Файл: Мельников, Н. А. Проектирование электрической части воздушных линий электропередачи 330-500 кВ.pdf

Такое уточнение можно выполнить многократно — до полу­ чения требуемой точности результатов. Практически в этом обычно надобности нет, так как сходимость итеративного про­ цесса получается очень быстрой. Достаточно правильное реше­ ние получается уже после первого уточнения. Во многих случа­ ях достаточно произвести только расчет нулевого приближения, т. е. после определения режима прямой последовательности про­ извести оценку режимов обратной и нулевой последовательно­ стей. Поэтому практически многие параметры не требуются.

Аналогичное положение оказывается и с пофазно различны­ ми системами проводимостей. Система задающих токов

где на первом этапе расчета задающие токи определяются:

и на последующих уточняются:

j;0= - y 12ü2- y 10 ü0; і;- = - V21 ü; - V20ü0

и

Практически постепенное уточнение производится одновре­ менно для всей схемы с продольными и поперечными ветвями. Порядок расчета получается следующим. Для всей рассматри­ ваемой сети составляется схема прямой последовательности, в которую продольные ветви с разными сопротивлениями фаз

включаются сопротивлениями, входящими в матрицу Zu, а по­ перечные ветви с разными проводимостями фаз включаются

проводимостями, входящими в матрицу Уц. Из расчета опреде­

407

ляются токи прямой последовательности во всех продольных

•ветвях, в том числе и в ветвях с разными сопротивлениями фаз, а также и напряжений прямой последовательности II і во всех узлах, в том числе и в узлах с поперечными ветвями, обладаю­ щими разными проводимостями фаз.

Составляется схема обратной последовательности для всей ■сети, в которую включаются продольные сопротивления, входя­

щие в матрицу Z22, и поперечные проводимости, входящие в матрицу Y22. В качестве активных элементов в эту схему вклю­

чаются э.д. с. Ё2 и задающие токи j 2, найденные по результа­ там расчета режима прямой последовательности. Из расчета

определяются токи обратной последовательности І2 во всех вет­ вях, в том числе и в ветвях с разными сопротивлениями фаз, а

также и напряжения ІІ2 во всех узлах, в том числе и в узлах с поперечными ветвями, обладающими разными проводимостями фаз. На этом приближенный расчет может заканчиваться.

В случае надобности составляется схема нулевой последова­ тельности, в которую включаются продольные сопротивления,

входящие в матрицу Z0o, и поперечные проводимости, входящие в матрицу Yoo. В качестве активных элементов в эту схему вклю­

чаются э.д.с. Ё0 и задающие токи Jo, найденные по результатам расчетов режимов прямой и обратной последовательностей. Из

расчета определяются токи нулевой последовательности Іо во всех ветвях, в том числе и в ветвях с разными сопротивлениями

фаз, а также и напряжения ІІ0 во всех узлах, в том числе и в узлах с поперечными ветвями, обладающими разными проводи­

мостями фаз.

После этого расчет повторяется, но в качестве активных эле­ ментов схем разных последовательностей вводятся э.д. с. и за­ дающие токи, найденные по результатам предыдущих расчетов. Расчет заканчивается, если поправка становится малой.

При применении приближенного метода расчета исключает­ ся необходимость составления сложных схем замещения с вза­ имной связью между ветвями схем разных последовательно­ стей.

16-4 ВЫПОЛНЕНИЕ РАСЧЕТА

Если схема не содержит неполнофазных элементов, то схе­ ма замещения ее может быть составлена в однолинейном виде, как для расчета симметричного режима. Однако все параметры такой схемы и параметры искомого режима должны определять­

408

ся матрицами — квадратными третьего порядка или столбцевы­ ми. Активные параметры сети (э.д. с., задающие токи) и пара­ метры режима определяются столбцевыми матрицами, а пас­ сивные — квадр атными.

Для расчета несимметричного режима по такой схеме в прин­ ципе могут быть применены те же методы, которые были описа­ ны выше для расчета симметричных режимов. При этом только вместо отдельных величин должны применяться соответствую­ щие матрицы. Поэтому несколько ограничиваются и вычисли­ тельные операции (в частности, исключается операция деления);, должны быть скорректированы и расчетные формулы, так как требуется, например, определенная последовательность записи матриц.

В частности, справедливым является метод расчета рабо­ чего режима для схем с трансформациями, основанный на при­ менении итеративного процесса уточнения. Здесь в качестве ис­ ходного (режима нулевого приближения) можно использовать результаты расчета соответствующего (по значениям нагрузок) симметричного режима.

Общий порядок расчета при этом остается прежним, но при численном решении матрицы получаются более высокого поряд­ ка: столбцевые имеют в 3 раза больше строк, а квадратные — в 3 раза более высокий порядок. Как уже указывалось, расчет может выполняться или в фазных координатах, или в координа­ тах симметричных составляющих.

Прежде всего рассматривается схема сети каждой ступени трансформации в отдельности. Матрицы инциденций для такой схемы остаются прежними (в однолинейном представлении). В подробной записи все единицы заменяются единичными мат­ рицами, а нули — нулевыми матрицами. Затем производится их упрощение по формулам (12-7а). Далее производится разделе­ ние узлов однолинейной схемы на граничные и внутренние (уст­ раняемые) и составляются матрицы параметров для всей схемы

деление эквивалентных параметров для всей схемы выполняет­ ся по тем же формулам (12-9а). Обратных матриц коэффициен­ тов определять не приходится, поэтому некоторые из них могут быть и особенными.

