METODYChKAnew

заповнений трансформаторним маслом [3]. Індуктивність регулюється числом витків або зазором сердечника.

Активний опір котушки ZK , порівняно з індуктивним, малий.

Розрахункова заступна схема системи з компенсацією ємнісних струмів показана на рисунку 5.4.

Аналогічно міркуючи, можна показати, що ДГР знаходиться під фазною напругою U0 UA і через місце замикання протікає струм Iз A і

індуктивний струм Ip реактора, який має напрям, протилежний струму Iз A

. При резонансному налагодженні вони компенсують один одного, оскільки j Lk j3 C :

При достатньому резонансному налагодженні ДГР результативний струм ОЗЗ не переходить за межі значень з точки зору сталої дуги, тобто усувається можливість існування сталої дуги, що є основною перевагою розглянутого способу.

5.5.3 Системи із глухозаземленою нейтраллю

ОЗЗ у системі із глухозаземленою нейтраллю являють собою однофазне коротке замикання, тому що пошкоджена фаза виявляється короткозамкнутою через землю і нейтраль трансформатора або генератора. Струм у місці пошкодження обмежується тільки опором джерел

28

постачання, а тому є струмом КЗ, причому струм замикання практично не

залежить від опору ізоляції і ємності системи відносно землі, тому що:

Y0 lr3 YA ;Y0 YB ;Y0 YC ,

IзA UA r3 UA Y0 .

Таким чином , при глухому заземленні нейтралі r3 0,Y0 струму КЗ може мати велике значення. На рисунку 5.5 запропонована розрахункова

землі визначається геометричною сумою нормальних значень напруг UB , UC і невеликих додаткових складових UA , обумовлених опором обмоток трансформаторів, проводів та інших елементів електропередачі.

Uс

С

UВ

В

UА

А

Iз

Zз

UA

Рисунок 5.5 – Режим глухозаземлення нейтралі

29

При ОЗЗ в системі із глухозаземленою нейтраллю струм однофазного КЗ значно перевищує ємнісний струм і приводить в дію релейний захист, що відключає пошкоджену ділянку системи [5, 6, 7].

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 6

Дослідження регулювання напруги в електричних системах

Мета роботи - вибрати спосіб і засоби регулювання напруги, враховуючи вимоги до якості напруги у споживачів електроенергії; дослідити можливості регулювання напруги в електричних мережах методом централізованого і місцевого регулювання напруги в електромережах. Одержати необхідні коефіцієнти трансформації трансформаторів у режимі максимальних і мінімальних навантажень. Вияснити вплив компенсувальних пристроїв (ППК) і пристроїв повздовжньої компенсації (ПК) на режим напруги у споживачів електроенергії.

6.1 Підготовка до роботи

При підготовці до роботи необхідно вивчити:

1.Вимоги ДСТУ до якості напруги у споживачів електроенергії.

2.Засоби, за допомогою яких здійснюється регулювання напруги у споживачів.

3.Особливості централізованого і місцевого регулювання, закони регулювання напруги.

4.Можливості зменшення втрат напруги при допомозі ПК і ППК.

6.2Методика виконання роботи

1.Встановити максимальне навантаження на шинах споживача і виставити нульові відпайки трансформаторів джерел споживання і приймальної підстанції. Виміряти струм, потужність і напругу на шинах навантаження і напругу на усіх шинах.

2.Змінити коефіцієнт трансформації трансформатора джерела живлення так, щоб забезпечити допустимий рівень напруги на шинах навантаження. Виміряти напругу на всіх шинах.

3.Додатково змінити коефіцієнти трансформатора приймальної підстанції, забезпечивши умови зустрічного регулювання. Виміряти напруги на усіх шинах. Включити по черзі ППК і ПК та провести виміри напруги на усіх шинах.

30

4.Встановити мінімальне навантаження на шинах споживача, провести виміри параметрів навантаження при нульових відпайках трансформаторів і усіх напруг на шинах.

5.Для мінімального навантаження повторити дослід за пп. 2–4.

6.Провести аналітичний розрахунок рівня напруги для усіх шин і дослідів, результати привести до параметрів моделі.

7.Побудувати епюри напруг для усіх дослідів Uн N1,KT , де Nf

–номер шини, KT – коефіцієнт трансформації.

6.3Зміст звіту

1.Мета і завдання дослідження.

2.Принципова схема дослідів.

3.Наслідки експериментальних досліджень.

4.Результати розрахунків аналітичним методом.

5.Порівняльний аналіз аналітичних і експериментальних досліджень.

6.Епюри.

7.Висновки.

