1.3 Схема замещения электрической сети и ее параметры

Схема замещения электрической сети представлена на рисунке 2.

На схеме замещения приняты следующие обозначения параметров электрической сети:

, – ЭДС и индуктивное сопротивление генератора;

, , , , – индуктивое и активное сопротивления, активная и реактивная проводимости, коэффициент трансформации трансформатора ;

, , – активное и индуктивное сопротивления, активная проводимость линии электропередачи;

, – активная и реактивная проводимости трансформатора ;

, – активное и индуктивное сопротивления первичной обмотки трансформатора ;

, , , – активные и индуктивные сопротивления расщепленной обмотки трансформатора ;

, – коэффициенты трансформации трансформатора ;

, – активное и реактивное сопротивления нагрузки;

– емкостное сопротивление устройства продольной компенсации;

– емкостное сопротивление устройства компенсации реактивной мощности.

Рисунок 2 – Схема замещения электрической сети:

а) схема для опыта №1; б) схема для опыта №2; в) схема для опыта №3

2 Выявление влияния реактивной зарядной мощности, генерируемой линией электропередачи, на потери мощности и напряжения в сети

2.1 Схема электрической сети

Схема электрической сети представлена на рисунке 1 а.

2.2 Проведение исследования

Экспериментальные данные приведены в таблице 2.

2.3 Определение значений расчетных величин

Результаты вычисления расчетных величин по формулам (1 – 6) приведены в таблице 2.

2.4. Графики зависимостей потерь в линии электропередачи от зарядной мощности

Графики зависимостей и представлены на рисунке 3 а, б.

2.5 Выводы на основании построенных зависимостей

С учетом зарядной мощности , генерируемой ЛЭП, потери можно представить следующим образом:

; (19)

; (20)

. (21)

Таким образом, исходя из этих формул и графиков, представленных на рисунке 3 а, б, делаем вывод, что потери в ЛЭП активной мощности , реактивной мощности и напряжения имеют убывающую квадратичную зависимость от зарядной мощности, генерируемой ЛЭП .

Таблица 2 – Экспериментальные данные и расчетные величины для опыта №1

№ изм.	Параметры ЛЭП			Экспериментальные данные									Расчетные величины
	QC, квар	RЛЭП, Ом	XЛЭП, Ом	I1, А	P1, МВт	U1, кВ	I2, А	P2, МВт	U2, кВ	I3, А	P3, МВт	U3, кВ	S2, МВА	Q2, Мвар	ΔPЛЭП, МВт	ΔQЛЭП, Мвар	ΔSЛЭП, МВА	ΔUЛЭП, кВ
1	0,000	12,474	31,801	249,073	46,535	121	248,926	44,198	110,422	2,736	44	9,728	47,609	17,695	2,319	5,912	6,350	10,089
2	300,000			247,684	46,524		247,963	44,198	110,593	2,730	44	9,750	47,498	17,395	2,301	5,866	6,301	9,987
3	600,000			246,326	46,513		247,012	44,198	110,763	2,724	44	9,771	47,389	17,094	2,283	5,821	6,253	9,885
4	900,000			244,998	46,503		246,073	44,198	110,934	2,718	44	9,793	47,281	16,795	2,266	5,777	6,205	9,784
5	1281,000			243,357	46,490		244,898	44,198	111,151	2,711	44	9,820	47,148	16,414	2,244	5,722	6,146	9,656

(1); (2); (3); (4); (5); (6)

Таблица 3 – Экспериментальные данные и расчетные величины для опыта №2

№ изм.	Параметр УПК	Параметры ЛЭП		Экспериментальные данные									Расчетные величины
	XУПК, Ом	RЛЭП, Ом	XЛЭП, Ом	I1, А	P1, МВт	U1, кВ	I2, А	P2, МВт	U2, кВ	I3, А	P3, МВт	U3, кВ	S2, МВА	Q2, Мвар	ΔPЛЭП, МВт	ΔQЛЭП, Мвар	ΔSЛЭП, МВА	ΔUЛЭП, кВ
1	0,000	12,474	31,801	243,356	46,490	121	244,898	44,198	111,151	2,711	44	9,820	47,148	16,414	2,244	5,722	6,146	9,656
2	15,000			238,251	46,490		239,260	44,198	113,770	2,644	44	10,067	47,147	16,414	2,142	2,885	3,594	7,270
3	30,000			233,774	46,490		234,699	44,198	115,981	2,591	44	10,275	47,148	16,414	2,061	0,298	2,083	5,008
4	50,000			228,847	46,490		230,165	44,198	118,266	2,538	44	10,490	47,148	16,414	1,982	-2,892	3,507	2,136
5	68,100			225,472	46,490		227,468	44,198	119,667	2,506	44	10,621	47,147	16,413	1,936	-5,635	5,958	-0,371

