Электрические системы и сети

Электрические системы и сети

Задача № 25
От станции А по одноцепной замкнутой сети напряжением 10 кВ питаются три потребителя (рис. 11). Для заданного преподавателем варианта протяженности участков линии L1, L2, L3, L4 и наибольшей нагрузки потребителей Iнб1, Iнб2, Iнб3 принять из табл. 39, 40. Время использования наибольших нагрузок принять Тнб1 = 6000 ч, Тнб2 = 4500 ч; Тнб3 = 3200 ч. Выбрать сечения проводов для участков линии, воспользовавшись методом экономической плотности тока; при этом считать, что экономическая (нормированная) плотность тока jэ = 1,3 А/мм2 при 1000 < Тнб < 3000 ч; jэ = 1,1 А/мм2 при 3001 < Тнб < 5000 ч; jэ = 1,0 А/мм2 при Тнб > 5001 ч. Токи на участках линии найти из предположения однородности сети. Используя справочные данные, проверить выбранные сечения проводов на нагрев в послеаварийных режимах работы линии при поочередном отключении ее участков.

Результаты расчетов представить в виде табл. 41 и схем кольцевой сети с токораспределением для нормального и всех послеаварийных режимов.

Задача № 26
Определить сечения проводов участков сети напряжением 10 кВ, приведенной на рис. 12, по допустимой потере напряжения, равной DUдоп = 6%. Длины участков сети и нагрузки в узлах принять из табл. 42, 43 для заданного преподавателем варианта.

Расчет выполнить для трех следующих условий:

1) сечения проводов одинаковы на всех участках сети;

2) обеспечивается минимум расхода проводникового материала;

3) обеспечивается одинаковая плотность тока на всех участках сети (минимум потерь активной мощности).

Задача № 27
По допустимой величине потери напряжения определить сечения проводов электрической сети 10 кВ, приведенной на рис. 13. Длины участков L1…L5 и наибольшие нагрузки S1…S5 принять из табл. 44, 45 для заданного преподавателем варианта. Допустимую величину потерь напряжения из линии принять равной 6%.

Расчеты выполнять для условия постоянства сечения вдоль магистральной линии 0-1-2-3, и отдельно – для ответвления 1-4-5.

ЗАДАЧИ ПО ТЕМЕ: «РЕГУЛИРОВАНИЕ ЧАСТОТЫ В ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ»
Задача № 28
Определить крутизну частотной статической характеристики системы (совместно потребителей и электростанций), в которую входят n турбогенераторов тепловых электростанций мощностью Рn каждый с крутизной частотной характеристики kгn и m гидрогенераторов мощностью Рm каждый с крутизной характеристики kгm. Половина турбогенераторов и гидрогенераторов загружены до номинальной мощности, другая половина – до 0,6 номинальной. Крутизна частотной статической характеристики нагрузки kн = 2,5.

Значения n, Pn, kгn, m, Pm и kгm принять из табл. 46, 47 для заданного преподавателем варианта.

При решении задачи использовать формулы и пример расчета из [13], c. 54 – 55.

Таблица 46

Исходные данные о числе и мощности генераторов

Задача № 29
Для условий задачи № 28 определить, каково будет снижение частоты в системе в процессе первичного регулирования частоты, если в исходном режиме при номинальной частоте нагрузка потребителей Рн составляла 0,8 от суммарной мощности Рс всех генераторов, включенных в систему, и увеличилась на 0,1 Рс.

При решении задачи использовать формулы и пример расчета из [13], с. 57.

ЗАДАЧИ ПО ТЕМЕ: «РЕГУЛИРОВАНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ В ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ»

Задача № 30
На подстанции установлен трехобмоточный трансформатор с регулированием напряжения под нагрузкой на стороне высшего напряжения и с ПБВ на стороне среднего напряжения, имеющий номинальные напряжения и диапазоны регулирования 115 ± (9 × 1,78)% /38,5 ± (2 × 2,5)% /11 кВ. По результатам электрических расчетов сети при наибольших и наименьших нагрузках получены напряжения на шинах 10 и 35 кВ подстанции, приведенные к высшему напряжению (табл. 48, 49).

Желаемые напряжения принять: на шинах 10 кВ в режиме наибольших нагрузок Uжнб = 1,05 Uном = 10,5 кВ; в режиме наименьших нагрузок Uжнм = 1,0 Uном = 10 кВ; на шинах 35 кВ в обоих режимах Uж = 36,5 кВ.

Для заданного преподавателем варианта (см. табл. 48, 49) выбрать ответвления трансформаторов на обмотках 110 и 35 кВ и оценить достаточность диапазонов регулирования трансформатора для обеспечения желаемых напряжений в режимах наибольших и наименьших нагрузок.

