74344

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЗАДАЧИ РАСЧЕТА И АНАЛИЗА УСТАНОВИВШИХСЯ РЕЖИМОВ. ЦЕЛЬ РАСЧЕТОВ. ОСНОВНЫЕ ДОПУЩЕНИЯ ПРИ РАСЧЕТЕ РЕЖИМОВ

Доклад

Энергетика

Естественно такая электрическая цепь обязательно включает в себя ИП и ЭП как составные части и в едином смысле понятие электрической сети формально совпадает с понятием ЭЭС как электрической цепи. При решении ряда задач эксплуатации развития и проектирования электрических сетей необходимо оценить условия в которых будут работать потребители и оборудование электрической сети. Также эти оценки дают возможность установить допустимость анализируемого режима при передаче по сети данных мощностей при подключении новых и отключении...

Русский

2014-12-30

95.5 KB

13 чел.

50. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЗАДАЧИ РАСЧЕТА И АНАЛИЗА УСТАНОВИВШИХСЯ РЕЖИМОВ. ЦЕЛЬ РАСЧЕТОВ. ОСНОВНЫЕ ДОПУЩЕНИЯ ПРИ РАСЧЕТЕ РЕЖИМОВ. Передача электроэнергии от электростанций к потребителям осуществляется по электрическим сетям. В теории и практике электроэнергетических (электрических) систем (ЭЭС) термин «электрическая сеть», с одной стороны, соответствует понятию подсистемы ЭЭС, предназначенной для передачи и распределения электроэнергии, как совокупности ЛЭП и подстанций, соединяющих между собой источники питания (ИП) и электропотребители (ЭП). С другой стороны, это электрическая цепь, соответствующая данной подсистеме. Естественно, такая электрическая цепь обязательно включает в себя ИП и ЭП как составные части, и в едином смысле понятие электрической сети формально совпадает с понятием ЭЭС как электрической цепи. В зависимости от величины мощности и вида электропотребителей, удаленности их от электростанций, передача и распределение электроэнергии осуществляется по сетям различных номинальных напряжений и конфигураций.

При решении ряда задач эксплуатации, развития и проектирования электрических сетей необходимо оценить условия, в которых будут работать потребители и оборудование электрической сети. Также эти оценки дают возможность установить допустимость анализируемого режима при передаче по сети данных мощностей, при подключении новых и отключении действующих элементов сети (ЛЭП, трансформаторов, нагрузок и т. д.). Кроме того, расчеты, выполняемые при такого рода оценках, дают возможность предусмотреть меры для обеспечения требуемого качества электроэнергии и определить условия для оптимизации производства, передачи и распределения электроэнергии.

Плановые и аварийные изменения нагрузок, состава и конфигурации схемы электрической сети приводят к изменению ее электрического режима. Определение параметров рабочего установившегося режима (состояния электрического равновесия) электрической сети (тока и потокораспределения, напряжений и потерь мощности в сети) составляет задачу расчета режима или, как иногда условно говорят, задачу «электрического расчета» сети.

Расчет и анализ параметров установившихся режимов составляют основную задачу при проектировании ЭЭС с учетом надежности эксплуатации и экономических факторов.

В общем случае рабочие режимы электрических сетей являются несимметричными и несинусоидальными. Симметричный синусоидальный режим следует рассматривать как частный случай. Однако если степень несимметрии и несинусоидальности кривых токов и напряжений относительно невелика, что достаточно часто имеет место, то в этом случае режим рассматривается как симметричный и синусоидальный, что позволяет значительно облегчить его расчет.

Расчет режима сети в общем случае представляет собой весьма сложную задачу. Это связано как с большим количеством элементов, образующих сети современных электрических систем, так и со специфическими особенностями задания исходных данных.

Исходными данными для расчета установившихся режимов служат: схема электрических соединений и параметры сети электроэнергетической системы, данные о потребителях (нагрузках) и источниках электроэнергии (электростанциях).