(7); (8); (9); (10); (11); (12)

Таблица 4 – Экспериментальные данные и расчетные величины для опыта №3

№ изм.	Параметр КРМ	Параметры ЛЭП		Экспериментальные данные									Расчетные величины
	QКРМ, кВар	RЛЭП, Ом	XЛЭП, Ом	I1, А	P1, МВт	U1, кВ	I2, А	P2, МВт	U2, кВ	I3, А	P3, МВт	U3, кВ	S2, МВА	Q2, Мвар	ΔPЛЭП, МВт	ΔQЛЭП, Мвар	ΔSЛЭП, МВА	ΔUЛЭП, кВ
1	0,000	12,474	31,801	243,356	46,490	121	244,898	44,198	111,151	2,711	44	9,820	47,148	16,414	2,244	5,722	6,146	9,656
2	3000,000			236,751	46,389		237,740	44,193	112,072	2,625	44	9,963	46,149	13,292	2,115	5,392	5,792	8,691
3	6000,000			231,294	46,310		231,776	44,190	112,969	2,554	44	10,102	45,351	10,197	2,010	5,125	5,505	7,750
4	9000,000			226,982	46,253		226,997	44,187	113,843	2,496	44	10,238	44,760	7,137	1,928	4,916	5,281	6,835
5	11999,000			223,797	46,216		223,382	44,186	114,694	2,452	44	10,370	44,376	4,104	1,867	4,761	5,114	5,943

(13); (14); (15); (16); (17); (18)

3 Выявление влияния включения емкости в рассечку линии электропередачи на потери мощности и напряжения в сети

3.1 Схема электрической сети

Схема электрической сети представлена на рисунке 1 б.

3.2 Проведение исследования

Экспериментальные данные приведены в таблице 3.

3.3 Определение значений расчетных величин

Результаты вычисления расчетных величин по формулам (7 – 12) приведены в таблице 3.

3.4 Графики зависимостей потерь в линии электропередачи от реактивного сопротивления

Графики зависимостей и представлены на рисунке 3 в, г.

3.5 Выводы на основании построенных зависимостей

Если в рассечку ЛЭП включить емкость, то потери в ЛЭП определяются:

; (22)

; (23)

. (24)

Таким образом, исходя из этих формул и графиков, представленных на рисунке 3 в, г, делаем вывод, что потери в ЛЭП реактивной мощности и напряжения имеют убывающую линейную зависимость от емкостного сопротивления устройства продольной компенсации .

4 Выявление влияния на параметры сети добавочных емкостных элементов, включаемых на подстанции параллельно нагрузке

4.1 Схема электрической сети

Схема электрической сети представлена на рисунке 1 в.

4.2 Проведение исследования

Экспериментальные данные приведены в таблице 4.

4.3 Определение значений расчетных величин

Результаты вычисления расчетных величин по формулам (13 – 18) приведены в таблице 3.

4.4 Графики зависимостей потерь в линии электропередачи от мощности емкостных элементов

Графики зависимостей и представлены на рисунке 3 д, е.

4.5 Выводы на основании построенных зависимостей

Если параллельно нагрузке включить устройства КРМ, потери в ЛЭП определяются:

; (25)

; (26)

. (27)

Из этих формул, а также из графиков, представленных на рисунке 3 д, е, видно, что потери в ЛЭП активной мощности , реактивной мощности и напряжения имеют убывающую линейную зависимость от мощности компенсатора .

5 Выводы

5.1 Область применения и особенности продольной и поперечной компенсации реактивной мощности, достоинства и недостатки

Поперечная компенсация – широко применяемый способ регулирования напряжения в электрических сетях промышленных предприятий и способ повышения , т.е. уменьшения потерь и повышения экономичности всей сети.

Продольная компенсация – применяется как способ стабилизации напряжения в электрических сетях с резко переменной нагрузкой и как способ повышения пропускной способности линий сверхвысоких напряжений. УПК целесообразны лишь при значительной реактивной составляющей тока или реактивной мощности при коэффициенте реактивной мощности . Если коэффициент близок к нулю, УПК нецелесообразны.

Влияние зарядной мощности :

; (28)

; (29)

. (30)

При продольной компенсации индуктивного сопротивления ЛЭП с использованием батарей конденсаторов, включенных в рассечку линий:

; (31)

; (32)

. (33)

При поперечной компенсации реактивной мощности с использованием батарей конденсаторов, синхронных компенсаторов, статических источников реактивной мощности:

; (34)

; (35)

. (36)