	Среднегеометрическое расстояние между фазами, м	Провод	Среднегеометрическое расстояние между фазами, м	0,42	Среднегеометрическое расстояние между фазами, м	Провод	Среднегеометрическое расстояние между фазами, м
1	L2	АС-25/4,2	0,35	А-25	0,3	А-95	0,4	АС-95/16	0,42	0,42

Параметры нагрузок:

Выполнить расчёт для следующих случаев:

• режима наибольших нагрузок ;

• послеаварийного режима, возникающего после отключения линии, указанной в таблице №4 при .

Рисунок 3 Система электроснабжения

В режиме наибольших нагрузок она составляет:

Определяем зарядную мощность линий (см. задачу 1):

Теперь можно найти расчетную нагрузку подстанции в режиме наибольших нагрузок.

В послеаварийном режиме, возникающем после отключения линии , исчезает зарядная мощность . Поэтому:

Задача №5

Электроснабжение трёх промышленных потребителей осуществляется по кольцевой схеме от шин понизительной подстанции ПС₁. Расчётные нагрузки потребителей определены в задаче №4.

Линии электропередачи, образующие данную сеть, имеют параметры, рассчитанные в задаче №4.

На шинах подстанции ПС₁ поддерживается напряжение, указанное в таблице №4. Произвести расчет режима данной сети.

Решение:

Составляем схему замещения сети, разрезав сеть по источнику. При этом получается линия с двухсторонним питанием. Схема замещения этой линии:

R_L2 x_L2 ПС3

R_L3 x_L3 ПС4

R_L4 x_L4 ПС5

R_L5 x_L5

ПС1

ПС1^/

L₂ = 0,54 км

L₃ = 0,81 км

L₄ = 0,702 км

L₅ = 0,686 км

S_H3

S_H4

S_H5

Определяем поток мощности на участке L2:

P_L2=(P₃(L₃+L₄+L₅)+P₄(L₄+L₅)+P₅L₅)|(L₂+L₃+L₄+L₅)=(0,632(0,81+0,702+0,686)+1,493(0,702+0,686)+0,0265*0,686)|(0,54+0,81+0,702+0,686)=1,27 МВт

Q_L2=(Q₃(L₃+L₄+L₅)+Q₄(L₄+L₅)+Q₅L₅)|(L₂+L₃+L₄+L₅)=(1,902(0,81+0,702+0,686)+0,261(0,702+0,686)+1*0,686)|( 0,54+0,81+0,702+0,686)=1,91 МВт

P_L5=(P₅(L₄+L₃+L₂)+P₄(L₃+L₂)+P₃L₂)|(L₅+L₄+L₃+L₂)=(0,0265(0,702+0,81+0,54)+1,493 (0,81+0,54)+0,632*0,54)|(0,686+0,702+0,81+0,54)=0,88 МВт

Q_L5=(Q₅(L₄+L₃+L₂)+Q₄(L₃+L₂)+Q₃L₂)|(L₅+L₄+L₃+L₂)=(0.6(1.87+2.16+1.44)+0.18(2.16+1.44)+1.1*1.44)|(2.18+1.87+2.16+1.44)=1,25 Мвар

Выполняем проверку по балансу мощности:

P_L2+jQ_L2+P_L5+jQ_L5=1,27+j1,91+0,88+j1,25=2,15+j3,16 МВА

P₃+jQ₃+P₄+jQ₄+P₅+jQ₅=0,632+j1,902+1,493+j0.261+0.0265+j1=

=2,15+j3,16 МВА

По первому закону Кирхгофа рассчитываем потоки мощности на остальных участках сети:

S_L3=S_L2-S_н3=1,27+ j1,91 -0,632-j1,902=0,64+j0.01 МВА

S_L4=S_L3-S_н4=0,64+j0.01-1,493-j0,261=-0,86-j0.25 МВА

П С1 Л2 ПС3 Л3 ПС4 Л4 ПС5 Л5 ПС1

1,27+j1,91 0,64+j0.01 0,86+j0.25 0,88+j1,25

0,632+j1,902 1,493+j0.26 0,0265+j1

Две полученные сети рассчитываем отдельно:

S^k_L3=S_L3=0,64+j0.01 МВА

∆S_L3=(P^k2_L3+Q^k2_L3)Z_L3|U²_ном=(0,64²+0.01²)*(0.93+j0,24)|0,4²=2,16+j 0,56МВА

S^н_L3= S^k_L3+∆S_L3=0,64+j0.01+2,16+j0,56=2,8 +j0.57 МВА

S^k_L2=S^н_L3+S_н3=2,8+j0,57+0,632+j1,902=3,43+j2,47 МВА

∆S_L2=(P^k2_L2+Q^k2_L2)Z_L2|U²_ном=(3,43²+2,14²)*(0.62+j0.16)|0,4²=

=62,79+j16,21МВА

S^н_L2= S^k_L2+∆S_L2=3,43+j2,47+62,79+j16,21=66,22 +j18,68 МВА

S^k_L4=S_L4=0,86+j0.25 МВА

∆S_L4=(P^k2_L4+Q^k2_L4)Z_L4|U²_ном=(0,86²+0,25²)*(0.2+j0,19)|0,4²=0,91+j0,86 МВА

S^н_L4= S^k_L4+∆S_L4= 0,86+j0.25 +0,91+j0,86=1,77+ j1,11 МВА

S^k_L5=S^н_L4+S_н5=1,77+j1,11+0.0265+j1=1,79+j2,11МВА

∆S_L5=(P^k2_L5+Q^k2_L5)Z_L5|U²_ном=(1,79²+2,11²)*(0.21+j0,22)|0,4²=9,12+j9,55МВА

S^н_L5= S^k_L5+∆S_L5=1,79+j1,11 +9,12+j9,55 =10,92+10,66 jМВА

Определяем потери напряжения на участках сети и напряжения у потребителей:

U_ПС1=0,42 кВ

∆U_L2=(P^н_L2R_L2+Q^н_L2X_L2)|U_ПС1=(66,22*0.62+18,68*0,16)|0,42= 104,9кВ

U_ПС3= U_ПС1-∆U_L2=0,42-104,9=-104,48кВ

∆U_L3=(P^н_L3R_L3+Q^н_L3X_L3)|U_ПС3=(2,8*0,93 +0,57*0,24)|-104,48=-0.026 кВ

U_ПС4= U_ПС3-∆U_L3=-104,48-(-0,026)=-104,45 кВ

∆U_L5=(P^н_L5R_L5+Q^н_L5X_L5)|U_ПС1=(10,92*0,21+10,66*0,22)|0,42=11,04 кВ

U_ПС5= U_ПС1-∆U_L5=0,42-11,04=-10,62 кВ

∆U_L4=(P^н_L4R_L4+Q^н_L4X_L4)|U_ПС5=(1,77*0,2+1,11*0,19)|5,92=1,345 кВ

U_ПС4= U_ПС5-∆U_L4=-10,62-1,345=5,88 кВ

Усредняем U_ПС4=-49,29 кВ

Определяем наибольшую потерю напряжения в кольцевой сети, как потерю напряжения от шин источника питания до точки потокораздела:

∆U_нδ=(0,42-(-49,29))/0,42*100%=118%