METODYChKAnew
.pdf4
Живлення стенда здійснюється від джерела нескінечнної потужності змодельованого трансформатора 220/380 В. Зв’язок мережі 330 В з мережами 110 і 35 В здійснюється через триобмотковий трансформатор 330/ 110 /35 В. Довжина ділянок, марки проводів ліній електропередачі (ЛЕП) та їх параметри приведені в таблиці 1.2.
Таблиця 1.2 – Параметри ліній електропередачі
Ділянка |
Напруга, |
Марка |
Довжина |
|
Питомі параметри проводів |
|||||||||||||||||||||
ЛЕП |
кВ |
проводу |
ділянки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
моделі |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Л7 |
110 |
АС-95\15 |
10 |
r |
0 |
0,42 Ом\км |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Л8 |
110 |
АС-95\15 |
5 |
x 0 |
0.42 |
Ом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
км |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Л9 |
110 |
АС-95\15 |
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Л10 |
110 |
АС-95\15 |
5 |
b0 |
2.65 10 6 |
см |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
км |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Л11 |
110 |
АС-95\15 |
40 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Л12, 15 |
35 |
АС-70\11 |
5 |
r r |
|
0.42 |
Ом |
. |
x 0 |
0.42 |
Ом |
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
км |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
км |
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Л13 |
35 |
АС-70\11 |
3 |
r r |
|
0.42 |
Ом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
км |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
r r |
|
0.42 |
Ом |
|
x 0 |
0.42 |
Ом |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
км |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
км |
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
Л14 |
35 |
АС-70\11 |
2 |
x 0 |
0.42 |
Ом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
км |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
v |
|
|
0.42 |
Ом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
км |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Л1.. Л6 |
330 |
2*АС- |
65 |
x 0 |
0.32 |
Ом |
|
|
|
|
r r 0.42 |
Ом |
|
|||||||||||||
|
|
400\51 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
км |
|
|
|
0 |
|
|
|
км |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
b0 |
3,52 10 6 |
см |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
км |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Навантаження, що підключені до ліній перемикачами, які розміщені безпосередньо біля вузлів навантаження, можуть приймати значення відповідно до таблиці 1.3.
Підключення навантажень мережі здійснюється ввімкненням відповідного тумблера на набірній панелі, яка знаходиться у правій частині стенда. Підключення ділянок лінії проводять ввімкненням двох тумблерів, номери яких вказані безпосередньо на кінцях лінії, що набирається. Напругу у вузлі вимірюють за допомогою підключення вольтметра до даного вузла і до нульової точки, що розміщена у центрі панелі (для мережі 35 кВ нульова точка виведена у верхньому кутку лабораторного стенда).
Таблиця 1.3 – Параметри навантаження
№ |
Максимальна |
Параметри моделі навантаження |
|||
вузла |
потужність |
|
|
|
|
|
Опір |
Індуктивність |
|||
|
навантаження |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
R, Ом |
|
X, Ом |
L, Гн |
|
|
MB.A |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
|
4 |
5 |
21 |
2 |
10…26 |
|
9…13 |
0.007…0.01 |
29 |
30 |
360…560 |
|
173…275 |
0.137…0.195 |
36 |
30 |
360…560 |
|
173…275 |
0.137…0.195 |
20 |
100 |
985…1800 |
|
428…870 |
0.34…0.692 |
42 |
12 |
90…180 |
|
43.5…87 |
0.022…0.044 |
45 |
6 |
180…360 |
|
87…174 |
0.044…0.088 |
49 |
6 |
180…360 |
|
87…174 |
0.044….0.088 |
Струм вимірюється у такому порядку:
-амперметр підключають паралельно сигнальній лампі, розташованій на вимірній ділянці мережі;
-відключають відповідну сигнальну лампу тумблером на набірному полі і записують значення з амперметра;
-включають сигнальну лампу тумблером;
-від’єднують амперметр.
Приклади розрахунків і оформлення звітів лабораторних робіт наведені в додатках.
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 1
Дослідження режимів роботи розімкнених мереж 35 і 110 кВ
Мета роботи - дослідити режими роботи радіально-магістральних мереж і вивчити методику їх розрахунків.
Завдання - вияснити різницю в заступних схемах електричних мереж напругою 35 і 110; вивчити порядок розрахунку розімкнених електричних мереж за даними досліджень.
