Составление схемы замещения и определение её параметров

Расчёт начинается с составления схемы замещения заданного варианта электроэнергетической системы и проводится в относительных единицах при базисных условиях и точном приведении параметров схемы к выбранной ступени напряжения, т. е. с учетом действительных коэффициентов трансформации. Активными сопротивлениями пренебрегаем (за исключением случаев, которые будут оговорены отдельно). После выбора величины базисной мощности S _б (обычно это простое круглое число 1000, 100 МВ∙ А и т. п. или величина, кратная повторяющейся номинальной мощности элементов схемы) определяются величины базисных напряжений на каждой ступени трансформации по выбранному базисному напряжению основной ступени U _б. За основную ступень принимаем напряжение на шинах эквивалентной системы GS неограниченной мощности (обладающей бесконечным регулирующим эффектом нагрузки, что приводит к неизменности напряжения на шинах эквивалентной системы): 230 или 115 кВ, в зависимости от класса напряжения сети, подключенной к шинам системы GS. По выбранному напряжению U _б и коэффициенту трансформации (авто)трансформатора, связывающему напряжения основной и рассматриваемой ступени трансформации, определяются величины базисных напряжений на каждой ступени трансформации. Причем определяется так: в знаменателе дроби стоит величина напряжения основной ступени, а в числителе – величина следующей по пути приведения ступени напряжения, сопряжённой с основной. При наличии нескольких последовательных ступеней трансформации результирующий коэффициент определяется соответствующим числом коэффициентов, перемноженных между собой. При этом коэффициент трансформации, не связанной с основной ступенью, определяется аналогично: введением в знаменатель величины напряжения той ступени, с которой происходит трансформация. Например, при наличии трёх коэффициентов трансформации между основной и i -ой ступенями базисное напряжение последней

, (1.1)

т. е. трансформация базисного напряжения аналогична трансформации напряжения сети: например, если понижается трансформатором класс номинального напряжения сети, то и величина базисного напряжения уменьшается.

Обычно сопротивления элементов ЭЭС заданы либо непосредственно в относительных единицах при номинальных условиях , либо в процентах. Если данный элемент находится на i -ой ступени трансформации, то его сопротивление в относительных единицах при принятых базисных условиях определяется выражением

, (1.2)

где и – номинальные мощность и напряжение i -го элемента, МВ∙ А и кВ, соответственно;

и – номинальное и базисное сопротивления, Ом.

В расчётах рассматриваемого типа обычно активным составляющим сопротивления элементов пренебрегают, и тогда определяется только его реактивность. Так, реактивности генератора и трансформатора соответственно могут быть определены выражениями

, (1.3)

, (1.4)

где – синхронная реактивность генератора по продольной оси в относительных номинальных единицах;

– напряжение короткого замыкания, которое по существу определяет в относительных единицах при номинальных условиях.

Если сопротивление задано в омах (например, воздушной или кабельной линии, токоограничивающего реактора и нагрузки), то его пересчёт в относительные единицы при базисных условиях производят по формуле

, (1.5)

где – удельное сопротивление линии, Ом/км;

l – длина линии, км;

– базисное напряжение, кВ, i -ой ступени, к которой относится данная линия электропередачи.

Аналогично пересчитывается сопротивление нагрузки

, (1.6)

где – комплексное сопротивление нагрузки, Ом.

Когда нагрузка задана мощностью в относительных единицах при базисных условиях, её сопротивление в относительных единицах при базисных условиях может быть вычислено по формуле

, (1.7)

где U _н – напряжение нагрузки, о. е.;

P _н и Q _н – активная и реактивная мощности нагрузки, о. е.

Постоянные инерции генераторов T_J (с) приводят к базисным условиям по выражению

. (1.8)

Постоянная инерции эквивалентного генератора (группа из нескольких генераторов) определяется суммой их постоянных инерций, приведенных к базисным условиям:

, (1.9)

где n – число генераторов.

После того, как определены параметры всех элементов схемы замещения, последняя приводится к простейшему виду. При этом, в зависимости от того, какими сопротивлениями представлены в расчете генераторы и учитывается ли нагрузка, связь генератора с системой или генератором иной станции может быть отражена либо суммарными реактивностями

, (1.10)

где – суммарное сопротивление электрической сети (всех элементов) между шинами эквивалентного генератора и шинами неизменного напряжения (эквивалентной системы),

, (1.11)

либо (при учете нагрузки ) собственными (или ) и взаимными (или ) сопротивлениями (или проводимостями) относительно указанных узлов. Эти сопротивления (проводимости) определяют преобразованием схемы замещения или способом единичных токов.