 |
Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | |
Електричних мережах
|
|
Однорідними називаються мережі, в яких на всіх ділянках відносин активного і реактивного опору практично одинакові
(тобто мережа однорідна)
Однорідні мережі: на ділянках яких дроти одного перерізу (приватний випадок)
- в однорідних мережах опору ділянок можуть бути виражені через довжину ліній, тобто:
, 
, 
.
- якщо підставити вказані значення в вираз для визначення ΔU по навантажувальним і лінійним потужностями, то
,
Такі розрахунки простіше виконувати, тобто вони не потребують операцій з комплексними числами. Особливо вони зручні на початку проектування, коли невідомі параметри лінії.
Розрахунок робочих режимів в простих замкнених електричних мережах.
До них відносяться мережі з двостороннім живленням від двох ДЖ на кінцях і кільцеві мережі з одним ДЖ.
Розглянемо схему мережі з двостороннім живленням:
В таких мережах напруга на шинах ДЖ може бути або однаковою або різною:
або 
Розглянемо схему кільцевої мережі з одним ДЖ:
Уявно розріжемо кільцеву мережу в пункті живлення А. Тоді отримаємо мережу з двома (умовно) джерелами живлення (А1 і А2), тобто кільцева мережа може бути представлена як мережа з двостороннім живленням, але 
(тобто з напругою однаковою по модулю і по фазі).
В розрахунках таких мереж звичайно задають напругу ДЖ, навантаження споживачів (
)
і опір ділянок мережі.
Необхідно розрахувати: потокорозподілення (розподіл потужності) на ділянках і напругу у вузлах.
У відмінності від розімкнених мереж, де розподілення потужності по ділянкам являється примусовим, в замкнених мережах проходить природне (натуральне) розподілення потужностей, так як це розподілення залежить не тільки від значення навантажень, але і від комплексного опору ділянок.
Із наведених схем заміщення замкненої мережі не ясно, як направлені потоки потужності, з якої сторони (зліва, справа або з обох сторін) підтікає потужність до вузлів. Потокорозподілення може бути визначено тільки за допомогою спеціальних розрахунків. Тому розрахунки режимів замкнених мереж складніше, ніж розімкнених.
Розрахунки режимів простих замкнених мереж.
Проводять в 2 етапи:
1.розраховують потокорозподілення по ділянкам. При цьому напруга у вузлах приблизно рівна Uном. На цьому ж етапі втратами напруги і потужності на ділянках нехтують.
На початку розраховують потужність на головних ділянках ланцюга. Потужність на інших ділянках визначається за 1 законом Кірхгофа. В результаті розрахунку потокорозподілення визначають так називаєму точку потоку розділу (стуморозділу),тобто точка в якій підтікаюча в лінію з двох сторін потужність повністю споживається навантаженням (тобто в цій точці проходить повний відбір потужності у вузлі).
2.просту замкнену мережу розмикають в точці струморозділу. При цьому навантаження відповідного вузла також ділиться на дві частини (не обов’язково рівні). Ми отримуємо дві розімкнені мережі, які і будемо розраховувати)
Розглянемо алгоритм розрахунку для визначення точок потокорозділу на прикладі приведеної схеми простої замкненої схеми.
Напрямок струму (потоку потужності) на ділянках приймається довільно, а дійсний напрямок визначається розрахунком.
На схемі указано прийнятий умовний напрямок струму, а також відомі і невідомі шуканої величини, тобто струму і потужності на ділянках.
Для визначення потоку потужності на головних ділянках мережі скласти рівняння контурних струмів на основі 2 закону Кірхгофа:
З урахуванням рівності напруги ДЖ, тобто сума падіння напруги між А1 і А2буде рівна нулю, тоді приймаємо до уваги умовний напрямок струму і потужності, рівняння:
, можна записати 
З урахуванням прийнятих умов напрямок напрямків струмів рівняння контурних струмів буде мати вигляд
Виразимо комплексне значення струму ділянки через комплексне сполучення значення повної потужності і напруги.