1.1 Підготовка до роботи
При підготовці до роботи треба вивчити:
1.Схеми розімкнених електричних мереж напругою 35 і 110 кВ та особливості їх експлуатації.
2.Методи аналізу розімкнених електромереж 35 і 110 кВ та визначення основних параметрів режиму.
3.Побудову векторних діаграм напруги і струму розімкнених електромереж 35 і 110 кВ.
1.2 Методика виконання роботи
10
1. Зібрати схему мережі, яку потрібно дослідити, відповідно запропонованому варіанту.
2.Вимірити струм, напругу і активну потужність у вузлах навантаження, а також на початку і в кінці кожної лінії.
3.Зробити аналітичний розрахунок заданої мережі ітераційним методом, приймаючи за вихідну (початкову) величину – напругу джерела постачання і потужність навантажень.
4.Результати розрахунків привести відповідно до моделі.
5.Побудувати векторні діаграми напруги і струму тих мереж, які досліджуються.
1.3 Зміст звіту
1.Мета і завдання досліджень.
2.Заступні схеми електричних мереж, які досліджуються.
3.Результати експериментальних досліджень, які вказані на заступних схемах.
4.Результати розрахунків схем. Результати розрахунків і результати досліджень потрібно навести на одній і тій самій розрахунковій схемі.
5.Порівняльний аналіз результатів експериментальних досліджень і розрахунків.
6.Векторні діаграми напруг і струмів для схем (35 і 110 кВ).
7.Висновки.
1.4 Запитання для самоперевірки
1.Чи можуть розімкнені мережі використовуватись для електропостачання споживачів першої категорії?
2.Які є вимоги ПУЕ до надійності електропостачання споживачів?
3.Які ви знаєте схеми розімкнених електромереж 35 і 110 кВ?
4.Яка суть ітераційного методу розрахунків?
5.Як позначаються втрати потужності і напруги в розімкнених електричних мережах?
6.Побудова векторних діаграм струмів і напруги.
7.Назвати основні відмінності інженерних розрахунків розімкнутих електричних мереж 35, 110 кВ.
1.5 Короткі теоретичні дані
При виконанні цієї роботи необхідно ознайомитись з методами розрахунків радіально-магістральних мереж і врахувати, що мережі 35 кВ відносяться до місцевих, а 110 до районних мереж. На відміну від
11
розрахунків районних мереж 110 і 330 кВ у розрахунках мереж 35 і нижче приймаються припущення:
Основні припущення при розрахунках ЛЕП – 35 кВ
1.Схема заміщення не містить елементів провідності.
2.Допускається неврахування втрат потужності на ділянках ЛЕП.
3.Нехтують поперечною складовою падіння напруги.
4.Розрахунок втрат напруги виконують за значенням номінальної напруги, тобто
|
|
|
|
n |
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Pi R i Qi Xi |
|
|||
ΔU |
|
|
|
і 1 |
i 1 |
|
, |
(1.1) |
Σ |
|
|
Uн |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
де Pi Qi - відповідні активна і реактивна складові потужності, що передаються по і – й лінії; R i Xi - відповідні активний і реактивний опір, по і–й лінії; Uн – номінальна напруга мережі; N – кількість ліній.
Аналізуючи формулу (1.1), можна сказати, що для визначення Pi і Qi
необхідно спочатку виконати розрахунок розподілу потоків потужності на ділянках мережі, враховуючи прийняті припущення, можна показати на прикладі схеми (рисунок 1.2) розрахунок виконується так:
SA1=PA1+jQA 1 |
S12 = P12+jQ12 |
2 S23 = P23+jQ23 |
3 |
А
|
S1=P1+jQ1 |
|
|
S2 = P2+jQ2 |
S3 = P3+jQ3 |
||
|
Рисунок 1.2 – Електрична схема мережі |
||||||
* |
|
|
|
* |
* |
* |
j Q2 Q23 ; |
S23 |
P23 jQ 23 |
P3 jQ3;S12 |
S2 |
S23 P2 P23 |
|||
|
* |
* |
* |
P1 P12 j Q1 Q12 ; |
|||
|
SA1 S1 |
S12 |
|||||
Далі визначають втрати напруги за формулою (1.1). Векторна діаграма напруг для схеми (рисунок 1.1) показана на рисунку 1.2. Одержані результати приводяться відповідно до моделі і порівнюються з експериментальними даними.
