Задача № 14

От шин узловой подстанции А питается электрическая сеть напряжением 110 кВ (рис. 4). Длины участков, марки проводов, нагрузки узлов при номинальном напряжении и напряжение на шинах подстанции U_A принять из табл. 18, 19 для заданного преподавателем варианта. Нагрузки узлов изменяются в соответствии со статическими характеристиками по напряжению.

Представить каждый участок линии П-образной схемой замещения, содержащей активное и реактивное сопротивления и зарядные мощности линии.

Определить потоки мощности в начале и в конце каждого участка сети и напряжения в узлах с учетом изменения нагрузок узлов и зарядных мощностей линий в зависимости от напряжения в данной точке сети. Результаты представить в виде схемы с нанесенными на нее мощностями в начале и в конце каждого участка и в узлах сети, а также напряжениями во всех узлах. Результаты получить после трех итераций расчета.

Таблица 18

Параметры линий электропередачи

Таблица 19

Исходная информация о параметрах режима

Задача № 15

Определить наибольшую потерю напряжения и потери мощности в трехфазной сети с симметричной по фазе нагрузкой. Номинальное напряжение сети – 380 В. Схема сети представлена на рис. 5. В ней участки 12 и 13 имеют равномерно распределенную по длине нагрузку с сosj = 0,9. Длины участков А-1, 1-2, 2-3, марки проводов (одинаковые на всех участках) и удельную нагрузку Р_у принять из табл. 20, 21 для заданного преподавателем варианта.

Таблица 20

Параметры участков сети

Таблица 21

Исходная информация о нагрузках

ЗАДАЧИ ПО ТЕМЕ: «РАСЧЕТ И АНАЛИЗ РЕЖИМОВ ПРОТЯЖЕННЫХ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ»

Задача № 16

Для заданного преподавателем варианта линии электропередачи номинальным напряжением 750 кВ (табл. 22, 23) выполнить следующее:

1. Определить волновое сопротивление, коэффициент распространения волны, волновую длину, натуральную мощность.

2. Для идеализированной линии (без потерь) найти распределение напряжения и реактивной мощности вдоль линии в случаях, когда:

1) напряжения на концах линии равны номинальному, и передается мощность Р = 1,3 Р_нат, где Р_нат – натуральная активная мощность;

2) напряжение в начале линии равно 1,05 U_ном, в конце линии – 0,95 U_ном, и передается мощность Р = 1,3 Р_нат;

3) напряжения на концах линии равны номинальному, и передается мощность Р = 0,2 Р_нат, а также Р = 0 (режим холостого хода).

3. Построить эпюры распределения напряжения и реактивной мощности вдоль линии для случаев, рассчитанных в п. 2.

4. Построить векторные диаграммы напряжений в начале, в конце и в середине линии для случаев, рассчитанных в п. 2.

Таблица 22

Исходная информация о сечениях фаз

Таблица 23

Исходная информация о длинах линии

ЗАДАЧИ ПО ТЕМЕ: «РАСЧЕТ РЕЖИМОВ ЗАМКНУТЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ»

Задача № 17

Для схемы сети, приведенной на рис. 6, найти потоки мощности на участках сети без учета потерь мощности. Длины участков сети принять из табл. 25 для заданного преподавателем варианта. Принять условие U_A = U_B. Результаты расчетов представить в виде схемы с нанесенными на нее потоками мощности.

Задача № 18

От шин электростанций А и В осуществляется электроснабжение четырех районных подстанций (рис. 6). Выполнить расчет потоков мощности в начале и конце каждого участка, потерь мощности и падений напряжения в линиях, напряжений на шинах каждой подстанции. Нагрузки узлов S₁, S₂, S₃, S₄, напряжения на шинах электростанций – U_A, U_B, длины участков А-1, 1-2, 2-3, 3-4, В-4 принять из табл. 24, 25 для заданного преподавателем варианта. Марки проводов принять: на участках А-1, 1-2, В-4 – АС 2 х 400/51, на участках 2-3, 3-4 – АС 2 х 240/32. Нагрузки подстанций S₁, S₂, S₃, S₄ приведены к стороне высшего напряжения трансформаторов; зарядная мощность и потери мощности на корону линий учтены в нагрузках.

