Задача №1. Здесь рассмотрены различные способы регулирования напряжения: трансформаторами с РПН и ПБВ, конденсаторами и синхронными двигателями

Здесь рассмотрены различные способы регулирования напряжения: трансформаторами с РПН и ПБВ, конденсаторами и синхронными двигателями. Напряжение на низшей стороне трансформатора, приведенное к высшей определяют из соотношения

где - напряжение на высшей стороне трансформатора; - активная и реактивная мощности, определяемые нагрузкой на стороне низшего напряжения и потерями мощности в обмотках трансформатора; - сопротивления трансформатора.

Действительное напряжение низшей стороны трансформатора

где - номинальное напряжение обмотки низшего напряжения трансформатора; - напряжение регулировочного ответвления обмотки высшего напряжения трансформатора с РПН или ПБВ. При регулировании напряжения трансформаторами принимается с таким расчетом, чтобы действительное напряжение было наиболее близким к желаемому в рассматриваемом режиме.

Батареи конденсаторов, включенные последовательно в линию (продольная компенсация) с сопротивлением , уменьшают потери напряжения. Сопротивление батарей конденсаторов , ограничивающих потери напряжения в линии величиной определяют из формулы

Батареи конденсаторов параллельной компенсации способствуют снижению потерь напряжения в линии, так как

Аналогичным будет влияние на потери напряжения синхронных двигателей.

Следует отметить, что общая задача регулирования режимов является технико-экономической. Однако для экономического обоснования того или иного решения необходимо выбрать технически возможные и допустимые варианты. Настоящие задачи решают техническую сторону вопроса и дают необходимые данные для дальнейшего экономического анализа.

Варианты задачи №1

Вариант 1

По линии 10 кВ передается мощность S=1+i1 МВА. Длина линии 10 км. Уровень напряжения в точке 1 составляет при этом 10, 2 кВ.

Сопротивление линии погонное Х₀=0, 4 Ом/км, R₀=0, 2 Ом/км.

Определить мощность батареи конденсаторов и количество конденсаторов продольной компенсации, необходимую для поддержания на шинах подстанции (точка 1) напряжения 10, 5 кВ. Батарея собирается из однофазных конденсаторов номинальным напряжением 660 В мощностью 125 квар.

Вариант 2

По линии 35 кВ передается нагрузка S=20+i15 МВА. Длина линии 10 км. Погонные сопротивления линии Rо=0, 2 Ом/км, Х0=0, 4 Ом/км.

Потребители работают в нормальных условиях, если в линии потеря напряжения не превышает 3% U_ном. Требуется определить необходимую мощность батареи продольной компенсации С, устанавливаемую для повышения напряжения на конце линии. Батарея собирается из однофазных конденсаторов номинальной мощностью 125 квар и номинальным напряжением 660 В.

Сколько потребуется таких конденсаторов в батарее С?

Вариант 3

На шинах 10 кВ подстанции с трансформатором ТМ 1000 имеющим РПН 10±1, 78%´ 9/0, 4 кВ уровни напряжения составляют в режиме максимальных нагрузок 10, 1 кВ; в режиме минимальных нагрузок 10, 3 кВ. Нагрузка Smax=600+j400 кВА; Smin=500+j200 кВА. Сопротивление трансформатора Rт=1, 2 Ом, Хт=5, 5 Ом при Uбаз=10 кВ.

Определить положения РПН для обеспечения на шинах 0, 4 кВ подстанции напряжения 390 В в обоих режимах нагрузки.

Вариант 4

На зажимах 10 кВ трансформатора в течении суток напряжение остается неизменным и равным 10, 1 кВ. Нагрузка подстанции Smax =0, 6+30, 4 МВ А; Smin =0, 3+30, 3 МВА.

Сопротивление трансформатора Х_т=5 Ом при U_баз=10 кВ. Трансформатор имеет ПБВ 10±2´ 2, 5%/0, 4 кВ.

Определить уровни напряжения на шинах 0, 4 кВ подстанции в режиме максимальных и минимальных нагрузок и выбрать положение ПБВ, при котором напряжение на шинах 0, 4 кВ будет U_max> 400 В, U_min> 380 В, но U_min< 400 В.

Вариант 5

Через трансформатор ТМ10000/35/10, 5 передается нагрузка S=9 МВА, имеющая коэффициент мощности cos=0, 90. На шинах высшего напряжения трансформатора поддерживается

напряжение 34 кВ. Выбрать положение ПБВ трансформатора, при котором напряжение на шинах низшего напряжения подстанции будет равным 10, 6 кВ. Потери короткого замыкания в трансформаторе DР_кз=92 кВт. Напряжение короткого замыкания трансформатора U_к=10, 5%. Трансформатор имеет ПБВ 35±2´ 2, 5%/10, 5 кВ.

Вариант 6

По линии 10 кВ длиной 10 км необходимо передать электрическую нагрузку S, имеющую коэффициент мощности cos=0, 85. Погонные сопротивления линии

Х₀=0, 4 Ом/км, R₀=0, 2 Ом/км. Для обеспечения нормальной работы потребителя необходимо, чтобы потери напряжения в линии не превышали 3% U_ном.

Определить, какую по величине нагрузку S можно передать по линии для выполнения этого условия (DU< 3% U_н).

Вариант 7

На шинах 10 кВ подстанции уровни напряжения составляют в режиме максимальных нагрузок 10, 1 кВ; в режиме минимальных нагрузок 10, 2 кВ. Нагрузка Smax=15+j15 МВА, Smin=10+j10 МВА. Сопротивление трансформатора и системы

Х=0, 45 Ом, при U_баз=10 кВ. Определить мощность конденсаторной установки, необходимую для поддержания на шинах подстанции следующих напряжений: U_min=10, 2 кВ, U_max=10, 5 кВ.

Вариант 8

На шинах 10 кВ подстанции уровни напряжения составляют в режиме максимальных нагрузок 10, 0 кВ; в режиме минимальных нагрузок 10, 2 кВ. Мощность трехфазного короткого замыкания на шинах 10 кВ подстанции Sкз=300 МВА. Нагрузка Smax=20+j20 МВА, Smin=10+j10 МВА. Определить величину реактивной мощности, которую требуется получить от синхронного двига-

теля СД в режиме минимальных и максимальных нагрузок для поддержания на шинах подстанции напряжения U_min=10, 3 кВ, U_max=10, 5 кВ.