12
|
UA |
|
|
А |
U23 |
U12 |
UA1 |
|
|||
|
U3 |
|
|
|
U = UA3 |
|
|
|
Рисунок 1.3 – Векторна діаграма для схеми 35 кВ |
||
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 2
Дослідження режимів роботи замкнених мереж напругою 35 і 110 кВ
Мета роботи – дослідити режими роботи замкнених мереж 35 і 110 кВ і вивчити методику їх розрахунку.
Завдання – вияснити різницю в заступних схемах, а також і в методиці розрахунків замкнених електричних мереж напругою 35 і 110 кВ.
2.1Підготовка до роботи
1.Вивчити схеми замкнених електричних мереж напругою 35 і 110 кВ та особливості їх експлуатації.
2.Вивчити методи аналізу замкнених електричних мереж 35 і 110 кВ і розрахунки основних параметрів режиму.
3.Дослідити можливості використання спрощених методів аналізу замкнених електричних мереж 110 і 35 кВ.
2.2Методика виконання роботи
1.Зібрати схему, яку потрібно дослідити, відповідно до варіанта, вказаного викладачем.
2.Визначити параметри заступної схеми мережі для напруги 35 і 110
кВ.
3.Виміряти струм, напругу і активну потужність у вузлах навантажень, а також на початку і в кінці кожної лінії замкненої електричної мережі.
4.За допомогою експерименту визначити точку розподілу потужності.
5.Перенести результати розрахунку на модель.
6.Побудувати епюри зміни напруги замкненої електромережі вздовж лінії UL f (L).
13
2.3 Зміст звіту
1.Мета і завдання досліджень.
2.Схема дослідів.
3.Результати експериментальних досліджень в табличній формі.
4.Результати розрахунків схеми аналітичним методом.
5.Порівняльний аналіз результатів теоретичних і експериментальних досліджень.
6.Діаграма напруги вздовж замкненої електричної мережі (епюр
напруг).
7.Висновки.
2.4 Запитання для самоперевірки
1.Які переваги існують у замкнених електричних мереж порівняно з розімкненими?
2.Які є схеми замкнених електричних мереж напругою 35 і 110 кВ?
3.Які ви знаєте особливості розрахунку однорідних і неоднорідних замкнених мереж?
4.Як аналітично і експериментально визначається точка розподілу потужності в замкненій схемі?
5.Які ви знаєте принципи розрахунку замкнених електричних мереж при різних рівнях напруги джерел постачання?
2.5 Короткі теоретичні дані
При виконанні роботи потрібно ознайомитися з методами розрахунків електричних мереж місцевого і районного значення. На відміну від розімкненої мережі, де досить просто визначається потокорозподілення потужності, на ділянках в замкнених мережах, це завдання вирішується значно складніше. Розглянемо схему, показану на рисунку 2.1.
|
2 |
S2 |
A |
1 |
S1 |
Рисунок 2.1 – Схема електричної мережі
14
ZA1 RA1 jX A1; ZA2 RA2 jX A2 ;Z12 R12 jX12 ;
S1 P1 jQ1;S2 P2 jQ 2 ;U2 UH 35 к В Складемо заступну схему і перетворимо її до вигляду схеми з
двостороннім постачанням (рисунок 2.2).
