Определение потери напряжения в линии

Потерю напряжения для трехфазной системы принято обозначать для линейных величин определять по формуле

где l - протяженность соответствующего участка сети, км.

Если заменить ток мощностью, то формула примет вид:

Электрическая нагрузка, как правило, имеет переменный характер, поэтому потери мощности и электроэнергии в линиях зависят от изменения нагрузки. Потери мощности и электроэнергии по проектируемому объекту можно рассчитывать или по величине среднеквадратичного тока Iср с учетом времени включения линии Tдейств, или по максимальному току Iмакспри времени потерь  .

Среднеквадратичный токпредставляет собой эквивалентный ток, который, проходя по линии за время Тдейств, вызывает те же потери мощности и электроэнергии, что и действительный, изменяющийся за то же время ток.

Время потерь - это расчетное время, в течение которого линия. работая с неизменной максимальной нагрузкой Iмакс имела бы те же потери мощности и электроэнергии, что и при работе по действительному переменному графику нагрузки.

Среднеквадратичный ток находят по среднему току Iср и коэффициенту формы графика нагрузки кф: Iск=кфIср

где

Здесь W - расход активной электроэнергии (кВт-ч) за время Тдейств(сутки, год); cos_срв- средневзвешенный коэффициент мощности.

Вопрос 32Изобразите векторную диаграмму токов и напряжений при холостом ходе?

.

Векторная диаграмма холостого хода трансформатора приведена на рис. 14.4.

Порядок построения диаграммы:

– проводится произвольно вектор магнитного потока Ф;

– с ним по фазе совпадает реактивная составляющая тока , создающая этот поток;

– под углом 90 из вершины тока проводится вектор , в результате получаем

От магнитного потока Ф эдс отстают на 90 , а вектор повернут на 180 относительно вектора .

Чтобы выполнялось условие уравнения напряжений для первичной обмотки , надо к вектору прибавить вектор падения напряжения , проведя его параллельно току , и вектор под углом 90 к вектору тока .

Вопрос 33Что такое одноцепные и двухцепным линии. Чем они отличаются друг от друга?

Линия электропередачи (ЛЭП), сооружение, состоящее из проводов и вспомогательных устройств, предназначенное для передачи или распределения электрической энергии. ЛЭП, являясь основным звеном энергосистемы, вместе с электрическими подстанциями образует электрические сети.

Одноцепная линия электропередачи - Линия электропередачи, имеющая один комплект фазных или разнополярных электрических проводов

Двухцепная линия электропередачи - Линия электропередачи, имеющая два комплекта фазных или разнополярных электрических проводов

Рис. 1.23. Применение металлических опор на ВЛ и тип опоры:

а — промежуточная одноцепная башенного типа на 35—330 кВ;

б—промежуточная двухцепная башенного типа на 35—330 кВ;

в — промежуточная одноцепная на оттяжках на 110—330 кВ;

г — промежуточная портальная на оттяжках на 330—500 кВ;

д — промежуточная свободно стоящая (типа «рюмка») на 500—750 кВ;

е — промежуточная на оттяжках типа «набла» на 750 кВ

Вопрос 34Что такое линия с двухсторонним питанием?

Рис. 1.4. Неразветвленная схема передачи электроэнергии

Передача мощности от удаленных электростанций на первых этапах разви­тия межснстемной связи выполняется в виде неразветвленной электропередачи напряжением (330) 500-1150 кВ (рис. 1.4). Мощные КЭС или ГЭС имеют блоч­ную схему. К каждому трансформатору присоединяют от одного до трех генера­торов, отдающих энергию на шины 500—1150 кВ. Далее энергия передается по длинной линии, через понижающую подстанцию в приемную систему, часть на­грузки которой обеспечивается собственными генерирующими станциями (рис. 1.4).

Рис. 1.5. Блочная схема передачи электроэнергии

Если на станции несколько блоков и связующая линия многоцепная, то элек­тропередачи могут выполняться на основе блочной или связанной схем. В блочной схеме (рис. 1.5) дальняя передача мощности осуществляется по отдельным попе­речно не связанным электропередачам (блокам) на общую группу шин (подстан­ций) приемной системы, соединенных между собой связями 110—220 кВ.

Эти связи и станции приемной системы должны удовлетворять потребность мощности в случае выхода из строя какого-либо блока. При отключении цепи (бло­ка) авария локализуется на одной станции, однако приемная система полностью ли­шается соответствующей части мощности передающей станции. В связанной схеме (рис. 1.6), обеспечивающей большую надежность электроснабжения, многоцепная дальняя ЛЭП имеет вдоль своей трассы несколько соединений — переключательных пунктов (ПП) — между отдельными цепями, делящими длинную линию на короткие участки (250—350 км). Сооружение ПП сопровождается возрастанием количества применяемых дорогостоящих выключателей. Отключение отдельной линии участка сети между переключательными пунктами незначительно увеличивает суммарное сопротивление, что позволяет сохранить передачу заданной мощности в приемную систему без существенного снижения возможности по передаче мощности или про­пускной способности электропередачи.

Рис. 1.6. Связанная схема передачи электроэнергии

На рис.1.7 изображена упрощенная схема компенсированной ЛЭП 500кВ повышенной пропускной способности.

Рис. 1.7. Принципиальная схема компенсированной электропередачи

По длинной компенсированной линии при максимальной нагрузке эконо­мически нецелесообразно передавать реактивную мощность. Для ее регулирова­ния на приемной подстанции и в некоторых случаях на промежуточных подстан­циях или ПП устанавливают источники реактивной мощности (компенсирующие устройства) — синхронные, статические тиристорные компенсаторы.

