Загальний хід розрахунку режимів найпростіших розімкнутих мереж
Зазвичай до розрахунку розімкнених мереж застосовується розрахунок «в два етапи». Перший етап полягає у визначенні потоків потужності по гілках. Другий у визначенні падінь напруги та модулів напруг у вузлах.
Методики розрахунку простих розімкнених мереж відрізняються залежно від номінальної напруги мереж.
При розрахунку мереж 6-35 кВ зазвичай нехтують втратами потужності і підсумовуючи потужності навантаження, можемо знайти лінійні потужності (струми) на кожній ділянці. Таким чином, розподіл потужностей у розімкнених мережах є примусовим та визначається навантаженнями споживачів до умови балансу потужності у вузлах (першим законом Кірхгофа). Повна потужність у кожній із гілок розімкнутої мережі виходить підсумовуванням значень потужностей всіх навантажень, які живляться по цій ділянці (гілки) мережі.
Розрахунок потокорозподілу в розімкнених мережах 110-220 кВ (перший етап розрахунку), провадиться з урахуванням втрат потужності. При цьому потік потужності на початку гілки відрізняється від потоку потужності в кінці гілки на величину втрат потужності цієї гілки. Крім того, необхідно враховувати реактивну потужність, що генерується лініями. Розрахунок потоків потужності та визначення втрат потужності рекомендується проводити спочатку для найбільш віддаленого від передаючого кінця ділянки, послідовно пересуваючись до джерела живлення.
Залежно від того, де задані при розрахунку режимні параметри (напруга та потужність), існують два різновиди розрахунку режиму роботи розімкнених мереж:
- Розрахунок за даними кінця;
- Розрахунок за даними початку.
2.3 Визначення втрати напруги у трифазній лінії з навантаженням на кінці
Розглянемо трифазну лінію з урахуванням її активного та індуктивного опорів, з активно-індуктивним навантаженням,підключеної в кінці лінії. При рівномірному розподілі навантаження по фазах, а також однаковому опорі проводів втрата напруги може бути визначена однієї фази. При цьому в розрахунку використовуються фазні напруги на початку та в кінці лінії.
Малюнок 2 – Однолінійна схема трифазного струму з навантаженням на кінці
Рисунок 3 – Векторна діаграма трифазного струму з навантаженням на кінці
На малюнку 2 дано однолінійну розрахункову схему трифазної лінії з навантаженням, зосередженим на кінці. Позначимо:R –активний опір лінії;х –індуктивний опір лінії;z –повний опір лінії;Uф1 - фазна напруга на початку лінії;Uф2 - фазна напруга в кінці лінії;I– струм навантаження;Р –активна потужність навантаження; cosφ- коефіцієнт потужності навантаження.
Побудуємо векторну діаграму напруги та струмів для однієї фази цієї лінії (рисунок 3). Відкладемо відрізок,представляє в деякому масштабі вектор фазної напругиUф2 в кінці лінії. Під кутом φ до нього відкладемо вектор струму1навантаження, вважаючи, що cos φ
Величина втрати напруги може бути визначена як різниця показань вольтметрів, включених на початку та в кінці лінії.
На діаграмі малюнка 3 втрата напруги зображується відрізком
.
Для спрощення розрахунків за величину втрати напруги ∆Uф приймають відрізокaf,який є проекцією вектора ∆Uф на напрямок вектора U ф2.Помилка, що виходить при цьому припущенні, не перевищує 3%. Чисельну величину втрати напруги можна визначити, склавши відрізкиі, виражені в масштабі напруги.
,
,
.
.
Знаючи,що лінійна втрата напруги
,
отримаємо формулу для визначення втрати напруги трифазної лінії змінного струму з навантаженням на кінці:
.
Якщо навантаження на кінці лінії задане не струмом, а потужністю(Р,кВт),то, підставляючи значення
,
отримаємо також вираз для втрати напруги:
,
а після незначних перетворень
.
Апаратура та матеріали
Перелік апаратури представлений у таблиці 1, схема електричних з'єднань – малюнку 4.