Расчет выполнить в следующем порядке:

1. Для обмоток высшего и среднего напряжений трансформатора подстанции рассчитать напряжения ответвлений, соответствующие каждой ступени регулирования, и составить таблицы в виде табл. 50.

2. Для двух режимов определить расчетные и выбрать стандартные ответвления обмотки высшего напряжения трансформатора из условия обеспечения желаемого напряжения на шинах 10 кВ.

3. Определить действительные напряжения в двух режимах на шинах 10 кВ.

4. Используя выбранные ответвления обмотки высшего напряжения для режимов наибольших и наименьших нагрузок, определить расчетное и выбрать стандартное ответвление обмотки среднего напряжения, исходя из желаемого напряжения на шинах 35 кВ.

5. Определить действительные напряжения в двух режимах на шинах 35 кВ.

6. Определить отклонения действительных напряжений от желаемых на шинах 10 и 35 кВ в двух режимах.

7. Сделать анализ и выводы о достаточности диапазонов регулирования трансформаторов.

Результаты расчетов представить в виде табл. 51.

Задача № 31
Задана электрическая сеть с номинальным напряжением 10 кВ и с фиксированным коэффициентом трансформации 10/0,4 кВ трансформатора ТМ-1000/10 (рис. 14). Исходные параметры принять для заданного преподавателем варианта из табл. 52, 53. Сопротивления линии и трансформатора приведены в приложениях. Требуется определить мощность батареи конденсаторов, которую необходимо установить на шинах 0,38 кВ подстанции для повышения напряжения в этой точке сети на 5%. Напряжение в точке питания равно U1 = 10,5 кВ. Расчеты выполнить без учета статических характеристик и с учетом статической характеристики Q = f(U).

Определить изменение потерь активной мощности в результате установки батареи конденсаторов.

ЗАДАЧИ ПО ТЕМЕ: «ЭЛЕМЕНТЫ ОПТИМИЗАЦИИ РЕЖИМОВ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ И СЕТЕЙ»

Задача № 32
Задана неоднородная замкнутая электрическая сеть, содержащая линию 1-2 напряжением 220 кВ, и линии 3-4, 4-5 напряжением 110 кВ (см. рис. 8). На каждой подстанции установлены автотрансформаторы с параметрами, приведенными в задаче № 21. Исходные данные о длинах линий и нагрузках принять для заданного преподавателем варианта из табл. 28, 29.

Требуется: рассчитать и проанализировать естественное, экономичное и принудительное распределение мощностей в замкнутой сети.

Расчет произвести в следующем порядке:

1. Составить расчетные схемы с параметрами элементов сети и мощностями (одну – с полными сопротивлениями, другую – только с активными).

2. Выписать из задачи № 21 результаты расчета естественного потокораспределения без учета потерь мощности при коэффициентах трансформации автотрансформаторов n13 = n25. Рассчитать потери активной мощности.

3. Определить экономичное распределение мощностей без учета потерь мощности при n13 = n25

4. Определить уравнительную мощность

5. Вычислить требуемые продольную и поперечную ЭДС для перехода от естественного к экономичному распределению мощностей

6. Подобрать сочетание стандартных коэффициентов трансформации, соответствующее требуемой продольной ЭДС

7. Рассчитать принудительное распределение мощностей без учета потерь мощности при введенной продольной ЭДС; определить суммарные потери активной мощности сети.

8. Сравнить потери мощности при естественном, экономичном и принудительном распределении мощностей.

Результаты расчетов представить в виде схем сети с нанесенными на них нагрузками узлов и потоками мощности во всех рассчитанных режимах.

Задача № 33
Задана неоднородная замкнутая электрическая сеть, содержащая линию напряжением 110 кВ, выполненную проводом АС 120/19, и линии напряжением 10 кВ с маркой провода АС 120/19 (рис. 15). На каждой подстанции установлено по два трансформатора со следующими номинальными напряжениями и диапазонами регулирования напряжения: 115 ± 9 ´ 1,78% /11 кВ. Исходные данные о длинах линий и нагрузках принять для заданного преподавателем варианта из табл. 54, 55.

ребуется:

1) рассчитать естественное и экономичное распределение мощностей, а также уравнительную мощность при установленных средних ответвлениях всех трансформаторов;

2) подобрать сочетание ответвлений трансформаторов для перехода от естественного к экономичному распределению мощностей;

3) рассчитать потокораспределение при установленных ответвлениях трансформаторов одной из подстанций +9 ´ 1,78%, другой -9 ´ 1,78%;

4) сделать вывод о допустимости режимов с одинаковыми и различными ответвлениями трансформаторов по условию нагрузочной способности трансформаторов и допустимых по нагреву токов линий.