Нагрузки реальных электрических сетей при их проектировании и эксплуатации обычно задают значениями потребляемых ими активных и реактивных мощностей (Рi + jQi = Sj) или токов (Ii, cosφ), которые могут приниматься постоянными, либо зависящими от напряжения в точке подключения нагрузки в сети, т. е.

Исходными данными об источниках питания, как правило, служат выдаваемые генераторами в сеть активные мощности (Pi = const) и модули напряжений в точках подключения (Ui = const); в ряде случаев источники питания могут быть заданы и постоянными значениями активных и реактивных мощностей (Рi = const, Qi = const), аналогично нагрузкам. Кроме того, один из источников (как правило, наиболее мощная электростанция), играющий роль балансирующего, задается комплексным значением напряжения (Uδ = const).

Электрическая сеть ЭЭС представляется схемой замещения, параметры которой обычно разделяют на продольные, входящие в последовательную цепь передачи и распределения электроэнергии (сопротивления ЛЭП и трансформаторов и др.) и поперечные, соответствующие шунтам схемы (проводимости ЛЭП, трансформаторов, нагрузок).

При анализе режимов ЭЭС продольные параметры ЛЭП с проводами из цветного металла (активные и реактивные сопротивления) и поперечные параметры (активные и реактивные проводимости) принимают постоянными, не зависящими от параметров электрического режима. При рассмотрении ВЛ со стальными проводами необходимо учитывать нелинейность их параметров от токов нагрузки.

^ Симметричные установившиеся режимы работы трехфазных электрических сетей характеризуются одинаковыми значениями параметров режима отдельных фаз и синусоидальной формой кривых тока и напряжений. В этих условиях значение полной мощности для трехфазной цепи («трехфазная мощность») определяется комплексным числом.

(5.1)

Наибольшую нелинейность в аналитическое содержание задачи вносят электрические нагрузки узлов ЭЭС. При расчете установившихся режимов ЭЭС нагрузки узлов (электропотребители и источники питания) задаются в общем случае их неизменными мощностями или зависимостями этих мощностей от искомых параметров режима (напряжения, угла выбега ротора синхронных машин и т. п.), так называемыми статическими характеристиками.

Если нагрузки узлов электрической сети учитываются значениями требуемой активной и реактивной мощности, то ток каждой фазы нагрузки может быть вычислен только при известном напряжении U; на зажимах этой нагрузки, вычисляемом в ходе расчета напряжений и фазных токов:1

(5.2)

'Переход к междуфазному напряжению выполнен с допущением одинаковости угла сдвига фазного и междуфазного напряжений, что сделано в целях получения минимально упрощенного выражения мощности через междуфазное напряжение, которое опережает по фазе фазное напряжение соответствующей фазы на 30°. При анализе установившихся режимов электрических сетей это допущение значения не имеет. Однако в некоторых других случаях необходимо иметь в виду, что в (4.2) комплекс тока нагрузки или генератора имеет аргумент, смещенный на 30° по отношению к действительному аргументу тока в линейных проводах [5, 29].

Это обстоятельство препятствует непосредственному использованию законов Кирхгофа для получения однозначного решения. В этом заключается основное отличие анализа установившихся режимов ЭЭС от классического анализа электрических цепей, где источники питания и электропотребители представляются в виде источников ЭДС и источников тока с соответствующими сопротивлениями.

Такой подход к анализу ЭЭС объясняется тем, что здесь основное значение имеют энергетические характеристики, и они являются определяющими для режима систем. Вместе с тем анализ этих режимов, естественно, можно вести также непосредственно на основе алгоритмов классической теории электрических цепей с соответствующим пересчетом мощностей через токи и напряжения.

