Практические рекомендации по выполнению работы и использованию программного обеспечения

Рассмотрим пример выполнения расчетов по ходу выполнения работы для следующих исходных данных: номинальное напряжение ЛЭП U_ном = 750 кВ, марка провода – 4´АС–500/64; длина ЛЭП l = 600 км; степень компенсации k = 0,37; мощность нагрузки S_н = P_н + jQ_н =
= P_н + jP_н×tgj = 1400 + j1400×0,3 = 1400 + j420 МВА.

Определим по табл.10 (см. в работе №5) погонные параметры для заданной марки провода: r₀ = 0,015 Ом/км, х₀ = 0,303 Ом/км, b₀ = 3,9×10^-6 См/км, g₀ = 2,95×10^-8 См/км.

Важно! Обратите внимание: в программе Lepsnv4.exe и, соответственно, в табл. 10 и следующих расчетах для обозначения погонных параметров схемы замещения используются обозначения, отличные от принятых в разделе 2.4.1. (вместо R₀ использовано r₀, – х₀, – b₀, G₀ – g₀).

Осуществим расчет волновых параметров линии без учета потерь.

Коэффициент изменения фазы a₀:

рад/км.

Волновая длина линии l:

рад.

Волновое сопротивление ЛЭП без учета потерь z_В:

Ом.

Натуральная мощность линии P_нат:

МВт.

Сопротивление устройства компенсации, необходимое для обеспечения заданной степени продольной компенсации, рассчитаем из (96):

Ом.

По формуле (95), приняв U₁ = U₂ = U_ном, определим предел пропускной способности некомпенсированной передачи:

МВт.

Выберем основные параметры УПК. Максимальный ток передачи, соответствующий ее пропускной способности, рассчитаем по формуле (97):

А.

Пусть в качестве УПК мы можем выбирать батареи конденсаторов из перечня, представленного в табл. 12.

Таблица 12
Марка конденсатора	Номинальная мощность Qном.к, кВар	Номинальное напряжение Uном.к, кВ
КСП–0,6–40		0,6
КС2–1,05–60		1,05
КСК2–1,05–125		1,05

В качестве УПК выберем батареи конденсаторов типа КС2−1,05−60 с номинальным напряжением U_ном.к = 1,05 кВ и номинальной мощностью Q_ном.к = 60 кВар, соответственно сопротивление и номинальный ток одного конденсатора определятся следующим образом:

Ом;

А.

Число параллельно (n) и последовательно (m) включенных банок конденсаторов (см. рис. 136) определим с использованием формул (98):

Мощность УПК, рассчитанная по формуле (99), составит:

Мвар.

Выберем мощность реакторов на компенсирующем пункте, из условия компенсации ими реактивной мощности УПК:

МВар.

Пусть в качестве компенсирующих устройств мы можем выбирать реакторы из перечня, представленного в табл. 11 (см. в работе №5).

К установке можно принять 6 групп однофазных реакторов 3´РОДЦ−110−787/ 3 общей мощностью:

МВар.

Важно! Ограниченный выбор УПК и компенсирующих реакторов обусловлен использованием указанных в табл. 11 и табл. 12 разновидностей в программе Lepsnv4.exe. В реальных расчетах выбор осуществляется по приведенным условиям из всех доступных к использованию разновидностей УПК и реакторов. Далее в работе выполняется моделирование некомпенсированной линии и линии с УПК (без реакторных групп компенсирующего устройства).

Модельные эксперименты выполняются в программе Lepsnv4.exe. После ввода исходных данных для моделирования ЛЭП выбор исследуемого режима осуществляется в поле Число УПК (рис. 139–а) – ноль соответствует некомпенсированной линии, 1 и 2 – числу УПК. Если число УПК выбрано не равным нулю, то на схеме ЛЭП появляется условное изображение УПК.

Рис. 139

а)

б)

Щелчок правой кнопкой мыши по изображению УПК диалоговое окно задания его параметров (рис. 139–б). Так как в модельных экспериментах исследуются режимы работы ЛЭП с емкостной компенсацией, количество реакторов следует задавать равным 0. Щелчок по кнопке «ОК» приводит к сохранению параметров реакторов и выполнению расчета режима. Результаты расчета выводятся в виде графиков в окне Графика и в виде расчетных значений параметров режима – в окне Результаты расчета пункта меню Расчет. Местоположение УПК редактируется с использованием маркера задатчика. Расположение выбранного УПК (в километрах от начала передачи) показывается в индикаторе в правой части задатчика.

Результаты моделирования и расчета некомпенсированной линии электропередачи по исходным данным рассматриваемого примера приведены на рис. 140. Как видно из результатов расчета, действительная величина предельной мощности некомпенсированной передачи составляет 3321 МВт, что несколько меньше, чем полученная при выполнении п. 2 хода работы МВт. Неточность предварительного расчета обусловлена неучтенными потерями и использованием в расчете приближения U₁ = U₂ = U_ном, что, очевидно, не соответствует действительности.

Рис. 140

Результат моделирования режима при подключении в середине передачи УПК с расчетными характеристиками показаны на рис. 141. Как видно, эпюра напряжения получилась несимметричной (см. для сравнения первый график на рис. 137). Это объясняется необходимостью округлять до целого результат расчетов числа параллельно и последовательно включаемых конденсаторов (n и m).

