Партнерский проект с компанией Руспроектэксперт

Тел.: 8-495-771-14-07

Проектирование


РАСЧЕТ ЗАМКНУТЫХ СЕТЕЙ

Радиальные и замкнутые сети. В сельском хозяйстве преобладают разомкнутые — радиальные электрические сети (рис. 5.20, а). При сооружении радиальных сетей требуется наименьший расход средств и материалов. Однако у них есть существенный недостаток. При повреждении линии, особенно в ее начале, прекращается электроснабжение всех потребителей, присоединенных к ней. В сельском хозяйстве появляется все больше потребителей, перерывы в электроснабжении которых приводят к значительным потерям урожая, животноводческой продукции и т.п. Электроснабжение ответственных потребителей должно быть надежным. Такому требованию радиальные сети удовлетворяют не полностью. Вот почему применяют замкнутые электрические сети.

Замкнутой называют электрическую сеть, магистральные линии которой получают питание не менее чем с двух сторон. В этой сети (рис. 5.20, б) обрыв магистрали в любом месте не нарушает электроснабжения потребителей. Так, нагрузка 3 при обрыве линии на участке 2—3 будет получать питание по нижней ветви схемы, а при обрыве на участке 3—4—по верхней.

Если в сети будут проведены дополнительные внутренние линии A—2, А—3 и А—4 (рис. 5.20, в), то точки 2...4 получают питание с трех сторон и их называют узловыми или узлами, а сеть с узловыми точками — сложной замкнутой. В этой сети при обрыве линии на любом из участков электроснабжение всех потребителей более надежно, чем в простой замкнутой сети.

Сети, изображенные на рисунке 5.20, б и в, снабжены источником питания А. При выходе его из строя прекращается электроснабжение всех потребителей этих сетей. Для повышения его надежности нужно увеличить число источников питания в сети.

Простая замкнутая сеть с двумя источниками питания А и В (рис. 5.21) называется линией с двухсторонним питанием. В такой линии обрыв проводов и даже выход из строя одного из источников питания не нарушают электроснабжения всех или большей части потребителей электроэнергии.

Сложная замкнутая сеть (рис. 5.22) с несколькими источниками питания обеспечивает наиболее высокую надежность электроснабжения.

Недостатки замкнутых сетей заключаются в значительно большей стоимости и расходе материалов. Кроме того, защита замкнутых сетей от коротких замыканий сложнее, чем защита радиальных. Этим и объясняется, что замкнутые сети в сельском хозяйстве применяют недостаточно. Их используют в виде линий с двухсторонним питанием (см. рис. 5.21), которые служат линиями связи сельских подстанций и иногда электростанций, работающих совместно в электрических системах. Во многих случаях применяют также простые замкнутые сети с одним или двумя источниками питания (см. рис. 5.20, б), которые замыкают только при аварии или ремонте. Поскольку в сельском хозяйстве используют сложные замкнутые сети (см. рис. 5.20, в и 5.21), способы их расчета рассмотрены в настоящем курсе.

Линии с двухсторонним питанием. Пусть есть линия (рис. 5.23) с двумя источниками питания А и В и нагрузками. Обозначим токи, протекающие по участкам, сопротивления и длины участков соответствующими индексами.

Первую составляющую тока источника питания называют уравнительным током. Она обусловлена разницей напряжений питающих пунктов и сдвигом фаз между этими напряжениями. Вторая составляющая обусловлена только нагрузками, ее называют линейным нагрузочным током.

Рассмотрим порядок определения сечения проводов в линии с двухсторонним питанием с проводами из цветных металлов.

1. Задаются сечениями проводов линии или определяют их по аварийным режимам.
2. Находят значения токов или мощностей, вытекающих из источников питания, по уравнениям (5.78)...(5.89).
3. Определяют точки токораздела отдельно для активных и реактивных токов или мощностей. Точки раздела активных и реактивных токов в общем случае могут не совпадать друг с другом.
4. Разрезают линию в точке раздела активных токов и определяют наибольшую потерю напряжения, как для радиальной сети.
5. Определяют потерю напряжения в линии для наихудшего аварийного случая — отключения линии в одном из ее концов. При аварии отклонение напряжения можно допускать на 5 % больше.

Если потери напряжения выходят за пределы допустимых, то сечение проводов линии изменяют и расчет повторяют снова.

Сечение проводов из цветного металла линии с двухсторонним питанием по заданной допустимой потере напряжения определяют следующим образом. В большинстве случаев линия имеет одинаковую конструкцию по всей длине (воздушная или кабельная) и выполнена проводом одного и того же сечения. Напряжения питающих пунктов одинаковы. Пусть заданы расстояния и нагрузки линии с двухсторонним питанием (рис. 5.24, а).

По уравнениям (5.84) и (5.87) находят токи от питающих пунктов А и В:

Сложные замкнутые сети. При расчете сложных замкнутых сетей требуется значительная вычислительная работа. Наиболее простой метод расчета — метод преобразований. Его применяют также при расчете токов короткого замыкания.

Метод преобразований пригоден только для расчета сетей с проводами из цветных металлов. Его сущность заключается в том, что путем последовательных преобразований сложную замкнутую сеть приводят к линии с двухсторонним питанием. При каждом преобразовании получают эквивалентную сеть, т.е. сеть с тем же током, выходящим из питающих пунктов, и одинаковым напряжением в узлах. Описанными в предыдущем пункте способами находят распределение токов или мощностей в этой линии. Затем линию с двухсторонним питанием вновь преобразуют в исходную замкнутую сеть.

При обратных преобразованиях каждый раз находят распределение токов или мощностей в усложненной схеме и таким образом получают их действительное распределение в заданной сети, определяя точки раздела токов или мощностей. В этих точках сеть разрезают и в полученных магистралях с односторонним питанием находят наибольшую потерю напряжения.

Очевидно, что для расчета таким методом сложной замкнутой сети нужно сначала задаться сечениями проводов. Если потеря напряжения выйдет за допустимые пределы, то сечение проводов изменяют и сеть рассчитывают снова.

И. А. Будзко, Т. Б. Лещинская, В. И. Сукманов, Электроснабжение сельского хозяйства, М., Колос, 2000

Экспертиза

на главную