1) Змінення опору мережі.

Складова активного і індуктивного удільного опору в розподільчій і живлячий мережах різні:

• в розподільчій мережі: r₀>x_0,

• в живлячих (районних) мережах: x₀>r_0.

У величині втрат напруги ΔU основну роль відіграє перша складова втрат (тобто Р·r)

При зміненні перетину проводу F можна змінити значення r₀ і втрат. Тому в розподільчих мережах вибраний за навантаженням перетин проводу повинен перевірятися за припустимою втратою напруги ΔUдоп

В живлячих мережах навпаки : x₀>r₀ тому втрати напруги ΔU мало залежать від F, тобто збільшення перетину проводу в таких мережах для зменшення ΔU недоцільно.

Для зменшення втрат напруги зменшують х (індуктивний опір) лінії шляхом включення послідовно в лінію ємністості (батареї статичних конденсаторів - БСК).

УПК – установка повздовжньої компенсації.

Таке включення ємності називається повздовжньою компенсацією, а пристрій для її реалізації – установкою повздовжньої компенсації (УПК).

Включення в розсічення ліній x_K частково компесує (зменшує) індуктивний опір ліній x_Л. А результуюче х буде дорівнювати:

.

В лінії без УПК повздовжня складова падіння напруги ΔU без УПК:

,

при увімкненому УПК:

Як правило використовують часткову компенсацію (недокомпенсацію), тобто X_k<X_л із-за можливості резонансу при X_k=X_{л .}

УПК застосовують не тільки для покращення режимів напруги, але і для підвищення пропускної здатності лінії.

Основні характеристики УПК:

1 - тут X_k нерегульоване,

2 - зміни X_k – можна змінити дискретно (неплавне регулювання),

3 - тільки часткова компенсація,

4 - регулювання тільки в одну сторону.

2) Регулювання напруги (u) шляхом змінення потоків передаваємої реактивної потужністі (Qs) мережі.

Для зменшення передаваємої Q здійснюють її компенсацію за рахунок підключення ємності паралельно індуктивному навантаженню. Таке включення ємності називається поперечною компенсацією. В якості компесуючих пристроїв використовують БСК (в основному).

Схему заміщення мережі і векторну діаграму, що пояснює поперечну компенсацію, можна представити наступним чином.

При включенні БСК за допомогою Qк результуюча повна потужність в мережі:

При установці компенсуючих пристроїв продольна складова падіння напруги буде рівна

Ця складова є втратою ΔU в мережі до компенсації. Дтруга складова – як добавка напруги ΔUpeг

,

Потужність БСК Qк визначається номінальною напругою мережі (Uном) і її індуктивним опором Х_L.

Такий спосіб регулювання також, як правило, дає можливість дискретного регулювання і регулювання тільки в одну сторону.

При виборі засобів регулювання мережі керуються наступним:

• основним, більш важливим і ефективним засобом, є трансформатори з РПН,

• інші способи носять допоміжний характер.

№2 .Статичні характеристики навантажень споживачів.

Споживання навантаження активної і реактивної потужності Pнав. та Qнав. в загальному випадку залежить від :

Рнав, Qнав = f(U,f) .

В залежності Рн(U), Qн(f), Qн(U), Рн(f) в сталих режимах представляють собою статичні характеристики навантаження по напругі і частоті. Для різних видів електричних приймачів (СД, АД ...)статичні характеристики будуть різними, тому в розрахунках із-за великої різноманітності електричних приймачів використовують узагальнені (типові) статичні характеристики по U і f.

Ці характеристики визначаються як властивостями окремих електричних приймачів, так і відношенням їх потужностей. Ці характеристики, як правило, нелінійні.

В якості прикладу покажемо узагальнені статичні характеристики для деякого вузла навантаження з Uн=110кВ.

