Цель работы: изучение основных способов управления УР электрических сетей для повышения экономичности и надежности их работы и качества электрической энергии.
Расчетная схема замещения сети:
(напряжения – в кВ; мощность – в МВА; сопротивления – в Ом; проводимости – в мкСм;
коэффициенты трансформации – в относительных единицах.)
1. Анализ уравнений баланса активных и реактивных мощностей электрической сети.
Создаем базу данных, необходимую для расчетов УР на ПЭВМ схемы сети. При этом принимаем:
-нагрузки представлены постоянными мощностями;
-компенсирующие устройства КУ1 и КУ2 отключены;
-Кт1=Кт2=Ктном=0.096;
-в качестве балансирующего узла сети (БУ) принят узел 1, напряжение Uбном=110 кВ.
Выполняем контрольный расчет УР сети и оцениваем достоверность и приемлемость полученных результатов.
а). По уровням напряжения (напряжения на шинах подстанции должны быть 90-115% от номинального, т.е. должны быть в рамках 99-126.5 кВ для узлов 1, 2, 3, 5 и 9-11.5 кВ для узлов 4,6).
Полученные значения напряжений:
U1=110 кВ;U2=106.0 кВ;U3=97.31 кВ;U4=8.814 кВ;U5=107.1 кВ;U1=10.01 кВ.
Как видим, значения напряжений приемлемы.
б
).
По загрузке силовых трансформаторов.
В нормальном режиме должно выполняться условие:
Для данных трасформаторов
Sном=16 МВА
Smax1=28,2 МВА
Smax2=14,3 МВА
Как видим, условие выполняется.
в). По токам в ветвях.
I12доп=390 А;I23доп=285 А;I15доп=390 А;I25доп=285 А.
I12=272,7 A <I12доп; I23=276,4 A <I23доп; I15=134,5 A <I15доп; I25=57,52 A <I25доп;
Таким образом, условие выполняется.
г). Оцениваем особенности работы сети в заданном УР:
Рб=-73,1 МВт Qб=-38,3 Мвар ∑Р=68 МВт ∑Q=29 Мвар Рб<∑Р иQб<∑Q
Значит, система является дефицитной и по активной, и по реактивной мощностям.
2. Исследование составляющих уравнений баланса активных и реактивных мощностей.
Выполняем серию расчетов при условии:
-нагрузки в узлах заданы статическими характеристиками (тип 1 – при Uном=110 кВ, тип 2 – приUном=10 кВ);
-Qк1=Qк2=0;
-Кт1=Кт2=0.096;
-Uб=(0.80…1.20)Uнс, гдеUнс=110 кВ.
Аналогичные результаты повторяем для случая, когда нагрузки представлены постоянными мощностями (тип 0 для любых номинальных напряжений).
Таблица 1.
Зависимости основных составляющих баланса от величины Uб.