, тоді 
Виразимо значення лінійних потужностей ділянок через відомі навантажувальні потужності і потужності головних ділянок з допомогою 1 закону Кірхгофа.
.
Аналогічно можна визначити потужність другої головної ділянки
.
Із структури отриманих виразів видно, що потужність, витікаюча із живлючого пункту рівна сумі опору проведені потужності кожного навантаження на сумарний опір від навантаження до протилежного живлючого пункту (опір протилежних пліч).
Помітимо суму опору всіх ділянок:
тоді в загальному випадку вирази для визначення потужності головних ділянок будуть мати вигляд:
.
При розрахунках рекомендується визначити потужність, витікаючу із обох живлячих пунктів. Це дозволяє провести правильність розрахунків.
.
Після обчислювання потужності на головних ділянках визначається потужність на решті ділянках мережі. В результаті розрахунку потокорозподілення вказують стрілками на розрахунковій схемі фактично спрямованої потужності на окремих ділянках, які можуть співпадати або не співпадати з прийнятими умовними напрямками.
На основі результатів розрахунку знаходять точку потокорозділу. В загальному випадку цих точок може бути дві: за активною потужністю і реактивною потужністю.
На схемах точки потокорозділу за активною потужністю позначають
а точки потокорозділу за реактивною потужністю
Припустимо, для нашої розрахункової схеми точки потокорозділу являється точка b, тоді:
На другому етапі замкнений ланцюг розмикається в точці потокорозділу, при цьому навантаження відповідно вузлу поділяється на дві частини.
Кожна частина навантаження визначається потужністю поступаючою по приєднаної до неї лінії при дотриманні співвідношення:
для розглядаємого випадку
, 
,
тоді 
,
звідки 
.
Після визначення точки потокорозділу замкнена мережа розділяються на дві розімкнені, які розраховуються по відомій методиці.
Методика розрахунку простих замкнених мереж
при умові нерівності джерел живлення.
Розглянемо методику розрахунку простих замкнених мереж при умові нерівності джерел живлення.
, хай 
.
Різна напруга живлячих пунктів створюють так зване зрівнювальні струми і потужності, протікаючи від ДЖ з великою напругою (U) до ДЖ з меншою напругою (U). Зрівнювальні струми вкрай небажані, так як при цьому збільшуються струми і втрати потужності. Тому, по можливості, стараються приймати заходи для вирівняння напруги різних джерел.
Значення зрівняльного струму, визваного різністю напруг, може бути представлена:
,
Значення зрівнювальної потужності
.
Приблизно можна прийняти, що за значення Uф беремо значення:
, або 
.
Але з достатнім ступенем точності в розрахунках Sур приймають значення
, 
.
Розрахунок режимів мережі з двостороннім живленням при нерівності напруги ДЖ можна проводити двома методами:
1.безпосереднє застосування законів Кірхгофа;
2.метод накладення.
1. В першому випадку використовують рівняння контурних струмів (в правій частині якого представляють різницю напруг):
.
2. В другому випадку визначають і накладають два режими:
1) ,знаходять струми на ділянках 
2) ,знаходять зрівняльні струми і потужності з урахуванням їх напрямків, і тоді фактичні струми на ділянках будуть представляти собою накладення:
Втрати потужності в такій мережі знаходять з урахуванням рівнянь струмів і потужностей.
В однорідних мережах з двостороннім живленням значення потужностей, витікаючих з живлячих пунктів, можуть бути знайдені за спрощеним виразом:
, де 
.
Такий вираз значно спрощує і полегшує розрахунок потоку потужності на головних ділянках замкненого ланцюга з використанням довжини ділянок, так як виключає дію з комплексними числами. Це важливо при проектуванні на початковій стадії, коли ще не вибрані перетини дротів (і невідомі їх параметри).
