4. Потери мощности и энергии в трансформаторах.

[5, с. 99-100, 105-106].

Значительную часть общих потерь мощности и электроэнергии СЭС составляют потери в трансформаторах. Потери мощности в них слагаются из потерь активной Р_т и реактивной Q_т мощностей. Потери активной мощности состоят в свою очередь из потерь на нагревание обмоток трансформатора Р, зависящих от тока нагрузки и потерь на нагревание стали Р_ст, не зависящих от тока нагрузки:

Р=3I² R_т= . (2.3)

Активное сопротивление обмоток трансформатора:

R_т =Р_кзU²_ном/S²_ном, (2.4)

где Р_кз – потери короткого замыкания (потери в меди), S_ном – номинальная мощность трансформатора.

Потери реактивной мощности также слагаются из двух составляющих: потерь, вызванных рассеянием магнитного потока в трансформаторе и зависящих от квадрата тока нагрузки Q и потерь на намагничивание, независящих от тока нагрузки Q_=Q_хх и определяемых током холостого хода I_xx (потери холостого хода),

Q =3I²X_т. (2.5)

Активные потери могут быть определены также и по иной формуле:

Р_т=Р_{кз ном}(S/S_ном)²+Р_ст, (2.6)

где S – фактическая нагрузка трансформатора; Р_{кз ном} – потери к.з., соответствующие потерям в меди при номинальной нагрузке трансформатора S_ном.

Реактивные потери могут быть определены также по другой формуле:

Q_т= (S_ном/100)∙(U_к∙ K²₃+ I_xx), (2.7)

где U_к – напряжение короткого замыкания, K₃ = S/S_ном – коэффициент загрузки.

Тема 3.2. Потери и падения напряжения

3.2.1. Постановка задачи. Продольная и поперечная составляющие падения напряжения. Потеря напряжения

[5, с. 107-109].

3.2.2Расчёты режимов по данным конца линии передачи

[5, с. 110-112].

3. Расчёты режимов по данным начала линии передачи

[5, с. 112].

3. Расчёт линии передачи с использованием четырёхполюсников

[5, с. 112-115].

Тема 3.3. Расчёт электрических сетей различной конфигурации

1. Общие сведения для расчётов электрических сетей

[5, с. 115-117].

2. Натуральная мощность и пропускная способность ЛЭП

[3, с. 19-20].

3. Расчёт разомкнутых сетей местного значения.

[5, с. 119-121].

4. Расчёт сетей с двусторонним питанием.

В простых замкнутых сетях есть узлы, питающиеся по двум ветвям, но нет узлов, получающих питание более чем по двум ветвям, отсутствуют узлы, с которыми соединены три и более ветви. Простые замкнутые сети содержат только один контур. В сложной замкнутой сети есть узел, с которым соединены три ветви и более.

Простейшим видом замкнутой сети является сеть с двусторонним питанием, т.е. такая сеть, в которой энергия подаётся потребителям с двух сторон. Частным случаем сети с двусторонним питанием является кольцо (рис. 3.1, а).

Основными преимуществами замкнутых сетей являются:

-надёжность работы;

-гибкость;

-меньшие потери мощности;

-возможность развития сети без коренной реконструкции.

Для расчёта потока распределения в простой замкнутой электрической сети, используется тот факт, что питающий пункт можно условно «разрезать» или несколько питающих пунктов «соединить» в один, если напряжения у всех одинаковы. Например, разрезав питающий пункт А (рис. 3.1, а), можно получить сеть с двумя питающими пунктами А₁ и А₂ (рис. 3.1, б).

а	б
Р и с. 3.1.

Если заданы сопротивления участков сети и мощности (токи) нагрузок, то при одинаковом напряжении питающих пунктов мощность головного участка, т.е. мощность, вытекающую из пункта А₁ (рис. 3.1, б), можно определить по формуле

.

Верхний индекс «*» указывает на то, что в формулу подставляются сопряжённые значения мощностей.

Мощности остальных участков сети можно найти, вычитая из значения мощности головного участка значения мощностей соответствующих нагрузок. В результате расчёта мощности отдельных участков могут оказаться отрицательными, это означает, что по этим участкам протекает мощность из пункта А₂. Точки, в которых подтекающая со всех сторон мощность полностью потребляется, называются точками токораздела. Точек токораздела в сетях с двусторонним питанием может быть две: по активным мощностям и по реактивным.

Если напряжения питающих пунктов не одинаковы, то в системе возникают уравнительные токи, протекающие от точки с более высоким потенциалом к точке с меньшим потенциалом. Уравнительные токи ведут к увеличению потерь мощности, поэтому крайне нежелательны. Уравнительный ток находится по формуле

.

Полное потокораспределение находится сложением уравнительного тока (мощности) с токами (мощностями) участков сети, найденными при условии равенства напряжений питающих пунктов, с учётом их направлений.

Возможны частные случаи, значительно упрощающие приведённые выше формулы. Например, при сечении, одинаковом по всей длине, вместо сопротивлений участков можно воспользоваться их длинами.