Расчет параметров схемы замещения электрической сети

2.1. Расчетная схема электрической сети.

К параметрам схемы замещения ЛЭП относятся активные и индуктивные сопротивления, активные и емкостные проводимости, равномерно распределенные по всей длине линии.

Рис.2.1. Расчетная схема замещения ЛЭП

Активные и индуктивные сопротивления вычисляются по расчетным удельным сопротивлениям проводов на единицу длины ЛЭП:

где — удельное сопротивление провода, Ом/км, при температуре провода +20 °С; — длина линии, км.

где — удельное реактивное сопротивление провода, Ом/км.

Удельное индуктивное сопротивление можно рассчитать по формуле:

где — радиус провода, м; – относительная магнитная проницаемость материала провода; — среднегеометрическое расстояние между фазами, м.

Ёмкостная проводимость линии, обусловленная емкостями между проводами, проводами и землей, рассчитывается по формуле:

де удельная ёмкостная проводимость, См/км.

Удельная ёмкостная проводимость рассчитывается по формуле:

где — радиус провода, см; — среднегеометрическое расстояние между фазами, м.

Среднегеометрическое расстояние между фазами рассчитывается по следующей формуле:

где — расстояние между проводами соответственно фаз , , .

Значения и находятся в зависимости от конструктивных параметров различных типов опор. При симметричном расположении проводов одноцепных линий на двуцепных опорах удельное индуктивное сопротивление на 1 км линии мало отличается от сопротивления одноцепной линии, и поэтому среднегеометрическое расстояние для двуцепных ЛЭП можно определить по этой же формуле.

Значения находятся в зависимости от конструктивных параметров опор.

Выбираем опоры в соответствии с номинальным напряжением по [3,табл.8.22].

Для одноцепных линий 220 кВ выбираем железобетонные опоры ПБ 220-1 (Рисунок А).

Для одноцепных линий 110 кВ выбираем железобетонные опоры ПБ 110-1 (Рисунок В).

Для двуцепных линий 110 кВ выбираем железобетонные опоры ПБ 110-2 (Рисунок С).

Рисунок А Рисунок В Рисунок С

Для унифицированной промежуточной бетонной опоры ПБ220-1:

Среднегеометрическое расстояние между проводами фаз одной цепи:

Для унифицированной промежуточной бетонной опоры ПБ110-1:

Среднегеометрическое расстояние между проводами фаз одной цепи:

Для унифицированной промежуточной бетонной опоры ПБ110-2:

Среднегеометрическое расстояние между проводами фаз одной цепи:

При монтаже провода воздушных линий на двухцепных опорах потокосцепление каждого провода определяется токами обоих цепей. При симметричном расположении проводов линий на двухцепных опорах удельное индуктивное сопротивление на 1 км линии мало отличается от сопротивления одноцепной линии, и поэтому среднегеометрическое расстояние для двухцепной унифицированной промежуточной бетонной опоры ПБ110-1 можно рассчитать аналогично по формуле (2.). Результаты расчётов записаны в таблице 2.1.

Таблица 2.1 – Геометрические параметры опор

Опора	, м	, м	, м	, м
ПБ220-1	7,85	5,85	7,60	7,04
ПБ110-1	3,35	6,26	5,50	4,87
ПБ110-2	3,35	6,00	3,35	4,07

Удельное активное сопротивление провода марки АС185/29 согласно таблице 1.2 в [1] равно .

Удельное индуктивное сопротивление провода марки АС185/29 согласно формуле (2.):

Удельная ёмкостная проводимость провода марки АС185/29 согласно формуле (2.):

Удельные параметры для провода марки АС240/32 и АС120/19 рассчитываются аналогично. Результаты расчётов записаны в таблице 2.2.

Таблица 2.2. – Удельные параметры проводов

Провод
АС185/29	0,162
АС240/32	0,121	0,408	2,790

Активное и реактивное сопротивления продольной ветви участка А-1:

Реактивная проводимость поперечных ветвей участка B-1:

Генерируемая линией реактивная мощность рассчитывается по формуле:

Зарядная мощность линии в максимальном режиме :

Зарядная мощность линии в максимальном режиме :

Потери активной мощности:

Параметры схемы замещения остальных участков системы рассчитываются аналогично. Результаты расчетов запишем в таблицу 2.1.

Таблица 2.3. - Параметры схемы замещении ЛЭП

Участок ЛЭП	R, Ом	Xуд, Ом/км	Хл, Ом	b0·10-6, См	b·10-6, См	Qc,max, МВАр	Qc,min, МВАр	, МВт
А-1	4,212	0,4079	10,605	2,792	72,59	1,062	0,878	0,007
2-1	5,670	0,4079	14,276	2,792	97,72	1,430	1,182	0,010
А-2	6,804	0,4079	17,132	2,792	117,26	1,716	1,419	0,012
В-2	5,229	0,4100	8,610	2,778	233,33	3,416	2,823	0,022
В-3	7,502	0,4223	26,183	2,693	166,97	9,778	8,072	0,186
4-3	5,808	0,4223	20,270	2,693	129,26	7,394	6,256	0,144
В-4	6,413	0,4223	22,382	2,693	142,68	8,356	6,906	0,159

Расчет параметров схемы замещения трансформаторов

В исходных данных на курсовое проектирование отсутствуют варианты подстанций с различными значениями вторичных напряжений, поэтому используются в основном двухобмоточные трансформаторы. Для упрощения расчетов в схеме замещения двухобмоточных трансформаторов проводимости предлагается заменить мощностью, измеряемой заводом - изготовителем при опыте ХХ, т.е. рекомендуется схема замещения трансформаторов с отбором мощности, называемая расчетной (рис. 2.2.)

Рисунок 2.2. – Расчётная схема замещения

где – потери активной мощности в обмотках трансформатора при опыте короткого замыкания между обмотками ВН–НН; – напряжение опыта короткого замыкания, %; – ток холостого хода, %; – номинальная мощность трансформатора; – номинальное напряжение обмотки высшего напряжения; – потери комплексной мощности в магнитопроводе (стали) трансформатора.

Параметры расчётной схемы замещения для силового трёхфазного двухобмоточного трансформатора типа ТРДЦН-63000/220:

Таблица 2.4. - Параметры схемы замещения силовых трансформаторов

ПС	Трансформатор	Uвн, кВ	Uнн, кВ	UК,%	, кВт	, кВт	IХ, %	Rт, Ом	Хт,Ом	МВАр	,rкВА	Kт
	ТДЦ-80000/110		10,5	10,5			0,6	0,354	9,608	0,480	0,140+j0,96	11,523
	ТРДЦН-63000/110		6,3	10,5			0,6	0,433	11,021	0,378	0,118+j0,756	18,254
	ТРДЦН-63000/220						0,8	1,999	50,381	0,504	0,164+j1,008	20,909
	ТРДН-40000/220		6,6				0,9	2,810	79,350	0,360	0,1+j0,72	34,848