Задания на защиту работы
Целью защиты лабораторной работы является проверка самостоятельности ее выполнения и понимания полученных результатов. В процессе защиты работы студент должен по заданию преподавателя продемонстрировать:
понимание способов получения и назначения упорядоченных сезонных ступенчатых графиков нагрузки;
понимание способов получения и назначения характерных суточных ступенчатых графиков нагрузки;
знание разновидностей технических потерь в элементах сети передачи и распределения электроэнергии;
знание методов расчета нагрузочных потерь, понимание условий применения и источников погрешностей каждого из методов;
понимание физического смысла эквивалентного времени наибольших потерь;
знание методов упорядочивания кусочных функций в MathCAD по убыванию и анализа упорядоченного графика с целью определения абсолютной величины и длительности ступеней графика;
выполнение любого расчета хода выполнения работы для измененных исходных данных.
Работа №5. Режим холостого хода линий электропередач с установками поперечной компенсации
Цель: Изучение 1) особенностей режима холостого хода линий дальних электропередач; 2) расчета мощности реакторов, обеспечивающих предельно допустимое отклонение напряжения по длине линии.
Программное обеспечение: MathCAD (части 1 и 2), Lepsnv3.exe (часть 2).
Время выполнения: 4 часа (часть 1 – 2 часа; часть 2 – 2 часа).
Теоретические сведения
Особенности дальних электропередачи – см. раздел теоретические сведения к Работе №3 в первой части виртуального лабораторного практикума.
Основной особенностью режима холостого хода ЛЭП высокого напряжения является наличие большой избыточной реактивной зарядной мощности, генерируемой линией, и как следствие, повышение напряжения.
Наиболее тяжелые условия создаются при односторонних включениях и отключениях линии. Зарядная мощность линии может значительно превышать номинальную мощность генератора, что приводит к его недопустимой перегрузке. С наличием большой зарядной мощности связано и повышение напряжения ЛЭП – напряжение в конце линии, работающей на холостом ходу, при неполной компенсации ее зарядной мощности значительно превышает напряжение в начале. Следовательно, для осуществления синхронизации удаленной станции и приемника необходимо понижать напряжение в начале передачи или устанавливать компенсирующие устройства на ее конце.
Снижение напряжения в начале дальней электропередачи может затрудняться самовозбуждением генераторов, а желательная, с точки зрения устранения перегрузки и предотвращения самовозбуждения параллельная работа нескольких мало загруженных генераторов, несущих емкостную нагрузку, может затрудняться их неустойчивостью.
Для обеспечения нормальных условий работы передачи в режимах холостого хода и малых нагрузок используется частичная компенсация суммарной емкостной проводимости длинной линии при помощи шунтирующих реакторов. Она необходима также при подъеме напряжения с нуля и, в некоторой мере, для повышения пропускной способности передачи.
Мощность реакторов на линиях передач переменного тока определяется из условий работы в режимах холостого хода. Для обеспечения желаемого распределения напряжения вдоль линии их целесообразно размещать равномерно. Однако единичная стоимость компенсирующих устройств резко увеличивается при уменьшении их мощности, кроме того, компенсирующие устройства требуют использования дорогостоящего оборудования для присоединения. Это обычно исключает возможность равномерно распределенной компенсации и реакторы устанавливаются на подстанциях или переключательных пунктах.
Рассмотрим режим холостого хода ЛЭП при одностороннем включении. Напряжения начала и конца некомпенсированной ЛЭП связаны через ее волновую длину отношением:
|
(94) |
.Из уравнения (94) следует, что напряжение на открытом конце линии больше, чем в ее начале, причем разница зависит от длины ЛЭП. Если учесть, что для ЛЭП длительно допустимое превышение номинального напряжения составляет 5% от Uном, то из (94) также следует, что режим одностороннего включения некомпенсированной ЛЭП допустим лишь при длине линии не более 300 км ( = 18°).
Мощность реакторов, необходимая для поддержания номинального напряжения на открытом конце передачи, имеет значительную величину и растет с увеличением длины линии. Увеличивать мощность реакторов сверх величин, определяемых экономической целесообразностью и требованиями эксплуатации в нормальном режима, нежелательно. Напротив, с целью повышения надежности ЛЭП следует по возможности снижать число дополнительно включаемых на линии устройств.
Мощность реакторов, присоединенных к разомкнутому концу линии и обеспечивающих в режиме холостого хода равенство напряжений по концам линии, может быть определена при неучете активных потерь в линии по формуле:
где bР – проводимость реакторов:
.
При установке шунтирующих реакторов в конце ЛЭП максимум напряжения имеет место в середине линии. Для того чтобы в режимах холостого хода и малых нагрузок напряжение в середине линии не превысило допустимого значения создают промежуточные реакторные пункты [5, 9, 23, 26].