Реальні мережі у відношенні однорідності характеризуються:
1. лінії з Uном ≤ 35 кВ споруджують, як правило, з перетином дроту, що мало відрізняються один від одного на сусідніх ділянках.
2.для різних ліній з Uном ≤220кВ використовують різні перетини дротів, але так як цей перетин змінюється в достатньо вузьких межах, а визначаючими параметрами таких ліній є індуктивний опір, такі мережі можна віднести до однорідних.
Питання для самоконтролю.
1. Як правильно підготувати схему ланцюга для розрахунку?
2. Як проводять розрахунки режимів розімкнених мереж «за даними кінця», а в другому випадку – «за даними початку»?
3. Якою є послідовність розрахунку режиму магістральної схеми?
4. В яких мережах розподіл потужності на ділянках являється примусовим?
5. В чому полягаютьособливості розрахунку робочих режимів місцевих
розімкнених мереж?
6. Які мережі називають однорідними та в чому полягають особливості
розрахунку режимів таких мереж?
7. Що називають в замкнених мережах природним (натуральним) розподіленням потужностей, так від чого це розподілення залежить?
8. Як виконують розрахунки режимів простих замкнених мереж?
9. Що таке зрівнювальні струми та який вплив вони мають на роботу мережі з декількома джерелами живлення?
10. Які існують методи для розрахунку режимів мережі з двостороннім живленням при нерівності напруги ДЖ і в чому вони полягають?
Висновки: В результаті засвоєння матеріалу студенти повинні мати уяву про особливості методів розрахунку робочих режимів електричних мереж та вміти їх використовувати.
ЛЕКЦІЯ № 9. РОЗРАХУНОК РЕЖИМІВ СКЛАДНОЗАМКНЕНИХ ЕЛЕКТРИЧНИХ МЕРЕЖ.
Актуальність: засвоення основ для розуміння алгоритмів розрахунку режимів в складнозамкнених електричних мережах.
План:
1. Загальні положення.
2. Стисла характеристика методів розрахунку робочих режимів
складнозамкненої мережі.
3. Особливості розрахунку складно замкненої мережі при декількох живлючих пунктах.
4. Розрахунок робочих режимів складнозамкнених мереж на ЕОМ.
Питання для са моконтролю.
Загальні положення.
* Складнзамкненою (багатоконтурною) мережею називається мережа, яка має вузлові точки, тобто точки в яких з’єднуються не менше трьох ліній не враховуючи навантаження.
Одна із схем такої мережі:
На цьому малюнку: А1 – А4 – центри живлення,
1, 2, 3,4 – вузлові точки.
Споживачі у вузлах можуть отримувати з трьох сторін.
Розрахунок режимів таких мереж значно складніше ніж розімкнених або простих замкнених мереж.
При розрахунках таких мереж задані навантаження, параметри ліній і напруга хоч би одного з центрів живлення (ЦЖ)
При наявності декількох ЦЖ, один з них (будь-який) із заданою напругою приймають за базисний.
Задача розрахунків – знаходження потужностей (струмів) на ділянках мережі.
Розрахунок розподілу потоків потужності в лініях і напруги у вузлах цих мереж може бути виконаний одним з відомих з ТОЕ методів: метод контурних струмів (потужностей), метод вузлових напруг і метод перетворень. Ці методи використовуються з застосуванням ЕОМ (в основному – метод вузлових напруг).
Стисла характеристика методів розрахунку
робочих режимів складнозамкненої мережі.
Розглянемо порядок розрахунку мережі для декількох розрахункових випадків:
1. розрахунок з одним пунктом живлення.
В цьому випадку використовуються два відомих з ТОЕ методи: метод контурних струмів і метод вузлових напруг.
а) метод контурних струмів
1. Якщо на першому етапі розрахунку поперечними гілками та втратами потужності на ділянках знехтувати, то розрахунок мережі зводиться до послідовності етапів:
- визначається число незалежних контурів рівне числу ліній мінус число вузлів. Незалежним контуром називається такий, в якому хоча б одна з гілок не входить в інші контури, при цьому живлючий пункт умовно за вузел не приймається.
