Этап 2. Расчет напряжений в узлах сети

Исходными данными при этом служат заданное напряжение U_А источника питания и найденные на предыдущем этапе расчета мощности в начале каждого участка сети.

1. Определяем ток головного участка сети по данным начала звена

2. Вычисляем падение напряжения на головном участке

или эту же величину, определяемую через поток головного участка

3. Находим в соответствии с указанным направлением тока напряжение в узле 1

На рис. 11.8 приведена векторная диаграмма напряжений, соответствующая выражению (11.38). По диаграмме определяют величину (модуль) напряжения в узле 1

и фазу (аргумент) этого напряжения

Расчет напряжений в других узловых точках сети выполняют аналогично. В частности, для концевого участка сети напряжение НН, приведенное к ВН,

вычисляют через значение модуля вектора напряжения U₂, получаемого в

результате совмещения с осью отсчета аргументов (осью вещественных величин). Причем фазовый угол δ₃ равен сумме углов между векторами напряжений соседних узловых точек и определяется выражением вида (11.37).

На рис. 11.9 приведена векторная диаграмма напряжений данной сети при заданном напряжении U_А в источнике питания.

Второй этап завершает расчет режима сети в первом приближении. Уточнение параметров электрического режима можно выполнить на второй итерации по рассмотренному алгоритму расчета, заменив начальное приближение напряжения на вычисленное в первом приближении. Формально окончание расчета можно контролировать вычислением критерия ви-да (10.36) для наиболее удаленной узловой точки 3:

т. е. вычисления будут повторяться до тех пор, пока значение искомой переменной U₃ на двух смежных итерациях не будет отличаться на сколь угодно малую наперёд заданную величину ε. Однако практически достаточно для неперегруженных разомкнутых сетей выполнить одно-два приближения (итерации) рассмотренного расчета.

Зная напряжение U₃, определим фактическое напряжение на шинах НН подстанции, например, при номинальном коэффициенте трансформации :

В итоге отметим, что при расчете режимов слабозагруженных сетей 110 кВ и сетей меньших номинальных напряжений общие расчетные формулы, приведенные здесь для определения напряжений в узловых точках сети, можно упростить. Поперечная составляющая падения напряжения

и соответственно фазовый сдвиг напряжений (11.39), например при передаче по сети активно-индуктивной мощности, имеет незначительную величину, поэтому ее влияние на модуль напряжения

не учитывается, т. к. практически лежит в пределах точности расчета, а расчет напряжений ведется по упрощенным формулам вида (9.34).

Вопросы для самопроверки

1. В чём отличие расчётов электрического режима линии электропередачи и продольного звена?

2. Какие характерные случаи расчёта электрического режима линии?

3. В каких случаях и почему расчёт режима линии реализуется точной (прямой) и приближённой (итерационной) процедурой?

4. Когда расчёт режима линии выполняют в два этапа и что анализируют на каждом этапе?

5. Какие расчётные выражения алгоритмов анализа режима линии точным и приближённым методом Вы знаете?

6. Какой точный и приближённый алгоритм расчёта режима линии в токах Вы знаете?

7. В чём проявляется влияние активной и ёмкостной проводимостей ЛЭП на потери мощности и напряжение?

8. В каком случае для расчёта режима линии достаточно 1–2 итераций?

9. Что ухудшает сходимость расчёта?

10. Когда возникает режим холостого хода?

11. В чём его особенность для протяжённых линий?

12. Что определяет режим холостого хода ЛЭП?

13. Почему напряжение в конце линии превышает напряжение в её начале?

14. Как получить зависимость превышения напряжения в режиме холостого хода линии от её протяжённости?

15. Как построить векторную диаграмму напряжений в режиме холостого хода ЛЭП?

16. Почему вектор напряжения в конце линии отстаёт по фазе от вектора напряжения в начале?

17. Какой используется алгоритм анализа режима холостого хода протяжённых ЛЭП?

18. Какие электрические сети называются разомкнутыми?

19. Чем определяется рабочий (установившийся) режим электрической сети?

20. Какие исходные данные необходимы для выполнения расчета установившегося режима сети?

21. Какие методы чаще всего используют для расчета установившихся режимов простейших сетей?

22. Как влияют данные о нагрузке и напряжениях в узлах на последовательность расчета режима разомкнутой сети?

23. Какова последовательность расчета режима разомкнутой сети при задании напряжения в ее конечном узле?

24. В каких случаях можно вести расчет напряжений в узлах разомкнутой сети без учета поперечной составляющей вектора падения напряжения?

25. Каким образом учитываются поперечные ветви (шунты) при расчете режима разомкнутой сети?

26. Как найти фазовый угол напряжения узла, наиболее удаленного от балансирующего?

27. Как определить КПД линии электропередач при задании нагрузки в ее начале и конце?