|
Кабельные линии электропередачи представляют такой же П-образной схемой замещения, что и воздушные ли-нии (рис. 2,1). Удельные активные и реактивные сопротив-
ления определяют по справочным таблицам, так же как и для воздушных линий. Из (2.3), (2.7) видно, что уменьшается, а растет при сближении фазных прово-дов. Для кабельных линий расстояния между проводами значительно меньше, чем для воздушных, и очень мало. При расчетах режимов для кабельных сетей напряжением 10 кВ и ниже можно учитывать только активное сопротив-ление (рис. 2.3,г). Емкостный ток и в кабельных лини-ях больше, чем в воздушных. В кабельных линиях высоко-го напряжения учитывают (рис. 2.3,6), причем удель-ную емкостную мощность , квар/км, можно определить по таблицам, приведенным, например, в [10]. Активную проводимость учитывают для кабелей 110 кВ и выше. Удельные параметры схемы замещения кабеля , а также , приведенные в справочных таблицах, ориен-тировочны, более точно их можно определить по завод-ским характеристикам кабеля.
и (2.6) найдем параметры схемы замещения:
Ом; Ом;
См.
Половина зарядной мощности линии (см. рис. 2.3,6), определяемая по выражению (2.8),
Мвар.
По табл. П.4 для двухцепной линии можно найти Мвар. Такая мощность должна быть учтена в рас-чете режима линии, т.е. зарядная мощность воздушных линий 110 кВ должна учитываться в балансе реактивной мощности. Это заключение тем более справедливо для линий более высоких напряжений. Поэто-му схема замещения рассматриваемой линии должна включать кроме активного и индуктивного сопротивления емкостную проводимость (см. рис. 2.3, а) или емкостную мощность (см. рис. 2.3,б).
СХЕМЫ ЗАМЕЩЕНИЯ ТРАНСФОРМАТОРОВ И АВТОТРАНСФОРМАТОРОВ
Двухобмоточный трансформатор (рис. 2.4, а) можно представить в виде Г-образной схемы замещения (рис.
Рис. 2.4. Двухобмоточный трансформатор
а-условное обозначение; б-Г-образная схема замещения; в-упрощенная схема замещения
2.4, б). Продольная часть схемы замещения содержит и -активное и реактивное сопротивления трансформа-тора. Эти сопротивления равны сумме соответственно ак-тивных и реактивных сопротивлений первичной и приведен-ной к ней вторичной обмоток. В такой схеме замещения отсутствует трансформация, т. е. отсутствует идеальный трансформатор, но сопротивление вторичной обмотки при-водится к первичной. При этом приведении сопротивление вторичной обмотки умножается на квадрат коэффициента трансформации. Если сети, связанные трансформатором, рассматриваются совместно, причем параметры сетей не приводятся к одному базисному напряжению, то в схеме замещения трансформатора учитывается идеальный транс-форматор (см. §3.8,3.9).
Поперечная ветвь схемы (ветвь намагничивания) со-стоит из активной и реактивной проводимостей и . Активная проводимость соответствует потерям активной мощности в стали трансформатора от тока намагничива-ния (рис. 2.4, б). Реактивная проводимость определяет-ся магнитным потоком взаимоиндукции в обмотках транс-форматора.
В расчетах электрических сетей двухобмоточные транс-форматоры при кВ представляют упрощенной схемой замещения (рис. 2.4, в). В этой схеме вместо ветви намагничивания учитываются в виде дополнительной на-грузки потери мощности в стали трансформатора или по-тери холостого хода .
Для каждого трансформатора известны следующие параметры (каталожные данные): -номинальная мощность, МВ·А; -номинальные напряже-ния обмоток высшего и низшего напряжений, кВ; - активные потери холостого хода, кВт; % -ток холосто-го хода, % ; -потери короткого замыкания, кВт; % -напряжение короткого замыкания, % . По этим данным можно определить все параметры схемы замеще-ния трансформатора (сопротивления и проводимости), а также потери мощности в нем.
Проводимости ветви намагничивания определяются ре-зультатами опыта холостого хода (XX). В этом опыте раз-мыкается вторичная обмотка, а к первичной подводится номинальное напряжение. Ток в продольной части схемы замещения равен нулю, а к поперечной приложено (рис. 2.5, а). Трансформатор потребляет в этом режиме только мощность, равную потерям холостого хода, т. е. (рис. 2.5, б)
.
Проводимости, См, определяются следующими выраже-ниями:
, (2.9)
, (2.10)
где напряжения выражены в киловольтах, а мощности- в мегаваттах и мегаварах.
Потери активной мощности в стали определяются в ос-новном напряжением и приближенно предполагаются не
Рис. 2.5. Схемы опытов холостого хода и короткого замыкания:
а, б-опыт холостого хода: в, г-опыт короткого замыкания
зависящими от тока и мощности нагрузки ( и ). В схе-ме на рис. 2.4, б постоянна и равна каталожному зна-чению. Ток намагничивания в трансформаторе имеет очень маленькую активную составляющую:
,
где - реактивная составляющая .
Поэтому
(2.11)
Отметим, что намного меньше, чем , и полная мощность трансформатора в режиме холостого хода приближенно равна намагничивающей мощности .
С учетом (2.11) проводимость определяется так:
(2. 10а)
Сопротивления трансформатора и определяются по результатам опыта короткого замыкания (КЗ). В этом опыте замыкается накоротко вторичная обмотка, а к пер-вичной обмотке подводится такое напряжение, при кото-ром в обеих обмотках трансформатора токи равны но-минальному. Это напряжение и называется напряжением короткого замыкания (рис. 2.5,6 и г). Потери в стали в опыте короткого замыкания очень малы, так как намного меньше . Поэтому приближенно считают, что все потери мощности в опыте КЗ идут на нагрев обмоток трансформатора, т. е.
(2.12)
и
(2.13)
В современных мощных трансформаторах « и . Из опыта КЗ (рис.2.5, в)
Умножая последнее выражение на , после преоб-разований получим
В (2.13), (2.14) сопротивления получаются в омах при подстановке напряжений в киловольтах, а мощностей-в мегавольт-амперах и в мегаваттах.
Потери активной мощности в зависят от тока и мощ-ности нагрузки и . Эти потери равны
Если подставить в последнее выражение из (2.13) и учесть, что , то получим
. (2.15)
Потери реактивной мощности в аналогично (2.15) определяются так:
(2. 16)
Для трансформатора, через который проходят ток на-грузки и мощность , потери мощности с учетом (2.11), (2.15) и (2.16) равны
, (2. 17)
. (2.18)
Если на подстанции с суммарной нагрузкой работа-ют параллельно k одинаковых трансформаторов, то их эк-вивалентные сопротивления в k раз меньше и равны , ,а проводимости в k раз больше, т.е. равны Если учесть это в выражениях (2.9), (2.11), (2.15), (2.16), то получим следующие выражения для потерь мощности:
, (2.19)
, (2.20)
Эти же выражения можно получить и другим способом. Если подставить в (2.17), (2.18) вместо поток мощно-сти, текущей через каждый трансформатор и равной , то получим потери мощности в одном трансформато-ре. Умножим их на k и получим выражения (2.19), (2.20) для потерь мощности в k параллельно работающих транс-форматорах.
Do'stlaringiz bilan baham: |