Білет №10

№1 Модель генератора

3. Свойства генератора постоянного тока определяются в основном способом включения обмотки возбуждения. В зависимости от этого различают генераторы:

4. с независимым возбуждением: обмотка возбуждения получает питание от постороннего источника постоянного тока (аккумуляторной батареи, небольшого вспомогательного генератора, называемого возбудителем, или выпрямителя);

5. с параллельным возбуждением: обмотка возбуждения подключена параллельно обмотке якоря и нагрузке;

6. с последовательным возбуждением: обмотка возбуждения включена последовательно с обмоткой якоря и нагрузкой;

7. со смешанным возбуждением: имеются две обмотки возбуждения — параллельная и последовательная; первая подключена параллельно обмотке якоря, а вторая — последовательно с нею и нагрузкой.

8. Генераторы с параллельным, последовательным и смешанным возбуждением относятся к машинам с самовозбуждением, так как питание их обмоток возбуждения осуществляется от самого генератора.

9. Все перечисленные генераторы имеют одинаковое устройство и отличаются лишь выполнением обмоток возбуждения. Обмотки независимого и параллельного возбуждения изготовляют из провода

10. Рис. 120. Принципиальная схема генератора с независимым возбуждением

11. малого сечения, они имеют большое число витков, обмотку последовательного возбуждения — из провода большого сечения, она имеет малое число витков.

12. О свойствах генераторов постоянного тока судят по их характеристикам: холостого хода, внешней и регулировочной. Ниже будут рассмотрены эти характеристики для генераторов различного типа.

№2 Формування лінійної розрахункової моделі усталеного режиму розімкненої електричної системи.

Білет №16

№1. Особливості розрахунків лінії з двостороннім живленням за умови рівності напруг по її кінцям.

Розрахунок усталеного режиму мережі з двостороннім живленням при однакових значеннях напруг джерел живлення. Розглянемо процес виводу основних співвідношень для визначення потужностей на головних ділянках мережі на прикладі схеми заміщення з розрахунковими навантаженнями (рис. 3). Головні ділянки – це ділянки, які зв'язані з джерелами живлення. При виводі основних співвідношень приймаємо припущення, які дозволяють спростити вивід: - не ураховуємо втрати потужностей на ділянках мережі; - струми на ділянках визначаються через номінальну напругу мережі Uном; - відомий напрямок потужностей на ділянках мережі (згідно зі стрілками на рисунку). Нагадаємо, що відомі напруги джерел живлення, опори ділянок схеми заміщення і розрахункові потужності вузлів.

На підставі другого закону Кірхгофа запишемо рівняння для замкнутого кола з урахуванням напрямку потужностей на ділянках:         (1) Тому що напруги джерел живлення рівні, то в правій частині рівняння маємо нульове значення. Струм визначається згідно рівнянню:  - де   - спряжений комплекс потужності. Якщо урахуємо вираз для струму в (1), маємо співвідношення в формі:

                       (2)

Співвідношення (2) можливо спростити і записати у слідую чому вигляді (після множення лівої і правої частин рівняння на Uном):          (3) Згадаємо, що вихідними даними для розрахунку є потужності в вузлах. В (3) число невідомих значне (невідомі потужності на ділянках мережі). Запишемо потужності на ділянках через потужність на одній головній ділянці і розрахункові потужності в вузлах:

                             (4)

         З урахуванням співвідношень (4) в рівнянні (3) маємо:

           (5)

Після всіх перетворень в рівнянні (5) невідомою є тільки потужність на головній ділянці ДЖ-1: Наслідком рішення рівняння (5) відносно потужності на ділянці ДЖ1-1 є слідуючий вираз:

   (6)

З метою зручності візьмемо спряжений комплекс для виразу (6) і маємо:

   (7)

Таким же чином може бути знайдено вираз щодо розрахунку потужності на другій головній ділянці ДЖ2-3:

    (8)

При любій кількості вузлів в розрахунковій схемі заміщення співвідношення мають вигляд:

                                              (9)