6.4 Запитання для самоперевірки

1. Показники якості напруги у електричній мережі.

2. Як ви розумієте централізоване і місцеве регулювання напруги? 3. Які застосовують засоби регулювання напруги?

4. Заступні схеми трансформаторів і визначення їх параметрів.

5. Як вибираються коефіцієнти трансформації трансформаторів?

6.5 Короткі теоретичні дані

Якість електроенергії впливає на роботу споживачів, які характеризуються певними номінальними параметрами – fH , UH ,IH ,PH і

т.і.. Робота при цих параметрах звичайно найбільш доцільна з технічної та економічної точок зору. Проте, є такі технологічні процеси, коли зміна напруги порівняно з номінальними значеннями, викликає зміну технічних та економічних показників роботи підприємства, наприклад, електролізні цехи і т.і.. Щоб забезпечити споживача якісною напругою, потрібно підтримувати певний рівень напруги у вузлах електричної мережі з урахуванням допустимих меж. Через втрати напруги в постачальних і розподільних мережах в трансформаторах без спеціальних пристроїв регулювання допустимий рівень напруги практично не може бути забезпечений. Для вказаної схеми (рисунок 6.1) можна записати такий

31

вираз, який пов'язує відхилення напруги UЦ П на шинах центра постачання (ЦП) і відхилення UС П у деяких споживачів у режимі навантаження:

x 1

де UС П і UЦ П - поточні значення відхилення від номінальної напруги в процентах або відносних одиницях;

x 1

сума втрат напруги в n елементах мережі (лінії, трансформатори, реактори і т.п., включених послідовно між ЦП і ВП;

xm

Ex – сума добавок напруг, одержаних за рахунок вибору (рисунок 6.1)

x1

різних коефіцієнтів трансформації у послідовно ввімкнених на ділянці ЦП– СП регулювальних трансформаторів. Pi ,Qi – є, відповідно, активна і

реактивна потужність навантаження на ділянці мережі; Ri , Xi - відповідно,

активний і індуктивний опір і–го елемента мережі, формула (6.1) справедлива для будь–якого режиму навантаження, і, зокрема, для режимів найбільших і найменших навантажень:

X1

Заналізу наведених формул видно, що для забезпечення необхідних

заданих відхилень напруги у ЦП можуть бути змінені:

-напруги на шинах ЦП;

-потужності установок додаткових ДРП;

--коефіцієнти трансформації за допомогою РПН автотрансформаторів;

-втрати напруги на окремих елементах мережі (лініях, трансформаторах);

-коефіцієнти трансформації трансформаторів біля споживачів, при цьому змінюються відповідні добавки напруги.

32

Регулювання напруги на ЦП призводить до зміни режиму напруги по всій мережі, приєднаної до ЦП. Через це даний спосіб називається централізованим регулюванням напруги. Всі інші способи відносяться до так званого місцевого регулювання напруги, яке призводить до змін напруги в обмеженій частині розподільної мережі.

Рисунок 6.1 – Принцип зустрічного регулювання напруги

Регулювання напруги зміною коефіцієнта трансформації трансформаторів досить просте технічно та економічно, а тому й найбільш часто застосовується.

Трансформатори і автотрансформатори з РПН мають ступені регулювання.

33

Ступенем регулювання напруги називається напруга між двома сусідніми відпайками, яка вимірюється в процентах від номінальної напруги обмотки, яка має регулювальні відпайки. Для лінійних регуляторів, трансформаторів і автотрансформаторів з РПН, які випускаються у даний час, діапазони регулювання змінюються від 10 до 16% при значенннях напруги ступенів регулювання від 1,25 до 2 %.

У нормальному режимі роботи ЦП у період сумарного навантаження до 30% і нижче найбільшої її величини (режим мінімальних навантажень) напруга на шинах повинна триматись на рівні номінальної напруги мережі, а в період максимуму перевищувати його не менш ніж на 5%.

При необхідності і можливості для режиму ЦП, допускається підвищувати напругу на шинах в часи максимуму до 10%, якщо відхилення напруги у найближчих споживачів не перевищить допустимої величини. Таким чином, коефіцієнт трансформації і відповідну ступінь регулювання необхідно вибрати і виставляти окремо для режимів максимальних і мінімальних навантажень за відомими нам розрахунками.

Коефіцієнт трансформації у відносних одиницях визначається таким чином:

СП

Рисунок 6 .2 – Схема пункту споживання

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 7

Створення розрахункової моделі стану електричної системи засобами ПК АЧП

34

Мета роботи: вивчення форматів і засобів представлення інформації в АСДУ енергосистем. Придбання навичок розрахунку усталених режимів електричних мереж за допомогою програмного комплексу аналізу втрат потужності (ПК АЧП). Визначення необхідного рівня інформації про стан ЕС.

