Министерство науки и образования РФ

Федеральное общеобразовательное учреждение высшего профессионального образования

Национальный исследовательский Томский политехнический университет

Отчет по лабораторной работе:

«Натурное моделирование установившегося режима работы фазы длинной линии электропередачи с половиной длины волны λ/2, соединяющей электрическую систему с нагрузкой»

Выполнили студенты гр.

Боровик К. О.

Степанченко А. Е.

Мирзаев С. Ф.

Проверил преподаватель:

Бацева Н.Л.

Томск 2013

Цель работы: исследование режима работы фазы длинной линии электропередачи с половиной длины волны λ/2, соединяющей электрическую систему с нагрузкой, при включенном реакторе(компенсирующем устройстве). Исследовать влияние компенсирующего элемента на линию электропередач.

1. Основные понятия

Компенсирующие устройства (КУ) в электрической системе, предназначены для компенсации реактивных параметров сетей и реактивной мощности, потребляемой нагрузками и элементами электрической системы. В качестве компенсирующих устройств используются продольно включаемые батареи статических конденсаторов, а также поперечно включаемые электрические реакторы и синхронные компенсаторы, которые устанавливаются на концевых или промежуточных подстанциях ЛЭП. Кроме того, компенсирующие устройства увеличивают пропускную способность линии электропередачи и улучшает ее технико-экономические показатели (снижение потерь активной мощности, обеспечение требуемых значений напряжения при различных нагрузках и др.). Мощность и местоположение компенсирующих устройств определяются технико-экономическими показателями, получаемыми из расчёта. В зависимости от способа подключения данных устройств к электрической сети, последовательно или параллельно, различают продольную и поперечную компенсацию.

Продольная компенсация – последовательное включение компенсирующих устройств в линию электропередачи переменного тока с целью изменения её реактивных параметров. В качестве компенсирующих устройств обычно применяют батареи электрических конденсаторов, подключение которых уменьшает общее индуктивное сопротивление ЛЭП. Ёмкостная продольная компенсация является эффективным средством повышения пропускной способности ЛЭП 220—750 кВ, она улучшает статическую и динамическую устойчивость электрических систем. Продольную компенсацию применяют также для улучшения режима напряжения протяжённых воздушных электрических сетей 6—35 кВ (например, в системах электроснабжения промышленных предприятий, с.-х. объектов и т.п.), при быстрых изменениях нагрузки сети (например, при частых включениях двигателей с большими пусковыми токами, при работе сварочных агрегатов и т.п.). Недостатки продольной компенсации — резкое увеличение тока короткого замыкания близ места установки компенсирующих устройств, возможность возникновения в электрической системе резонансных явлений — самовозбуждения, самораскачивания и т.д. Установленная мощность компенсирующих устройств ограничивается условием надёжной работы релейной защиты электропередачи и указанными резонансными явлениями.

Поперечная компенсация – параллельное включение компенсирующих устройств в электрическую систему в целях изменения реактивных параметров линий электропередачи переменного тока и реактивной мощности, потребляемой в системе. В ЛЭП большой протяжённости для поперечной компенсации применяют преимущественно шунтирующие реакторы; их устанавливают на электрических подстанциях и переключательных пунктах. Реакторы поглощают реактивную мощность, обусловленную распределённой ёмкостью ЛЭП. Благодаря включению реакторов улучшается распределение напряжения вдоль ЛЭП и создаются условия для повышения пропускной способности электропередачи, снижаются внутренние перенапряжения, обеспечиваются особые режимы ЛЭП (например, холостой ход, синхронизация, автоматическое повторное включение и т.д.). Также поперечная компенсация в электрических сетях осуществляется при помощи батарей статических конденсаторов, компенсаторов синхронных и синхронных электродвигателей. Посредством этих устройств обеспечивают требуемые значения напряжения и уменьшают потери электроэнергии в электрической сети. Синхронные компенсаторы чаще всего устанавливают на электрических подстанциях районных электрических сетей, батареи электрических конденсаторов — на подстанциях потребителей электроэнергии и непосредственно у потребителей.