На рис. 1.8 изображены упрощенные схемы электропередачи 500 кВ с включенными вдоль линии промежуточными подстанциями ПС1—ПСЗ. Для по­вышения устойчивости электропередачи в линию включают последовательно конденсаторы (УПК) (схема рис. 1.8, а) или компенсаторы (синхронные или ста­тические) на промежуточных подстанциях (рис. 1.8, б).

Наряду с отмеченным, применяют устройства автоматического регулирова­ния: автоматическое регулирование возбуждения генераторов и синхронных ком­пенсаторов, быстродействующее регулирование мощности турбин, регулирование напряжения по концам электропередачи, быстродействующие выключатели и ре­лейную защиту и др., что также способствует повышению устойчивости и пропу­скной способности электропередачи.

Рассмотренные схемы линий электропередачи (рис.1.4-1.8) позволяют доставить электроэнергию потребителям от двух генерирующих источников и называются электропередачами с двухсторонним питанием.

Рис. 1.8. Принципиальная схема дальней электропередачи переменного тока

500 кВ с промежуточными подстанциями: а — схема с применением УПК;

б — схема со статическими или синхронными компенсаторами

Вопрос 35Чем отличаются замкнутые и разомкнутые сети?

Замкнутые сети обеспечивают наибольшую надежность, по­скольку авария (отключение) на каком-либо участке сети имеет последствия (на­пример, ограничение потребляемой мощности) только для потребителей, непо­средственно подключенных к этому участку . В схемах замкнутых сетей узлы нагрузки могут получать питание с двух и более сторон [20]. Применяют замкнутые сети кольцевой конфигурации, выпол­ненные одинарными (рис.11.2, о) или двойными (рис. 11.2, б), подключенными к одному центру питания, что является некоторым их недостатком. Он устраняется в замкнутой одинарной (рис. 11.2, в) или двойной (рис. 11.2, г) сети, которая по­лучает питание от двух ЦП. Еще большую надежность имеет узловая сеть (рис. 11-2, д), в которой подстанции могут получать питание от трех ЦП. К более слож­ным относятся многоконтурные сети, отдельные участки которых могут выполняться одиночными либо двойными линиями (рис. 11.2, е) или полностью двой­ными линиями (рис. 11.2, ж).Рис. 11.1. Варианты конфигураций радиальных сетей: а, 6, в — одинарная с одним узлом нагрузки, с несколькими узлами, разветвленная; г, д — с промежуточным распределительным пунктом; е, ж, з — двойная с одним узлом нагрузки, с несколькими узлами, разветвленная В заключение заметим, что при построении схем сетей следует стремиться по возможности применять простые типы конфигураций, но обеспечивающие требуемую степень надежности, например, такие, как двойные радиальные (рис. • 11.1, ж, з), одинарная и двойная с питанием от двух ЦП (рис. 11.2, в, г).

Принцшшально возможны две основные схемы выдачи мощно­сти удаленных электростанций: блочная (рис. 11.3, о) и связанная (рис. 11.3, б).

Рис. 11.2. Варианты конфигураций замкнутых сетей:

а — одинарная с питанием от одного ЦП;б — двойная с питанием от одного ЦП;в — одинарная с питанием от двух ЦП;г — двойная с питанием от двух ЦП; д — узловая;

е, ж — многоконтурные

В блочной схеме генератор (группа генераторов) электростанции работают на отдельную цепь линии, соединенную непосредственно с приемной системой С. Она дешевле связанной схемы, но обладает существенным недостатком, который проявляется в том, что при отключении одной из цепей линии мощность части соответствующих генераторов не может быть передана в систему. Этого недос­татка лишена связанная схема, в которой по пути от электростанции к системе выполнены промежуточные подстанции. Между каждой парой из них цепи линии электропередачи соединены параллельно. В результате при отключении одной из Цепей любого участка электропередачи сохраняется связь всех генераторов с сис­темой, хотя в некоторых случаях при этом предельная пропускная способность электропередачи в целом может несколько уменьшится.

Рис. 11.3. Схемы выдачи мощности удаленных электростанций в систему а — блочная; б — связанная.

Для регулирования напряжения вдоль электропередачи и повышения ее пропускной способности могут устанавливаться устройства поперечной компен­сации (шунтирующие реакторы, синхронные компенсаторы, статические тиристорные компенсаторы) и устройства продольной компенсации. Сложно-замкнутые сети дороже радиально-магистральных; их использование выгодно только при большой стоимости перерывов электроснабжения, например, в системах электроснабжения больших городов.

Рис.1.15. Сложно-замкнутая конфигурация сети

Рис. 1.16. Сложно-замкнутая конфигурация сети двух номинальных напряжений

Рис. 1.11. Разомкнутая нерезервированная конфигурация ( а — радиальная; б — магистральная

Вопрос 36Что такое линия с односторонним питанием?

Рис. 10.5. Схемы протяженных электропередач: а — для выдачи мощности электростанции; б — для связи двух систем

Обе схемы представляют собой линию электропередачи с двухсторонним питанием, на каждом из концов которой имеются регулирующие напряжение уст­ройства (генераторы электростанций, компенсирующие устройства и т. п.).

Получают распространение сети с одноцепными воздушными линиями с двухсторонним питанием (рис. 11.2, в).

Рис. 11.2. Варианты конфигураций замкнутых сетей:

а — одинарная с питанием от одного ЦП;

б — двойная с питанием от одного ЦП;

в — одинарная с питанием от двух ЦП;

г — двойная с питанием от двух ЦП; д — узловая;

е, ж — многоконтурные