7.1 Короткі теоретичні відомості

7.1.1 Технічні дані програмного комплексу аналізу чутливості втрат

АЧП

Системні вимоги містять такий склад:

-ПС 100% сумісний з ІВМ РС АТ;

-процесор не нижче PENTIUM 75;

-ОЗП – 8 М (мінімум); 16 – 32 М (рекомендовано);

-вільний простір на НЖМД – 10 М;

-відеокарта SVGA;

-принтер матричний (мінімум), струйний рекомендовано);

-миша, сумісна з MS MOUSE;

-Windows’95.

Функції та характеристики ПК АЧП включають:

-Аналіз нормальних режимів електричних систем (НР ЕС) об’ємом 500 вузлів 800 віток.

-Оптимізація коефіцєінтів трансформації ЕС за критеріями мінімуму втрат активної потужності.

-Аналіз чутливості втрат активної потужності ЕС до варіювання параметрів регулювальних пристроїв.

-Підтримка стандартного формату вхідної інформації про параметри ЕС, сумісного з форматами даних ЦДУ.

-Наявність засобів для формалізації розрахункових моделей ЕС.

-Наявність засобів відображення результатів аналізу і оптимізації НР ЕС та аналізу чутливості втрат активної потужності.

7.1.2 Призначення комплексу програм аналізу чутливості та оптимізації втрат потужності в електричних мережах енергосистем АЧП

Комплекс програм АЧП призначений для виявлення та використання реальних можливостей трансформаторів та автотрансформаторів зв'язку з РПН та оптимізації режимів електричних мереж за напругою та реактивною потужністю. Програмні модулі комплексу поєднані в суцільну програмну систему (ПС), яка орієнтована на використання для короткотермінового планування режимів та їх оперативної корекції, а також може бути

35

використана для визначення налагоджувальних параметрів системи автоматичного керування (САК) потоками потужності та напругами в ЕС.

Оптимальні значення коефіцієнтів трансформації трансформаторів, що забезпечують зниження втрат потужності в електричних мережах, визначаються з урахуванням чутливості втрат потужності до коефіцієнтів трансформації, з урахуванням надійності та наявного ресурсу пристроїв РПН, а також з урахуванням збитків, що викликані відхиленнями напруги.

7.2 Методика виконання роботи

Для того щоб швидше освоїти систему АЧП, пропонується розглянути наведений нижче приклад і відтворити його на комп'ютері (даний демонстраційний приклад входить в комплект поставки).

В прикладі розглядається задача розрахунку нормального режиму ЕС та аналіз її стану.

Розв’язання поставленої задачі буде виконуватись на прикладі схеми (рисунок 7.1), що містить 8 вузлів, 8 віток та 4 керованих трансформатори.

Рисунок 7.1 - Граф-схема ЕС демонстраційного прикладу

Перед початком роботи розглянемо коротко методику проведення оптимізаційних розрахунків та аналізу їх результатів за допомогою ПК АЧП. Робота проводиться в декілька етапів.

На першому етапі необхідно отримати базову модель ЕС, представивши її у внутрішньому форматі системи, сумісному з форматами представлення даних ЦДУ (або використати вже існуючі набори даних, сумісні з форматами ЦДУ). Введення інформації відносно базової моделі ЕС здійснюється за допомогою вбудованого редактора файлів вхідних даних (РФВД). Після того, як базова модель пройшла тестування, її перетворюють

36

у розрахункову модель ЕС шляхом конвертації у внутрішній бінарний формат REC. Завдяки такому перетворенню, як буде показано далі, досягається додаткова надійність та цільність даних.

Застосовуючи основний модуль АЧП, виконують аналіз стану ЕС, оптимізацію параметрів регулювальних пристроїв (РП), оцінку чутливості критерію оптимальності, зокрема втрат активної потужності, до параметрів РП тощо.

Для активізації РФВД необхідно на головній панелі системи натиснути ліву кнопку миші (ЛК) на піктограмі "Создать файл исходных

данных" – . Зовнішній вигляд РФВД подано на рисунку 7.2.

Рисунок 7.2 - Вікно редактора вхідних даних

Зміст піктограм РФВД відповідно означає:

1.Опис полів файлу вхідних даних.

2.Поле вводу вхідних даних.

3.Піктограма вставки рядка.

4.Піктограма видалення рядка

5.Піктограма тестування вхідних даних.

6.Поле виведення результатів тестування.

7.Піктограма збереження файлу вхідних даних.

37