Регулирование напряжения

9. Регулирование напряжения

Расчёт напряжения на вторичной обмотке трансформаторов.

Расчёт напряжения на вторичной обмотке трансформаторов рассмотрим на примере узла 3, схема замещения которого приведена на рис.13.

Рис.13

Потеря напряжения в двух трансформаторах узла 3 составит:

 где

напряжение на вторичной обмотке трансформатора приведённое к первичной:

действительное напряжение на вторичной обмотке трансформаторов при номинальном коэффициенте трансформации:

Для узла 4:

 где

действительное напряжение на вторичной обмотке трансформаторов при номинальном коэффициенте трансформации:

Условие  и  при номинальных коэффициентах трансформации  не выполняется, тогда необходимо РПН трансформаторов перевести с нулевого ответвления на требуемое ответвление Uотв.т. обеспечив на вторичной обмотке трансформатора напряжение не ниже 10,5 кВ.

Напряжение требуемого регулировочного ответвления:

Полученное напряжение требуемого регулировочного ответвления округляем до ближайшего - го стандартного значения:

Для узла 4:

Полученное напряжение требуемого регулировочного ответвления округляем до ближайшего - го стандартного значения:

Требование и выполняется.

10. Расчёт конструктивной части ВЛ

Расчётные климатические условия:

II – район по гололёду (максимальная толщина стенки гололёда ) [4]

II – район по скоростному напору ветра (максимальный напор ветра ) [4].

На основании исходных данных из приложения 4[3] предварительно выбираем промежуточную одноцепную, бетонную опору на напряжение 220 кВ типа ПБ 220-1. Габаритный пролёт для этой опоры с проводом АС-240 составляет . Расчётный пролёт принимается равным  Геометрические размеры опоры из прил.3 [3].

Удельные нагрузки на провод:

Из таблицы физико-механических характеристик проводов (прил.1 [3]) находим вес одного километра провода:

 и диаметр провода  марки АС-240 , тогда

 , где р₁ – удельная нагрузка от собственного веса провода , F- его сечение

,

где р₂- удельная нагрузка от веса гололёда на провода, исходя из цилиндрической формы гололёдных отложения,

,

где - суммарная удельная нагрузка от веса проводов и гололёда

,

где - удельная нагрузка от давления ветра при отсутствии гололёда

,

где  - удельная нагрузка от давления ветра при наличии на проводе гололёда

,

где  - удельная нагрузка от веса провода без гололёда и ветра

,

где  - удельная нагрузка от веса провода, покрытого гололёдом, и ветра

Наибольшая удельная нагрузка

Определяем исходный режим :

В качестве исходного режима предварительно выбираем режим наибольшей внешней нагрузки. Параметры этого режима , , .

Значения температуры гололёдообразования  принимаем в соответствии с рекомендацией ПУЭ [4], значение допустимого механического напряжения  - из таблицы физико-механических характеристик проводов (прил.1 [3]).

 , где

Е – модуль упругости материала провода (прил.1 [3])

 - расчётная длина пролёта = 261 м.

(прил.1 [3])

Вычисляем левую часть уравнения состояния провода:

В правую часть уравнения состояния провода подставим параметры режима низшей температуры . Коэффициенты А и В неполного кубического уравнения будут соответственно равны:

Неполное кубическое уравнение для режима низшей температуры примет вид:

Решение этого уравнения в соответствии с рекомендациями (прил.6 [3]) (начальное приближение ) даёт величину механического напряжения в проводе в режиме низшей температуры:

В правую часть уравнения состояния подставим параметры режима среднегодовой температуры . Коэффициенты А и В неполного кубического уравнения будут соответственно равны:

Неполное кубическое уравнение для режима среднегодовой температуры примет вид:

Решение этого уравнения в соответствии с рекомендациями (прил.6 [3]) (начальное приближение ) даёт величину механического напряжения в проводе в режиме среднегодовой температуры:

Проверим условия механической прочности провода:

В режиме наибольшей внешней нагрузки:

В режиме минимальной температуры:

В режиме средней температуры:

Условия выполняются, следовательно, исходный режим выбран правильно.

Расчёт монтажных стрел провеса.

Для двух значений температуры  и  величины механического напряжения в проводе вычислены выше и составляют соответственно  и . Выполним расчёт механического напряжения в проводе для режима высшей температуры .

В правую часть уравнения состояния провода подставим параметры режима высшей температуры . Коэффициенты А и В неполного кубического уравнения будут соответственно равны:

Неполное кубическое уравнение для режима высшей температуры примет вид:

Решение этого уравнения в соответствии с рекомендациями (прил.6 [3]) (начальное приближение ) даёт величину механического напряжения в проводе в режиме высшей температуры:

Для трёх значений температур вычисляем стрелы провеса по формуле:

По полученным значениям стрел провеса строим монтажный график (рис.14)

Рис.14

Проверка габарита воздушной линии

Для проверки габарита ВЛ необходимо знать максимальное значение стрелы провеса провода . Максимальная стрела провеса провода имеет место в одном из двух режимов: в режиме высшей температуры или в режиме максимального гололёда без ветра. Стрела провеса в режиме высшей температуры определена

Выполним расчёт механического напряжения в проводе и его стрелы провеса для режима максимального гололёда без ветра. В правую часть уравнения состояния провода подставим параметры этого режима :  Коэффициенты А и В неполного кубического уравнения будут соответственно равны:

Неполное кубическое уравнение для режима гололёда без ветра будет иметь вид:

Решение этого уравнения даёт величину механического напряжения в проводе в режиме гололёда без ветра: . Стрела провеса провода в этом режиме составит:

Итак, максимальная стрела провеса провода  имеет место в режиме гололёда без ветра.

Установленный ПУЭ габарит ВЛ напряжением 220 кВ для населённой местности  Учитывая геометрические размеры предварительно выбранной опоры ПБ-220-1 и длину гирлянды изоляторов (прил.3 и 5 [3]) проверим условие:

 , где

 - расстояние от точки подвеса нижнего провода до земли;

- длина гирлянды изоляторов;

 - максимальная стрела провеса провода

Условие выполняется, следовательно, опора выбрана правильно.

Литература

1.  Электропитающие системы и электрические сети: Рабочая программа, задание на курсовой проект, методические указания к выполнению курсового проекта.- СПб.: СЗТУ, 2004.- 29с.

2.  В.Н. Костин, Е.В. Распопов, Е.А. Родченко. Передача и распределение электроэнергии: Учеб.пособие.- СПб.: СЗТУ, 2004 – 147 с.

3.  Костин В.Н. Системы электроснабжения. Конструкции и механический расчёт: Учеб.пособие.- СПб.: СЗТУ, -93 с.

4.  Правила устройства электроустановок. 6-е изд.- М.: Изд-во ДЕАН, 2001.

5.  Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: Учеб. Пособие для вузов. – М.: Энергоатомиздат, 1989.