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 умения:
понимание особенностей режима холостого хода линий дальней электропередачи и причин повышения напряжения на разомкнутом конце некомпенсированной линии;
знание методов, используемых для предотвращения повышения напряжения в режиме холостого хода ЛЭП и малых нагрузок;
знание условий выбора мощности реакторов, устанавливаемых на линии, и понимание влияния места расположения реакторов на распределение напряжения вдоль линии;
выполнение любого расчета хода выполнения работы для измененных исходных данных.
Работа №6. Режим линий электропередач с продольной компенсацией
Цель: Изучение 1) влияние устройств продольной компенсации на параметры режима линий дальних электропередач; 2) расчета устройств продольной компенсации по заданной степени компенсации.
Программное обеспечение: MathCAD, Lepsnv4.exe.
Время выполнения: 2 часа.
Теоретические сведения
С экономической точки зрения целесообразно увеличивать передаваемую мощность, приходящуюся на одну цепь ЛЭП, чтобы сбалансировать возрастающую стоимость линии по мере увеличения ее длины и снизить удельную стоимость передачи энергии.
Предельная мощность линии может быть приближенно определена через напряжения в начале и конце линии по формуле:
|
(95) |
,где a0
– коэффициент изменения фазы; l
– длина линии;
–
волновая длина линии; В – постоянная,
равная
.
Из выражения (95) следует, что повысить предельную мощность линии можно путем увеличения номинального напряжения линии (переход на новый, более высокий класс номинального напряжения), снижения волнового сопротивления zВ или волновой длины λ = α0·l.
Промежуточные подстанции делят линию электропередачи на участки, что способствует увеличению пропускной способности электропередачи, так как при повреждении на линии отключается только цепь этого участка, а не вся линия. Кроме этого, присоединение промежуточных систем в определенной мере стабилизирует напряжение на подстанциях, что также является косвенной мерой увеличения передаваемой по линии мощности. Если на начальном этапе сооружения электропередачи не предполагается строительство промежуточных подстанций, то на линии предусматривают переключательные пункты.
Наиболее важные мероприятия, направленные на увеличение пропускной способности линии, сводятся к компенсации ее электрической (волновой) длины. Для этого используются компенсирующие устройства (КУ) в составе батареи конденсаторов (продольная емкостная компенсация) и шунтирующие реакторы (поперечная индуктивная компенсация), показанные на Error: Reference source not found.
Мощность реакторных пунктов, входящих в КУ, рассчитывается с учетом необходимости предотвращения опасного повышения напряжения в режимах малых нагрузок (см. работу №5). С ростом нагрузки, по мере приближения к натуральному режиму, дополнительные реакторы, за исключением входящих в КУ (см. Error: Reference source not found), отключаются. Далее, при превышении мощностью нагрузки значения натуральной мощности линии (Рн > Рнат), может потребоваться включение емкостной проводимости. В реальной схеме это выполняется отключением определенной части реакторов, входящих в КУ.
На Error: Reference source not found приведены зависимости предельной мощности Pпр и постоянной В в формуле (95) от местоположения х устройства продольной компенсации (УПК). Из них следует, что максимальное значение предела по мощности обеспечивается при установке УПК в середине линии, а размещению УПК ближе к концу линии соответствуют бóльшие значения пропускной способности по сравнению с расположением УПК ближе к началу линии: для х2 = l – x1 предел мощности Pпр2 > Pпр1.
Компенсация волновой длины линии является весьма эффектным средством повышения дальности и пропускной способности электропередачи. С ее помощью линии большой длины всегда можно придать свойства короткой линии (кроме потерь активной мощности). Однако мощности компенсирующих устройств с увеличением длины передачи и требуемой пропускной способности существенно возрастают.
Выбор параметров УПК осуществляется по результатам расчета номинальных значений тока и напряжения, позволяющих определить необходимое количество конденсаторных батарей.
Увеличение пропускной способности линии зависит от степени продольной компенсации k, равной отношению емкостного сопротивления батарей конденсаторов хк к индуктивному сопротивлению линии хL:
|
(96) |
.Ток электропередачи, соответствующий ее пропускной способности Pпр, определяется через номинальное напряжение линии и коэффициент мощности по формуле:
|
(97) |
.Для УПК обычно используют конденсаторы типа КПМ (конденсаторы продольные масляные). Их номинальный ток Iном.к, напряжение Uном.к, сопротивление xc и мощность Qном.к, приводятся в паспортных данных. Если принять, что номинальный ток батареи конденсаторов УПК равен току передачи, то можно найти число параллельно (n) и последовательно (m) включенных конденсаторов (Error: Reference source not found):
|
(98) |
.
Номинальный ток и номинальное напряжение УПК составят, соответственно:
,
а установленная мощность конденсаторов УПК:
|
(99) |
.На Error: Reference source not found показано как изменяется распределение напряжения на линии, в зависимости от числа и местоположения устройств продольной компенсации [2, 5, 23, 26].