         де   - розрахункова потужність в i-том вузлі;   - сумарний спряжений опір від другого джерела живлення до i-того вузла;   - сумарний спряжений опір від першого джерела живлення до i–того вузла;   - сумарний спряжений опір між джерелами живлення; n-число вузлів. Подальше, використовуючи перший закон Кірхгофа, визначимо потужності на інших ділянках. Таким чином виконується розрахунок попереднього потокорозподілу у замкнутій електричній мережі.          На слідуючому етапі розрахунку визначаємо  вузол розрахункової схеми заміщення, який є вузом потокорозділу. Це вузол, до якого потужності приходять з двох сторін. На рис. 3 таким вузлом є вузол 2. В наведеній схемі в вузлі 2 співпали вузли потокорозділу як по активній потужності (позначається    ), так і по реактивній (позначається       ). Можлива сітуація, коли після попереднього потокорозподілу виникає сітуація, що у схемі є два вузла потокоподілу. Наприклад, в вузлі 1 по активній потужності, а в вузлі 2-по реактивній. Розглянемо подальшій розрахунок УР замкненої мережі для випадку, коли має місце один вузол поторозділу після виконання попереднього потокорозподілу (рис. 4): 1. Навантаження вузла у місці потокорозділу розбивають на дві складові відповідно з  потоками потужностей по дільницям що є сусідніми. Зверніть увагу, що навантаження вузла розподіляється не довільним чином, не розподіляється на дві рівні частини, а виділяються дві потужності по наслідкам розрахунку попереднього потокорозподілу. Так, навантаження вузла 2 S2 (рис. 4) змінюється потужностями S1-2 и S2-3.  2. Замкнену електричну мережу умовно ділять у вузлі потокорозділу на дві

 

розімкнені (рис. 4). Нагадуємо, що навантаження періфірійних вузлів це потужності на сміжних ділянках.

2

 

3

 

ДЖ2

 

Рисунок 4 – Дві розімкнені мережі після умовного ділення замкненої в вузлі 2

  

         3. Подальшій розрахунок виконується для двох розімкнених мереж почергово. Нагадуємо, що кожна ітерація розрахунку складається з урахуванням втрат потужностей на ділянках і етапу розрахунку напруг в вузлах.

Напруги в точці потокорозділа (на рис. 3 і рис. 4 це вузол 2) будуть розраховані два рази, тому що цей вузол належить цим двом розімкненим мережам. Кінцева напруга у вузлі потокорозділу приймається як середнє найдених значень. Розглянемо подальший розрахунок усталеного режиму для випадку, коли після розрахунку попереднього потокорозподілу маємо два вузли поторозподілу (рис. 5, в одному вузлі по активній потужності, а у другому, не обов’язково сусідньому, вузлі по реактивній потужності): 1. Визначаємо втрати потужності між вузлами, в яких розташовані точки потокорозподілу (по активній потужності це вузол 2, рис. 5; по реактивні це вузол 3, рис. 5).

                                    (10)

2. Умовно поділяємо замкнену мережу на дві розімкнені, не враховуючи частину мережі між вузлами потокорозділу (для мережі що розглядається це ділянка 1-2). Таким чином, як наслідок маємо дві розімкнені мережі. Особливу увагу слід звернути на визначення значень потужностей в периферійних вузлах розімкнених мереж. До потужностей дільниць суміжних з тими що виключають додаються втрати потужностей між вузлами потокорозділу згідно з напрямками активної і реактивної потужностей на частині схеми між точками потокорозділу. Дозволяється не ураховувати вказані втрати потужностей. Схеми наведені на рис. 6.

 

Рисунок 6

          3. Подальший розрахунок виконується так, як  для розімкнених мереж почергово для двох мереж. Нагадуємо, що кожна ітерація розрахунку складається із етапу розрахунку поторозподілу з урахуванням втрат потожності на ділянках і етапу розрахунку напруг в вузлах.

№2 Особливості регулювання напруги за допомогою установок поперечнох компенсації.

Для зменшення передаваємої Q здійснюють її компенсацію за рахунок підключення ємності паралельно індуктивному навантаженню. Таке включення ємності називається поперечною компенсацією. В якості компесуючих пристроїв використовують переважно БСК (батареї статичних компенсаторів).

Схему заміщення мережі і векторну діаграму, що пояснює поперечну компенсацію, можна представити наступним чином.

При включенні БСК за допомогою Qк результуюча повна потужність в мережі:

При установці компенсуючих пристроїв продольна складова падіння напруги буде рівна

Ця складова є втратою ΔU в мережі до компенсації. Дтруга складова – як добавка напруги ΔUpeг

,

Потужність БСК Qк визначається номінальною напругою мережі (Uном) і її індуктивним опором Х_L.

