ЗАДАЧИ ПО ТЕМЕ: «ПАРАМЕТРЫ ЭЛЕМЕНТОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ»

Задача № 1

На рис. 1 а изображена принципиальная схема электропередачи, состоящей из линии и понижающего трехобмоточного трансформатора (автотрансформатора).

Для одного из заданных вариантов 1…9 (табл. 1) и одного из вариантов 1…10 (табл. 2) исполнения электропередачи вычертить:

1) принципиальную схему электропередачи, содержащую заданное количество линий и понижающих трансформаторов;

2) однолинейную схему замещения с учетом эквивалентирования линий и трансформаторов (рис. 1 б);

3) расчетную схему замещения (рис. 1 в).

Таблица 1

Параметры линий электропередачи

Таблица 2

Количественная характеристика элементов электропередачи

Задача № 2

По данным табл. 1 определить параметры схемы замещения линий электропередачи, учитывая количество цепей, указанное в табл. 2.

Определить следующие погонные (на 1 км линии) и полные параметры ее схемы замещения:

1) активное сопротивление, Ом/км, Ом;

2) реактивное сопротивление, Ом/км, Ом;

3) активную проводимость, См/км, См, вычисленную по потерям на корону, взятым из каталога [8, c. 279];

4) рабочую емкость, Ф/км, Ф;

5) емкостную (реактивную) проводимость, См/км, См;

6) зарядную мощность, Мвар/км, Мвар.

Сопоставить найденные погонные параметры линии с каталожными данными (прил. 1…3 [1, c. 184 – 186; 3, c. 282 – 283;8, c. 233 – 258]).

Определить отношение реактивного сопротивления линии к активному.

Найденные полные параметры нанести на схему замещения линии электропередачи и расчетную схему замещения (рис. 1 б,в) с учетом имеющихся параллельных цепей.

По каталожным данным определить волновое сопротивление линии, коэффициент затухания волны, коэффициент фазы волны, натуральную мощность. Найти отношение заданной мощности к натуральной.

Задача № 3

Для одного из вариантов (10…19, см. табл. 1) исполнения линии электропередачи с расщепленными фазами определить погонные (на 1 км линии) параметры: активное и реактивное сопротивления; активную и реактивную проводимость (по каталожным данным); зарядную мощность; волновое сопротивление и натуральную мощность; отношение зарядной мощности к натуральной.

Задача № 4

По заданной в табл. 1 наибольшей передаваемой мощности подобрать по справочным данным тип и мощность понижающих трансформаторов (автотрансформаторов). Если на подстанции предусмотрено два трансформатора (см. табл. 2), мощность каждого из них принять равной 60…70% наибольшей передаваемой мощности.

Вычисление полной передаваемой мощности произвести при cosj = 0,9. Выписать паспортные данные выбранных трансформаторов.

Задача № 5

По паспортным данным трансформаторов, выбранных в задаче 4, определить параметры схемы замещения и расчетной схемы замещения (см. рис. 1 б,в):

1) активные сопротивления обмоток, Ом;

2) реактивные сопротивления обмоток, Ом;

3) активные проводимости, См;

4) реактивные проводимости, См;

5) реактивные мощности намагничивания, Мвар;

6) активные мощности холостого хода, МВт.

Найденные параметры в табличной форме сопоставить с каталожными данными и согласовать с преподавателем [1, c. 184 – 186; 3, c. 286 – 292; 8, c. 238 – 247].

Найденные параметры нанести на схемы рис. 1 б,в (с учетом имеющихся параллельных трансформаторов).

ЗАДАЧИ ПО ТЕМЕ: «ПОТЕРИ МОЩНОСТИ И ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ»

Задача № 6

Задан вариант линии электропередачи (табл. 3, 4) и годовые графики активной и полной нагрузки по продолжительности (табл. 5). Вычертить годовые графики активной и полной нагрузки по продолжительности и определить величину нагрузочных потерь электрической энергии следующими методами:

1) графического интегрирования (по заданному графику нагрузки);

2) среднеквадратичной мощности (тока);

3) времени наибольших потерь;

4) средних нагрузок.

Среднеквадратичную мощность и время наибольших потерь вычислить двумя способами:

1) на основе годового графика нагрузки по продолжительности;

2) приближенным способом через понятие времени использования наибольшей нагрузки на основе известной зависимости между временем потерь наибольшей и среднеквадратичной мощностей.

Вычислить различия в потерях энергии (в процентах) по различным методам, приняв за эталонный метод графического интегрирования. Результаты расчетов свести в табл. 6.

Таблица 3

Параметры линий электропередачи

Таблица 4

Количество цепей линий электропередачи

Таблица 5

Характеристика годового графика нагрузки по продолжительности

Таблица 6

Результаты расчетов потерь электроэнергии в линии

Задача № 7

1. Для заданного варианта трансформатора (трансформаторов) (табл. 7, 8) и годового графика нагрузки по продолжительности (табл. 5) определить годовые потери электроэнергии холостого хода и нагрузочные потери. Расчеты нагрузочных потерь энергии выполнить:

1) методом графического интегрирования (по заданному графику нагрузки);

2) методом времени наибольших потерь по заданному годовому графику нагрузки по продолжительности;

3) методом средних нагрузок.

2. Вычислить потери энергии холостого хода и нагрузочные в процентах от суммарных потерь: результаты расчетов свести в табл. 9.