Расчеты параметров установившихся режимов обычно выполняют автоматически формализованными методами с помощью ЭВМ. Математически задача сводится к решению системы нелинейных уравнений из-за нелинейной зависимости мощности от тока и напряжения. Наиболее часто установившиеся режимы ЭЭС описываются уравнениями узловых напряжений, представляемых в форме баланса токов:

(5.3)

или в форме баланса мощностей

                                                                                                        (5.4)

Разработан большой класс методов решения этих уравнений. Инженерная оценка параметров установившихся режимов при изучении процессов проектирования и эксплуатации ЭЭС может выполняться традиционными методами, реализуемыми вручную. Эти методы базируются главным образом на прямом использовании основных законов электрических цепей (Кирхгофа, Ома и Джоуля-Ленца) и методов их эквивалентных преобразований с широкой интерпретацией соотношений между параметрами режима с помощью векторных и круговых диаграмм.

Весьма ценным свойством традиционных методов является их большая наглядность, простота толкований сущности электрических режимов, благодаря чему они широко применяются и в настоящее время. Кроме того, они имеют важное учебно-методическое значение, поскольку подготавливают студентов к переходу к более совершенным и универсальным современным методам анализа электрических режимов.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

72883. Метаболические процессы в живых организмах 62 KB
  Все происходящие в организме преобразования вещества и энергии объединены общим названием метаболизм обмен веществ. Он обеспечивает рост развитие обновление биологических структур а также накопление энергии синтез макроэргов.
72884. Экологические проблемы АЭС. Охрана окружающей среды 65.5 KB
  Иллюзия о безопасности ядерной энергетики была разрушена после нескольких больших аварий в Великобритании США и СССР апофеозом которых стала катастрофа на чернобыльской АЭС. При этом в отношении чернобыльского выброса многое остается неизвестным и риск здоровью населения от аварийных...
72885. Экологические проблемы ГЭС и способы их решения 61 KB
  ГЭС выполняют различные функции в общей системе энергообеспечения. ГЭС сокращают потребность в газомазутными топливе использование которого в качестве сырья в других отраслях промышленности химии металлургии дает значительно больший экономический эффект.
72886. Вредные выбросы ТЭС и методы их снижения 62.5 KB
  Методы химической очистки газов от NOХ бывают: окислительные основанные на окислении оксида азота в диоксид с последующим поглощением различными поглотителями; восстановительные основанные на восстановлении оксида азота до азота и кислорода с применением катализаторов...
72887. Экологические проблемы при добыче и переработке твердого топлива 62.5 KB
  Эти прогнозные оценки исходят из экономически извлекаемых запасов угля на самом деле их значительно больше. Прогнозные запасы угля доступного к разработке оцениваются в 25 3 трлн. Если исходить из современной ежегодной мировой добычи угля примерно 3 млрд. тонн то его хватит на 1000 лет...
72888. Радиоактивный газ радон и правила защиты от его воздействия 60 KB
  Радон это инертный тяжелый газ в 75 раз тяжелее воздуха который высвобождается из почвы повсеместно или выделяется из некоторых строительных материалов например гранита пемзы кирпича из красной глины. Продукты распада радона радиоактивные изотопы свинца висмута...
72889. Биологическое действие продуктов радиоактивности. Нормирование ионизирующих излучений и способы защиты от них 68 KB
  Степень биологического влияния ионизирующего излучения зависит от поглощения живой тканью энергии и ионизации молекул которая возникает при этом. Под влиянием ионизирующего излучения в организме нарушаются функции кровотворних органов растет хрупкость и проницаемость сосудов...
72890. Экспозиционная доза. Поглощенная доза. Предельно допустимая доза. Эквивалентная доза 63.5 KB
  Экспозиционная доза.Основная характеристика взаимодействия ионизирующего излучения и среды — это ионизационный эффект. В начальный период развития радиационной дозиметрии чаще всего приходилось иметь дело с рентгеновским излучением, распространявшимся в воздухе.
72891. Радиоактивное загрязнение окружающей среды. Виды ионизирующих излучений. Единицы измерения 63 KB
  Особое место среди загрязняющих окружающую среду агентов занимают радиоактивные вещества. Внимание к нему сильно возросло после аварии на Чернобыльской АЭС в 1986 г. и ряда инцидентов на других гражданских и военных объектах с ядерным топливом.