Несколько отличной оказывается операция по исключению базисного напряжения (напряжения базисного узла). Здесь со­ противления обратной и нулевой последовательностей ветви, включенной в базисном узле, должны входить в схему соответ­ ствующих последовательностей. Поэтому напряжения обратной и нулевой последовательностей должны быть определены из расчета; заданным может быть только напряжение прямой по­

409

следовательности. Этого достаточно для получения неособенной матрицы эквивалентных проводимостей.

Далее задача решается тем же путем: определяются напря­ жения у выходных зажимов трансформаций, а по ним — напря­ жения у их входных зажимов и токи на границах схем разных

ступеней трансформации (т. е. соответственно матрицы U'; О";

Г и І").

Итеративный процесс уточнения результатов расчета произ­ водится прежним путем: задающие токи определяются с по­ мощью новых значений напряжений. Однако в последующих расчетах исходные системы напряжений в узлах оказываются уже несимметричными.

Задающие токи определяются по составляющим прямой по­ следовательности. Несимметричными системы задающих токов получаются только в том случае, если ими заменяются все по­ перечные ветви.

Следует отметить, что замена поперечных ветвей задающи­ ми токами обратной и нулевой последовательностей дает мень­ ше преимуществ, так как напряжения обратной и нулевой по­ следовательностей могут претерпевать большие изменения в про­ цессе расчета, чем это происходит с напряжениями прямой последовательности. Поэтому такая замена ухудшает сходи­ мость итеративного процесса.

Более эффективным может оказаться исключение ветвей с относительно малой проводимостью из схем обратной и нулевой последовательностей (имеются в виду, например, ветви емко­ стных проводимостей линий). При малых значениях напряже­ ний обратной и нулевой последовательностей влияние этих вет­ вей сравнительно мало.

При выполнении расчета в системе фазных координат напря­ жения фаз следует определять с точностью до четырех знача­ щих цифр. В противном случае нельзя дать заключение о техни­ ческой приемлемости и экономической целесообразности приме­ нения рассматриваемого несимметричного режима.

При выполнении расчета в координатах симметричных со­ ставляющих требуемая точность снижается: достаточно иметь до трех значащих цифр. Это отличие получается сравнительно небольшим. Поэтому более целесообразным может оказаться выполнение приближенного расчета, где указанная точность требуется только при выполнении расчета режима прямой после­ довательности; для напряжений обратной и нулевой последова­ тельностей достаточной является точность расчета до двух зна­ чащих цифр.

Непосредственное выполнение расчета можно считать целе­ сообразным в тех случаях, когда сеть имеет некоторые особен­ ности, которые изложены ниже. Несимметрия здесь получается обычно значительно большей.

410

16-5 ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА НЕПОЛНОФАЗНЫХ РЕЖИМОВ

Применить изложенный метод расчета рабочего несимметричного режима в том случае, когда имеются неполнофазные элементы, затруднительно. При­ чина этого заключается в том, что в местах разрыва фаз сопротивления полу­ чаются бесконечно большими. Определитель соответствующей матрицы ока­ зывается также бесконечно большим, а следовательно, обратная матрица не определяется.

Указанное затруднение можно преодолеть двумя путями. Можно беско­ нечно большие сопротивления представить достаточно большими, но конечны­ ми сопротивлениями. Такое решение должно получаться приближенным, но практически достаточно точным, если принятые значения сопротивлений на два-три порядка превышают наибольшие встречающиеся сопротивления анало­ гичных ветвей.

Расчет рабочего несимметричного режима по такой схеме почти не отли­ чается от такого же для полнофазной схемы. Во всяком случае все матрицы и порядок расчета остаются без изменений. Затруднения могут быть только чисто технического характера в связи с большим различием численных зна­ чений сопротивлений отдельных ветвей.

Несколько большие трудности могут встретиться в процессе выполнения итеративного уточнения, так как несимметрия в этом случае увеличивается, а поэтому сходимость итеративного процесса ухудшается. Некоторая осторож­ ность должна быть проявлена при определении потерь мощности в сети, так как в действительности в принятых больших сопротивлениях никакой потери мощности быть не должно. В месте разрыва в действительности ток должен быть равен нулю. Из расчета этот ток получается малым, но конечным. Это несколько искажает представление, но допустимо, если принять некоторые округления.

то время, как параметры поперечных ветвей — источников питания и нагру­ зок легче определяются в системе симметричных координат. Если исходные параметры линий проще определяются в фазных координатах, то параметры трансформаторов — в симметричных.

Для выполнения расчета можно воспользоваться правилами преобразо­ вания системы координат для параметров цепи, т. е. определить все параметры цепи в системе фазных координат. Однако, как уже указывалось, результаты расчета (значения токов в генераторах и напряжений на зажимах потребите­ лей) целесообразно получать в системе симметричных координат.

Поэтому можно воспользоваться и другой возможностью составления схе­ мы по отдельным участкам в разных системах координат по мере целесооб­ разности. На границах этих участков должны вводиться дополнительные эле­ менты схемы замещения, обеспечивающие преобразование координат для па­ раметров режима.

Эти элементы представляются в виде своеобразных систем трансформации (рис. 16-1). Отличие заключается в том, что здесь уравнения связи для си­

411