Такий спосіб регулювання також, як правило, дає можливість дискретного регулювання і регулювання тільки в одну сторону.

При виборі засобів регулювання мережі керуються наступним:

• основним, більш важливим і ефективним засобом, є трансформатори з РПН,

• інші способи носять допоміжний характер.

Білет №17

№1 Регулювання напруги за допомогою установок поздовжньої компенсації

Складова активного і індуктивного удільного опору в розподільчій і живлячий мережах різні:

• в розподільчій мережі: r₀>x_0,

• в живлячих (районних) мережах: x₀>r_0.

У величині втрат напруги ΔU основну роль відіграє перша складова втрат (тобто Р·r)

При зміненні перетину проводу F можна змінити значення r₀ і втрат. Тому в розподільчих мережах вибраний за навантаженням перетин проводу повинен перевірятися за припустимою втратою напруги ΔUдоп

В живлячих мережах навпаки : x₀>r₀ тому втрати напруги ΔU мало залежать від F, тобто збільшення перетину проводу в таких мережах для зменшення ΔU недоцільно.

Для зменшення втрат напруги зменшують х (індуктивний опір) лінії шляхом включення послідовно в лінію ємністості (батареї статичних конденсаторів - БСК).

УПК – установка повздовжньої компенсації.

Таке включення ємності називається повздовжньою компенсацією, а пристрій для її реалізації – установкою повздовжньої компенсації (УПК).

Включення в розсічення ліній x_K частково компесує (зменшує) індуктивний опір ліній x_Л. А результуюче х буде дорівнювати:

.

В лінії без УПК повздовжня складова падіння напруги ΔU без УПК:

,

при увімкненому УПК:

Як правило використовують часткову компенсацію (недокомпенсацію), тобто X_k<X_л із-за можливості резонансу при X_k=X_{л .}

УПК застосовують не тільки для покращення режимів напруги, але і для підвищення пропускної здатності лінії.

Основні характеристики УПК:

1 - тут X_k нерегульоване,

2 - зміни X_k – можна змінити дискретно (неплавне регулювання),

3 - тільки часткова компенсація,

4 - регулювання тільки в одну сторону.

№2 Ітераційний розрахунок усталеного режиму електричної мережі згідно контурної моделі

Ітараційний розрахунок робочого режиму ел. системи з використанням КР(коефіцієнт розподілу).

Мат. апарат. методу КР орієнтований на визначенння струморозподілу в гілках розрахункової схеми ел системи в залежності від режиму заданих струмів навантаження.

Але так не можна точно визначити розподіл потужності за ділянками розрахункової схеми.

Коли навантаження споживачів представленні фіксованими значеннями активної і реактивної потужності, що споживається з мережі.

1. Визнач. основний потокорозподіл по всіх гілках.

2. Вважаємо всі напргуи вузлів однаковими і рівними номінальним.

3. Визнач. втрати потужності на ділянках.

4. Втрати потужності представляємо у вигляді фіктивних навантаженнь (половинами на вузли).

5. Розрах потокорозподіл від втрат і накладаємо його на основний потокорозподіл.

6. За законом Ома уточнюється режим напруги в вузлах схеми.

7. Перевіряємо збіждність ітераційного процесу.

Білет 18

№1 Моделювання синхронного двигуна в задачах розрахунків електричних мереж

№2 Еквівалентне перетворення послідовно та паралельно включених ділянок ел. мережі

Білет 19

№1 Розрахунок еквівалентного джерела напруги шляхом заміни декількох заданих

№2 Розрахунок усталеного режиму електричної мережі згідно контурної моделі

1. В схемі ел. мережі виділяють дерево й хорди, замикання яких призводить до утв. замкненого контуру.

2. Для кожного пункту розрах. власні й взаємні опори.

3. Почергово всі незал. вузли замін. на одиничне навантаження, решта "0".

3. Форм. і розв. система контурних р-нь.

4. Визначаємо КЗ.