Результаты расчетов представить в виде схемы с нанесенными на нее потоками мощности и напряжениями на шинах подстанций.

Потоки мощности сравнить с результатами, полученными в задаче № 17.

Таблица 24

Параметры режима сети

Таблица 25

Длины линий электропередачи

Задача № 19

1. Электрическая сеть напряжением U_ном питается от шин электростанции А (рис. 7). Пользуясь методом контурных уравнений, выполнить электрический расчет сети, определив потоки мощности в начале и конце каждой линии и модули напряжений на шинах подстанций 1, 2, 3. Номинальное напряжение сети U_ном = 330 кВ. Марки проводов принять: на участках А-1, 1-2, А-3 – АС 2 х 400/51, на участках 1-3, 2-3 – АС 2 х 240/32. Числовые значения длин линий, мощностей S₁, S₂, S₃, напряжения U_A принять из табл. 26, 27 для заданного преподавателем варианта. Нагрузки подстанций S₁, S₂, S₃ приведены к стороне высшего напряжения трансформаторов, зарядная мощность линий и потери на корону учтены в нагрузках. Результаты расчетов нанести на схему.

2. Для той же схемы сети (рис. 7) выполнить электрический расчет, полагая сеть однородной. Длины участков линий принять из табл. 7 для заданного преподавателем варианта.

Результаты расчетов представить в виде схемы с нанесенными на нее потоками мощности без учета потерь мощности.

Таблица 26

Параметры режима сети

Таблица 27

Длины линий электропередачи

Задача № 20

Подстанция завода питается от замкнутой сети, представленной на рис. 7. Всю нагрузку покрывает станция А. Электрическая сеть выполнена воздушными линиями. Номинальное напряжение сети U_ном = 330 кВ.

Длины линий, расчетные нагрузки подстанций и напряжение в узле А принять из табл. 26, 27 для заданного преподавателем варианта. Найти напряжение в узлах сети и потоки мощности в ветвях методом узловых напряжений. Марки проводов принять: на участках А-1, 1-2, А-3 – АС 2 х 400/51, на участках 1-3, 2-3 – АС 2 х 240/32.

Результаты решения задачи представить в виде схемы с нанесенными потоками мощности в начале и конце каждого участка и модулями напряжений в узлах.

Задача № 21

Замкнутая электрическая сеть содержит линию 1-2 напряжением 220 кВ и линии 3-4, 4-5 напряжением 110 кВ (рис. 8). Длины линий задаются преподавателем индивидуально для каждого варианта (табл. 28).

На подстанциях с шинами 1-3 и 2-5 установлены одинаковые автотрансформаторы типа АТДЦТН 125000/220/110, имеющие номинальные напряжения 230/121/6,6 кВ. На стороне СН имеется устройство регулирования напряжения с пределами ±6 × 2%. Обмотки НН автотрансформаторов не нагружены. Активные и реактивные мощности узлов задаются преподавателем индивидуально для каждого варианта (табл. 29).

Расчет режима производится методом обобщенных контурных уравнений. Потерями холостого хода трансформаторов, активной и реактивной проводимостями линий пренебречь. Узел 1 принять за балансирующий; напряжение в узле 1 U₁ = 230 кВ.

Требуется выполнить электрический расчет сети, в результате которого найти потоки мощности с учетом потерь на всех участках, и напряжение во всех узлах сети 220…110 кВ.

Расчет выполнить для двух случаев:

1) коэффициенты трансформации трансформаторов 1-3 и 2-5 равны: n₁₃ = n₂₅ = 230/121;

2) коэффициент трансформации автотрансформатора 1-3 n₁₃ = 230/121 кВ, а автотрансформатора 2-5 n₂₅ = 230/(121 – 5 ´ 2%) кВ.

Результаты расчета представить в виде схем сетей (для каждого случая – отдельная схема) с нанесенными на них направлениями и значениями мощностей в начале и в конце каждого участка и напряжениями в узлах, как показано в [3], с. 126.

Расчет произвести в следующей последовательности:

1. Определить сопротивления линий 110 кВ 3-4, 4-5 и привести их к напряжению 220 кВ.

2. Составить обобщенное контурное уравнение при n₁₃ = n₂₅ и найти потоки мощности без учета потерь мощности в сети 110…220 кВ.