RA1 |
XA1 |
R12 |
X12 |
|
RA2 |
XA2 |
|
|
А |
|
|
|
2 |
|
|
А |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
SA1 |
|
S12 |
|
|
|
SA2 |
|
|
|
S1 |
|
|
|
S2 |
|
|
|
Рисунок 2.2 – Заступна схема електричної мережі |
|
|||||||
Потужність на головних ділянках визначається за формулами: |
|
|||||||
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
SA1 Si нSiA ZAA ;SA1 S1 Z12 |
ZA2 |
S2 ZA2 |
ZA1 |
Z12 |
ZA2 ; , |
(2.1) |
||
i 1 |
S2 ZA1 Z12 S1ZA1 ZA1 Z12 |
|
. |
|
||||
SA2 |
ZA2 |
(2.2) |
||||||
Умова перевірки розрахунку (при S12 0 ;) |
|
|
|
|
||||
|
SA1 SA2 |
S1 S2 , |
|
|
|
(2.3) |
||
|
S12 SA1 S1 PA1 P1 j QA1 |
Q1 . |
|
(2.4) |
||||
А далі рівень напруги у вузлах навантаження визначається за |
||||||||
формулами: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U1 UA UA1;U2 U1 U12 , |
|
(2.5) |
|||||
|
UA1 (PA1R A1 QA1XA1) / UН , |
|
(2.6) |
|||||
|
U12 (P12R12 Q12X12 ) UH |
|
|
|||||
|
|
|
|
|||||
Епюр напруги вздовж лінії показаний на рисунку 2.3. |
|
|
||||||
U |
|
|
|
|
|
|
|
U |
UA |
|
|
|
|
|
|
|
UA1 |
U1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
U2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
А |
|
|
|
|
|
|
|
А |
|
1 |
|
|
2 |
|
|
|
|
Рисунок 2.3 – Епюр (діаграма) напруг |
|
|
||||||
15
При аналогічному розрахунку мережі 110 кВ необхідно додатково врахувати зарядну (ємнісну) потужність кожної лінії і визначити розрахункову вузлову потужність кожної точки мережі, де підключено споживач. Наприклад, для точки 1 (рисунок 2.2) розрахункова потужність
визначається урахуванням двох зарядних потужностей Q3 A1 і |
Q3 12 |
||
ділянок, які прилеглі до цієї точки (рисунок 2.4), тобто |
|
|
|
* p |
* |
|
|
S1 S1 j Q3 A1 Q3 12 . |
|
(2.7) |
|
Наступний розрахунок |
виконується аналогічно |
розглянутому, |
|
враховуючи співвідношення (2.1) і (2.2). Зарядні потужності визначаються: |
||||||||||||
|
|
|
Q3 A1 |
U2 b |
|
|
L |
|
|
|
||
|
|
|
H |
|
0(A1) |
|
A1 |
; |
|
|
||
|
|
|
|
U2 b |
|
2 |
|
|
|
|
|
(2.8) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
Q3 12 |
|
|
L |
|
|
|
|||
|
|
|
H |
0(12) |
|
12 . |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
XA |
|
|
|
|
|
|
|
R12 |
X12 |
|
А |
RA1 |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q3(A1) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q3(12) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S1
Рисунок 2.4 – Заступна схема електричної мережі 110 кВ
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 3
Дослідження режимів роботи ЛЕП – 330 кВ
Мета роботи: визначити закон розподілу напруги для постачальної електропередачі у функції від довжини і потоків потужностей; дослідити режими роботи електропередачі, яка містить лінію, закон розподілу напруги вздовж лінії в залежності від навантаження.
Завдання - знайти залежності U = f ( x ) для: режимів: x.x., активного навантаження та активно – індуктивного.
3.1 Підготовка до роботи |
|
1. Підрахувати хвильовий опір та натуральну потужність |
ЛЕП– |
330 кВ, з проводом 2хАС – 400/51. |
|
16 |
|
2. Визначити залежність зміни напруги Ux f x для режиму натуральної потужності і режиму xолостого ходу та привести їх до умов стенда.
3. Розрахувати зарядну потужність Qc для ЛЕП – 330 кВ довжиною
390км.
3.2Методика виконання лабораторної роботи
1.Для лінії міжсистемного зв'язку встановити режим xолостого ходу.
2.Виміряти струм та потужність на початку лінії, а також напругу, ємнісний струм у відповідних точках вздовж електропередачі.
3.Для дослідження лінії забезпечити режим активно-індуктивної потужності.
4.Для різних навантажень (3–4 значення) виміряти стум і потужність на початку і в кінці лінії та виміряти напругу вздовж лінії.
3.3 Зміст звіту
1. Формулювання завдань на дослідження.
2. Принципова схема електропередачі.
3.Результати попередніх аналітичних розрахунків.
4.Графіки залежності Ux f x для всіх режимів за результатами
розрахунків і досліджень, побудовані в одних координатних площинах.
5.Результати експериментальних досліджень в табличній формі.
6.Порівняльний аналіз результатів розрахунків і експериментів.
7.Висновки.
3.4 Запитання для самоперевірки
1.Поняття про натуральну потужність і хвильовий опір.
2.Як проводиться вибір масштабів моделювання?
3.Як проводиться розрахунок параметрів ЛЕП–330 у реальних
умовах?
4.Чому для ЛЕП–330 кВ у режимі холостого ходу напруга в кінці більша, ніж на початку?
5.Як впливає підключення реактора на режими роботи лінії міжсистемного зв'язку?
6.Що таке режим передачі натуральної потужності?
7.Які заходи потрібно провести для підтримки режиму ЛЕП–330 кВ у межах допущень для різних режимів?
3.5 Короткі теоретичні відомості
17