- задаємося незалежними невідомими потужностями (струмами).
- усі потужності на кожній ділянці виразимо крізь задані навантаження по 1 закону Кірхгофа.
- складаємо контурні рівняння за 2 законом Кірхгофа. Число рівнянь повинно дорівнювати числу невідомих або числу контурів.
- з n складених контурних рівнянь знаходимо n невідомих контурних потужностей (струмів)
- визначається потужність на кожній ділянці.
- перевіряється правильність рішень за цифрами по 1 і 2 закону Кірхгофа; визначаємо точку потокорозділу (струморозділу).
2. Приклади розрахунків складнозамкнених мереж цим методом приведенні в додатку до навчального посібника: Блок В.М. «Электрические системы и сети»
б) метод вузлових напруг.
Етапи розрахунку:
- задаємося невідомими напругами в усіх вузлах.
- визначаємо потужності (струми) для кожної лінії на ділянках, так як в мережі з двостороннім живленням, при цьому в якості живлючих пунктів приймаються кінці кожної лінії з відповідним навантаженням. В лініях без навантаження визначається лише зрівняльний струм (потужність).
- знаючи потужності (струми), підтікаючи до вузлів або відтікаючи від них, складаємо за 1 законом Кірхгофа умовні рівняння. Число рівнянь дорівнює числу невідомих вузлів напруги (або числу вузлів), при цьому живлючий пункт за вузол не приймається.
- із систем вузлових рівнянь знаходять невідомі напруги у вузлах.
- визначаємо потужності на кожній ділянки як в мережі з двостороннім живленням.
Наступні пункти повторюють операції методу контурних струмів.
Розгядаючи область використання цих методів, вкажемо, що найбільш відповідний метод з меншим числом рівнянь. Тому:
- якщо в розглядаємій мережі контурів менше ніж вузлів, то використовуємо метод контурних струмів.
- якщо вузлів менше ніж контурів, то використовують метод вузлових потенціалів (напруг).
Особливості розрахунку складно замкненої мережі
при декількох живлючих пунктах.
Розглянемо особливості розрахунку складно замкненої мережі при декількох живлючих пунктах:
- в цьому випадку можуть бути задані напруга або потужність. При цьому для одних живлючих пунктів задані тільки напруга, для інших – тільки потужність. Потужність всіх живлючих пунктів не можуть бути вибрані довільно, тобто необхідно виконати умови балансу потужностей. Тому однин із живлючих пунктів (будь-який) із заданою напругою вибирається в якості балансуючого вузла, потужність цього вузла вибирається із умов балансу потужності даної мережі, тобто потужність балансуючого вузла в першому приближені визначається як алгебраїчна сума навантажень (навантажувальних потужностей). При цьому потужності навантаження (відомі) приймаємо зі знаком «+», а потужність живлючих пунктів які залишилися зі знаком «–».
Після визначення втрат потужності в мережі 
потужність балансуючого вузла уточнюється так, щоб в балансі враховувалися також втрати потужності.
Якщо в мережі тільки один живлючий пункт, то його зручно приймати за балансуючий.
Далі розрахунки проводяться так, щоб отримати необхідне число рівнянь, рівне числу невідомих. Крім рівнянь контурних струмів (потужностей) або вузлів напруги складаються додаткові рівняння:
1. для кожного вузла із заданою напругою. Ця напруга повинна бути рівна напругі балансуючого вузла мінус сумарне падіння напруг між балансуючим і розглядаючим вузлом.
2. складається рівняння за 1 законом Кірхгофа для живлячих пунктів із заданою потужністю.
Таким чином, як загальне число невідомих, так і загальне число рівнянь збільшується на число живлячих пунктів, крім балансуючого.
Розрахунок робочих режимів
Дата публикования: 2014-10-17; Прочитано: 2833 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!
