Исходные данные

5.3 Определение потерь электроэнергии за год в линиях электропередачи

Потери активной электроэнергии в ЛЭП также рассчитывают методом среднегодовых нагрузок, используя в качестве исходных данных значения средних токов фаз обмотки ВН трансформаторов и коэффициенты формы графиков активной и реактивной нагрузок обмотки ВН трансформаторов.

5.3.1 Расчет средних значений фазных токов, протекающих по участкам линии электропередачи

При определении фазных токов на участках ЛЭП необходимо учитывать емкостные (зарядные) токи, протекающие в высоковольтных ЛЭП за счет емкости линии на землю.

Зарядный ток линий электропередачи, А, рассчитывается по формуле


, (5.11)

где – удельная емкостная проводимость ЛЭП, Ом / км; L – длина участка ЛЭП, км.

Зарядный ток для участка Смоляниново – Артёмовская ТЭЦ, А:


.

Зарядные токи в контурах составляются на основании схемы внешнего электроснабжения, и определяется как сумма зарядных токов линии электропередач подходящих к данной подстанции. Матрица зарядных токов приведена в приложении К.

Для фаз А, В, С вводится угол поворота:
для фазы А:


. (5.12)

для фазы В:

. (5.13)

для фазы С:

. (5.14)

Задающие токи в узлах А:

, (5.15)

где – комплексное значение средних токов в фазах обмотки ВН трансформатора, А.

Расчет по формулам приведен в электронном приложении Х, блок 10.
Как отмечалось выше, (см. пункт 3), в дипломном проекте применяется матричный способ расчета сложно-замкнутой сети. На основании схемы внешнего электроснабжения Владивостокской дистанции электроснабжения, составляется направленный граф. Он описывается с помощью 2-х матриц. Первая, матрица соединений в узлах M, описывается в пункте 2.Вторая матрица соединений N, называемая также матрицей соединений в контурах, представляет собой таблицу, строки которой отвечают независимым контурам направленного графа, а столбцы – его ветвям. Если та или иная ветвь входит в контур, то на пересечении соответствующей строки и столбца матрицы N ставится либо +1, либо -1 в зависимости от того, совпадает направление ветви с направлением обхода контура или имеет противоположное с ним направление. Если же ветвь не входит в контур, то в матрице N на пересечении строки и столбца, отвечающих рассматриваемому контуру и ветви, записывается 0.
Матрица N приведена в приложении Ж.
Данная матрица в отличие от матрицы М в общем случае не содержит полной информации о конфигурации сети, так как возможные разомкнутые части ее схемы в матрице N не отражаются.
Матрицы M и N дают возможность записать уравнения состояния электрической цепи в матричной форме. Система взаимно независимых уравнений первого закона Кирхгофа представляется так:


, (5.17)

где и – столбцы токов в ветвях и задающих токов в узлах.

Аналогично систему взаимно независимых уравнений, второго закона Кирхгофа можно записать в виде:


, (5.18)

где – столбец падений напряжения в ветвях схемы.

Чтобы ввести в уравнение второго закона Кирхгофа токи ветвей, воспользуемся законом Ома:

, (5.19)

где – диагональная матрица сопротивлений ветвей, определенная в пункте 3.

Подставляя выражение (5.19) в уравнение (5.18), получим матричное уравнение второго закона Кирхгофа:


. (5.20)
Объединяя матричные уравнения (5.17) и (5.20) в общую систему, получим обобщенное уравнение состояния электрической цепи, вид которого не зависит от ее конфигурации и числа элементов:


. (5.21)

Эти уравнения можно объединить в одно, если матрицы M и N рассматривать как блоки одной объединенной матрицы параметров схемы замещения сети:

. (5.22)

Теперь обобщенное уравнение состояния принимает компактный вид:

. (5.23)

Здесь матрица А является квадратной и обычно не особенной, поэтому уравнение (5.22) можно решить относительно искомых токов:

. (5.24)

Расчеты по формулам (5.11) – (5.24) производятся в блоке №10, электронного приложения Э.

Для режима с проектируемыми КУ расчеты выполняются аналогично, только в формуле 5.15 используются значения средних токов в обмотках ВН трансформатора с учетом КУ рассчитанные в 4 пункте.
По результатам расчетов, составляются таблицы средних значений фазных токов на участках ЛЭП в комплексной форме (алгебраической) для варианта без компенсации, а также с включением КУ.