Пункти 2 і 4 виконуються стільки разів, скільки в нас незалежних вузлів.

Білет №20

№1 Регулювання напруги в мережі за допомогою ВДТ з поздовжнім та поперечним регулюванням

Регул. потокорозподілу з допомогою вольтододаткових трансформаторыв (ВДТ).

В сучасних ел. мережах до 110 кВ

ВДТ - основний засіб ругл. напруги.

У замкнутих мережах надвисокої напруги вик. для підвищення стійкості режимів роботи мереж нижчих напруг поеднуваних зв`язками за допомогою силових трансформаторорів.

ВДТ скл. з послідовної обмотки, яка вмикається в перезіх лінії і в ній рег. напруга. За місцем встановлення ВДТ з допомгою послідовної обмотки ств. неустійка напруги Епот. Послідовна обм. отр. живл. або від осн трансф.*********

Для напруг >= 330 кВ, застосов. автотрансформатор.

У кожного ВДТ розрізн. власну (Sвл) і прохідну потужність (Sпр).

Sпр - потужність лінії, яка прох. через послідовну обмотку ВДТ.

Sвл - від надбавки.

Sвл/Sпр=*******= Евдт/100%

ВДТ виготовляються з можл. рег 10% l`п +-10%.

За допомогою ВДТ можна змінювати напругу на виході з ВДТ.

ВДТ:

-> поздовжне рег.

-> поперечне рег.

-> змішане рег.(поздовжне і поперечне)

№2 Перетворення зірки в еквівалентний трикутник

Метод еквівалентних перетворень грунтується на послідовних спрощеннях схеми: перетворення послідовного і паралельного з’єднання, перетворення трикутника до зірки та інше. Саме цей метод найчастіше використовується на практиці як найбільш простий. Тільки у випадку, коли не вдається одержати просте рішення цим методом, переходять до інших, більш складних методів. Перетворення з’єднання “зірка – трикутник” і “трикутник – зірка” З’єднання трьох опорів, які створюють сторони трикутника - з’єднання  «трикутник», а з’єднання трьох опорів, що має вигляд три-променевої зірки називають з’єднання «зірка».   Наведені схеми “зірки” і “трикутника” мають еквівалентні характеристики за струмами І_A, І_B, І_C і напругами U_AB, U_AC, U_BC щодо вузлів A, B, C, якщо значення опорів однієї схеми пов’язані наведеними нижче співвідношеннями зі значеннями опорів іншої схеми.

RA=RAB·RAC/(RAB+RAC+RBC)	RAB=RA+RB+RA·RB/RC
RB=RAB·RBC/(RAB+RAC+RBC)	RAC=RA+RC+RA·RC/RB
RC=RAC·RBC/(RAB+RAC+RBC)	RBC=RB+RC+RB·RC/RA

Білет №21

1.

Регули́рование напряже́ния трансформа́тора — изменение числа витков обмотки трансформатора. Применяется для поддержания нормального уровня напряжения у потребителей электроэнергии.

Большинство трансформаторов^{[каких?]} оборудовано некоторыми приспособлениями для настройки коэффициента трансформации путём добавления или отключения числа витков.

Настройка может производиться с помощью переключателя числа витков трансформатора под нагрузкой либо путём выбора положения болтового соединения при обесточенном и заземлённом трансформаторе.

Степень сложности системы с переключателем числа витков определяется той частотой, с которой надо переключать витки, а также размерами и ответственностью трансформатора.

В зависимости от нагрузки электрической сети меняется её напряжение. Для нормальной работы электроприёмников потребителей необходимо, чтобы напряжение не отклонялось от заданного уровня больше допустимых пределов, в связи с чем применяются различные способы регулирования напряжения в сети. Одним из способов является изменение соотношения числа витков обмоток первичной и вторичной цепи трансформатора (коэффициента трансформации), так как

В зависимости от того, происходит это во время работы трансформатора или после его отключения от сети, различают «переключение без возбуждения» (ПБВ) и «регулирование под нагрузкой» (РПН). И в том и в другом случае обмотки трансформатора выполняются с ответвлениями, переключаясь между которыми, можно изменить коэффициент трансформации трансформатора.