|
N |
Uб |
Рб |
Qб |
∑Рн |
∑Qн |
∆Рсум |
∆Qсум |
U2 |
P2 |
Q2 |
U3 |
P3 |
Q3 |
U4 |
P4 |
Q4 |
|
|
кВ |
МВт |
Мвар |
Мвт |
Мвар |
Мвт |
Мвар |
кВ |
Мвт |
Мвар |
кВ |
Мвт |
Мвар |
кВ |
Мвт |
Мвар |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P=f(U), Q=f(U) |
|
|
|
|
|
| ||
|
1 |
88 |
62.7 |
29 |
58.7 |
24.3 |
4.06 |
8.81 |
83.8 |
8.74 |
3.89 |
79.2 |
23.2 |
6,17 |
6.99 |
15.3 |
8.83 |
|
2 |
99 |
65.4 |
26.3 |
62.1 |
24 |
3.34 |
7.16 |
95.3 |
9,23 |
4,31 |
91.2 |
24.4 |
6,82 |
8.28 |
16.3 |
7.88 |
|
3 |
110 |
68.6 |
26.9 |
66 |
26,9 |
2.98 |
6.53 |
107 |
9.8 |
4,77 |
103 |
25,4 |
7,3 |
9.39 |
17 |
8,83 |
|
4 |
121 |
73.3 |
33.2 |
70.4 |
32.9 |
2.93 |
6.55 |
117 |
10,5 |
5,61 |
114 |
27.6 |
8.46 |
10.4 |
18,5 |
11 |
|
5 |
132 |
78,3 |
40.1 |
75.3 |
41.7 |
2.97 |
6.65 |
128 |
11,2 |
6,92 |
124 |
29.5 |
10.3 |
11,4 |
19,7 |
14.2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P=сonst, Q=const |
|
|
|
|
|
| ||
|
1 |
88 |
73.8 |
37.6 |
68 |
29 |
5.9 |
12.6 |
82.8 |
10 |
5 |
77.3 |
27 |
8 |
6.67 |
18 |
10 |
|
2 |
99 |
72.3 |
33.5 |
68 |
29 |
4.31 |
9.24 |
94.6 |
10 |
5 |
90 |
27 |
8 |
8.02 |
18 |
10 |
|
3 |
110 |
70.8 |
29.6 |
68 |
29 |
3.28 |
7.13 |
106 |
10 |
5 |
102 |
27 |
8 |
9.29 |
18 |
10 |
|
4 |
121 |
70.6 |
28.7 |
68 |
29 |
2.68 |
5.9 |
118 |
10 |
5 |
114 |
27 |
8 |
10,5 |
18 |
10 |
|
5 |
132 |
70.2 |
25.5 |
68 |
29 |
2.21 |
4.98 |
129 |
10 |
5 |
126 |
27 |
8 |
11,6 |
18 |
10 |
а). Р=const, Q=const.
б). P=f(U), Q=f(U).
Оценим эффективность регулирования нагрузок ПС1 Р4иQ4и района сети в целом РБиQБпри изменении напряженияUБ(при централизованном регулировании напряжения).
|
δР4 =Р4(1) - Р4(2) δQ4 =Q4(1) - Q4(2) δРБ =РБ(1) - РБ(2) δQБ =QБ(1) – QБ(2) δUБ =UБ(1) – UБ(2) UБ(1)=1.05Qнсети UБ(2)=0.90Qнсети |
δР4=19.7-15.3=4,4 МВт δQ4=14.2-8,83=5.37 Мвар δРБ=78.3-62.7=15.6 МВт δQБ=40.1-29=11.1Мвар δUБ=132-88=44 В UБ(1)=132 В UБ(2)=88 В
|
Оценим эффективность регулирования нагрузок ПС1 Р4иQ4и района сети в целом РБиQБс помощью местного регулирования напряжения (действия РПН на ее трансформаторах), выполняя серию расчетов УР сети. Принимаем следующее:
-Qк1=Qк2=0;
-Кт1= Кт1min … Кт1max;
-Кт2=0.096;
-Uб=110 кВ;
-нагрузка ПС в узле 4 представлена статическими характеристиками;
-нагрузки в остальных узлах представлены постоянными мощностями.
Таблица 2.
Зависимости основных составляющих баланса от коэффициента трансформации Кт1.
|
N режима |
n1 |
kт1 |
U4, |
P4, |
Q4, |
Рб, |
Qб, |
|
|
|
|
кВ |
Мвт |
Мвар |
МВт |
Мвар |
|
|
|
|
P4=f(U4), |
Q4=f(U4) |
|
|
|
|
1 |
-9 |
0,083 |
11.1 |
19.3 |
13.1 |
72.6 |
33.1 |
|
2 |
-5 |
0,088 |
10.3 |
18.3 |
10.6 |
71.3 |
30.2 |
|
3 |
0 |
0,096 |
9,37 |
17.3 |
8.8 |
70 |
28 |
|
4 |
5 |
0,105 |
8.58 |
16.5 |
7.99 |
69.1 |
27 |
|
5 |
9 |
0,114 |
7.94 |
16 |
8.98 |
68.5 |
28.1 |
Теперь данные зависимости сравним с полученными выше.