3. Определить потокораспределение с учетом потерь мощности и напряжения в узлах. Результаты расчета нанести на схему.

4. Выполнить п. 2, 3 при неодинаковых n₁₃ и n₂₅ и результаты нанести на отдельную схему.

5. Определить значение и направление уравнительной мощности, созданной неодинаковыми коэффициентами трансформации n₁₃ и n₂₅.

6. Сделать анализ результатов расчета.

Таблица 28

Параметры линий

Таблица 29

Параметры нагрузок сети

ЗАДАЧИ ПО ТЕМЕ: «ЭЛЕМЕНТЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ»

Задача № 22

Для заданной принципиальной схемы сети, приведенной на рис. 9, составить однолинейную схему с выключателями и разъединителями, приняв на передающей подстанции схему с двумя системами шин и обходной системой шин, а на приемной подстанции – схему “мостика”. Номинальные напряжения: U_1ном = 110 кВ; U_2ном = 10 кВ. Для заданного преподавателем варианта исходных данных (табл. 30, 31) определить следующие экономические показатели: капитальные затраты, годовые эксплуатационные расходы (издержки), приведенные затраты, себестоимость и стоимость передачи электроэнергии. Для расчетов воспользоваться стоимостными показателями в ценах 1985 года, приведенными в [8, 3], и прил. 6 с учетом коэффициентов инфляции, которые задаются преподавателем.

При расчетах принять: для воздушных линий отчисления на амортизацию р_а = 0,024, на текущий ремонт и обслуживание р_то = 0,004; для подстанций соответственно р_а = 0,058, р_то = 0,03.

Таблица 30

Параметры линии

Таблица 31

Параметры трансформаторов и нагрузок

Задача № 23

Воспользовавшись уравнением приведенных затрат на 1 км воздушной линии электропередачи, построить экономические интервалы для стандартных сечений проводов.

Стоимостные данные принять по ценам 1985 года: для заданного преподавателем варианта стандартные марки проводов, стоимость 1 кВт×ч нагрузочных потерь энергии b_н и время потерь t из табл. 32, 33; удельное сопротивление r₀, капитальные вложения К₀ на 1 км линии и удельные потери мощности холостого хода (на корону) DР_х – из приложений. Суммарный коэффициент р, отражающий нормы отчислений от капитальных вложений К₀ на амортизацию, обслуживание и ремонт, а также нормативный коэффициент эффективности (в терминах рыночной экономики – банковский процент по ссуде), принять равным 0,148. Стоимость 1 кВт·ч потерь на коронирование проводов b_х = 1,5 коп./кВт×ч.

Результаты расчетов представить в виде табл. 34 и в виде зависимостей З = f (I_м). Расчетным путем найти граничные значения токов, при которых экономически целесообразно переходить от одного сечения проводов к другому.

Таблица 32

Исходная информация к построению экономических интервалов нагрузки

Таблица 33

Исходные данные к построению экономических интервалов нагрузки

Таблица 34

Результаты расчетов экономических интервалов нагрузки

Задача № 24

Задана схема сети, приведенная на рис. 10. Длины участков 0-1, 1-2, 0-2, 2-3 и наибольшие нагрузки S₁, S₂, S₃ принять для заданного преподавателем варианта из табл. 35, 36. Время использования наибольшей мощности нагрузок Т_нб1 = Т_нб2 = 6000 ч; Т_нб3 = 4000 ч. При расчете принять марки проводов АС.

Требуется:

1. Определить потоки мощности на участках сети без учета потерь мощности, полагая, что сеть однородная.

2. Выбрать номинальные напряжения для каждого участка сети по зонам экономических номинальных напряжений или по одной из эмпирических формул, после чего принять одно напряжение для всех участков.

3. На всех участках определить сечения по экономической плотности тока. Для замкнутой сети ее значение принять по средневзвешенному Т_нб.

4. Проверить выбранные сечения на нагрев в послеаварийных режимах при поочередном отключении линий 0-2, 1-2 и 2-3 (одной цепи).

Результаты расчетов представить в виде:

1) схем сети с потоками мощности для нормального и всех послеаварийных режимов;

2) табл. 37, 38.

Таблица 35

Таблица 36

Исходные данные о нагрузках

Таблица 37

Результаты решения задачи

Таблица 38

Результаты проверки сечений проводов по нагреву