3. Для режимов наибольших и наименьших нагрузок определить потери реактивной мощности холостого хода и нагрузочные потери мощности.

Таблица 7

Данные по трансформаторам

Таблица 8

Количество трансформаторов на подстанции

Таблица 9

Результаты расчетов потерь электроэнергии в трансформаторах

4. Определить потери реактивной мощности холостого хода DQ_x в процентах относительно потерь активной мощности холостого хода DР_x.

5. Аналогичные расчеты выполнить для нагрузочных (DQ_н, DР_н) и суммарных (DQ_∑, DР_∑) потерь реактивной мощности. Результаты занести в табл. 10.

Таблица 10

Результаты расчетов потерь реактивной мощности в трансформаторах

ЗАДАЧИ ПО ТЕМЕ: «РАСЧЕТ РЕЖИМОВ РАЗОМКНУТЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ»

Задача № 8

От электрической станции отходит линия электропередачи номинального напряжения U_ном = 330 кВ длиной L км, выполненная проводом марки АС. Нагрузка в конце линии – S_к, напряжение в конце линии – U_к.

Представить линию П-образной схемой замещения. Определить мощность в начале линии S_н, напряжение в начале линии U_н, потери активной и реактивной мощности в линии, зарядную мощность линии Q_b, продольную и поперечную составляющие падения напряжения, модуль полного падения напряжения. Марку провода, числовые значения L, S_к и U_к принять из табл. 11, 12. Результаты расчетов занести в табл. 13. Построить в масштабе векторную диаграмму напряжений.

Задача № 9

Для линии электропередачи с параметрами из задачи № 8 (см. табл. 11) определить мощность и напряжение в конце линии S_к и U_к, если известны рассчитанные в задаче № 8 мощность и напряжение в начале линии S_н и U_н (см. табл. 13). Определить также потери активной и реактивной мощности, зарядную мощность, продольную и поперечную составляющие падения напряжения и полное падение напряжения. Результаты расчетов занести в табл. 13. Построить в масштабе векторную диаграмму напряжений, совмещенную с векторной диаграммой из задачи № 8.

Задача № 10

Для линии электропередачи с параметрами из задачи № 8 (см. табл. 11) определить мощность в конце линии S_к, напряжение в начале линии U_н, если известны напряжение в конце линии U_к из табл. 12 и мощность в начале линии S_н, полученная в задаче № 8 (см. табл. 13). Результаты расчета занести в табл. 13.

Задача № 11

Для линии электропередачи с параметрами из задачи № 8 (см. табл. 11) определить мощность в начале линии S_н и напряжение в конце линии U_к, если известны нагрузка в конце линии S_к из табл. 12 и напряжение в начале линии U_н, полученное в задаче № 8 (см. табл. 13). Результаты расчета занести в табл. 13.

Задача № 12

От шин узловой подстанции А питается разветвленная электрическая сеть напряжением 110 кВ (рис. 2). Представить каждый участок линии П-образной схемой замещения. Длины участков А-1, 1-2, 2-3, марки их проводов, напряжения на шинах подстанции U_A и нагрузки узлов принять из табл. 14, 15 для заданного преподавателем варианта. Коэффициенты трансформации трансформаторов принять: на подстанциях 1,3 n = 115/10,5 кВ; на подстанции 2 n = 115/38,5/11 кВ, полагая, что на подстанции 2 n нагрузка S₂ подключена к обмотке низшего напряжения, а нагрузка S₅ – к обмотке среднего напряжения трансформатора.

Определить потоки мощности в начале и в конце каждого участка сети, потери мощности и падения напряжения в линиях, напряжения в узлах сети, в том числе на вторичных сторонах трансформаторов, с учетом заданных коэффициентов трансформации.

Результаты расчетов представить в виде схемы с нанесенными на нее потоками мощности, зарядными мощностями линий в начале и в конце каждого участка и напряжениями во всех узлах, как показано в [3], c. 126.

Задача № 13

От шин электрической станции А питается радиальная электрическая сеть с номинальными напряжениями U_1ном и U_2ном (рис. 3). Представить каждый участок линии соответствующей схемой замещения. Потерями на корону в линиях пренебречь. Нагрузки подстанций, длины участков А-1, 1-2, 3-4, 4-5, марки их проводов, напряжение на шинах станции U_A принять из табл. 16, 17 для заданного преподавателем варианта. Коэффициенты трансформации трансформаторов принять: для подстанции 1 n₁ = 115/11 кВ, на подстанции 5 n₅ = 35/6,3 кВ, на подстанции 2 n₂ = 115/38,5/6,6 кВ.

Определить потоки мощности в начале и в конце каждого участка линии, потери мощности и напряжения в линиях, модули напряжений в узлах, в том числе на шинах вторичного напряжения подстанций.

Результаты расчетов представить в виде схемы с нанесенными на нее потоками мощности на участках и напряжениями в узлах, как показано в [3], c. 126.

Таблица 11

Параметры линии электропередачи

Таблица 12

Параметры режима линии электропередачи

Таблица 13

Результаты решения задач № 8, 9, 10, 11

Таблица 14

Исходная информация о параметрах режима

Таблица 15

Исходная информация о параметрах схемы сети

Таблица 16

Параметры линий электропередачи

Таблица 17

Исходная информация о параметрах режима