Рис. 141

Как видно из результатов расчетов параметров режима (см. рис. 141) величина предельной мощности компенсированной передачи составляет 5152 МВт, что существенно больше, чем у некомпенсированной ЛЭП.

Значения предельной мощности линии для построения ее зависимости от местоположения УПК снимаются аналогично.

Определим параметры двух компенсирующих пунктов при той же степени компенсации. Тип конденсаторов оставим прежним. Расчетный ток останется прежним, соответственно, число параллельных цепочек конденсаторов останется прежним, изменится число последовательно включенных конденсаторов. Мощность каждого из пунктов:

Мвар,

соответственно, число последовательно включенных банок конденсаторов:

Результат построения эпюры напряжения для подключения 2-х УПК при их расположении симметрично относительно середины линии показан на рис. 142. Как видно, в этом случае нет превышения напряжением предельного значения. Предельная мощность передачи для этого случая составляет 5154 Мвар, что больше, чем в случае компенсации с использованием одного УПК [23, 26].

Рис. 142

Варианты индивидуальных заданий

№	Номинальное напряжение Uном, кВ	Марка провода	Длина линии l, км	Нагрузка Pн, МВт	Степень продольной компенсации k
1.		8´АС–330/43			0,35
2.		5´АС–240/56			0,30
3.		8´АС–300/48			0,50
4.		4´АС–400/93			0,45
5.		4´АС–500/64			0,30
6.		4´АС–500/64			0,32
7.		5´АС–400/51			0,40
8.		8´АС–330/43			0,25
9.		3´АС–300/66			0,25
10.		4´АС–500/64			0,30
11.		3´АС–400/51			0,30
12.		8´АС–300/48			0,44
13.		5´АС–300/66			0,30
14.		8´АС–330/43			0,40
15.		3´АС–300/43			0,20
16.		5´АС–240/56			0,30
17.		4´АС–400/93			0,35
18.		5´АС–300/66			0,40
19.		4´АС–400/93			0,45
20.		3´АС–400/51			0,28
21.		5´АС–240/56			0,38
22.		5´АС–300/66			0,44
23.		3´АС–400/51			0,20
24.		3´АС–300/66			0,30
25.		5´АС–400/51			0,48
26.		5´АС–400/51			0,40
27.		8´АС–300/48			0,50
28.		3´АС–300/43			0,30

Задания на защиту работы

Целью защиты лабораторной работы является проверка самостоятельности ее выполнения и понимания полученных результатов. В процессе защиты работы студент должен по заданию преподавателя продемонстрировать:

- знание основных мероприятий, направленных на увеличение пропускной способности линий электропередач;

- понимание зависимости предела мощности линии от ее погонных параметров и длины;

- знание условий выбора параметров УПК (мощности, количества конденсаторов), устанавливаемых на линии, и понимание влияния места расположения УПК на характеристики режима;

- понимание назначения реакторов в составе компенсирующих устройств ЛЭП;

- выполнение любого расчета хода выполнения работы для измененных исходных данных.

Литература

1. Высшее образование. Специальность 1–43 01 03 «Электроснабжение (по отраслям)»: ОСРБ 1–43 01 03–2007. – Введ. 02.05.08. – Мн.: Мин. обр. РБ, 2008. – 30 с.

2. Лыкин, А.В. Электрические системы и сети / А.В. Лыкин. – М.: Логос, 2008. – 253 с.

3. Харламова, Т.Е. Введение в специальность 140211 – Электроснабжение: Методическое пособие / Т.Е. Харламова – СПб.: СЗТУ, 2006. – 16 с.

4. Электротехнический справочник: в 4 т. Т. 1. Общие вопросы. Электротехнические материалы / под общ. ред. В.Г. Герасимова. – М.: МЭИ, 2003. – 440 с.

5. Ананичева, С.С. Передача электроэнергии на дальние расстояния: Учебное пособие / С.С. Ананичева, П.И. Бартоломей, А.Л. Мызин – Екатеринбург: УГТУ–УПИ, 1993. – 80 с.

6. Бурман, А.П. Основы современной энергетики. В 2-х томах. Том 2. Современная электроэнергетика / А.П. Бурман, П.А. Бутырин и др. – М.: Издательский дом МЭИ, 2008. – 630 с.

7. Производство и распределение электроэнергии // Электрические сети: монтаж, эксплуатация, оборудование [Электронный ресурс]. – 2012. – Режим доступа: http://powergrids.ru/ – Дата доступа: 10.02.2012.

8. Щербаков, Е.Ф. Распределение электрической энергии на предприятиях: учебное пособие / Е.Ф. Щербаков, А.Л. Дуров. – Ульяновск: УлГТУ, 2006. – 106 с.

9. Герасименко, А.А. Передача и распределение электрической энергии: учебное пособие / А.А. Герасименко, В.Т. Федин. – Ростов н/Д: Феникс, 2008. – 715 с.

10. Костин, В.Н. Передача и распределение электроэнергии: учебное пособие / В.Н. Костин, Е.В. Распопов, Е.А. Родченко. – СПб.: СЗТУ, 2003. – 147 с.

11. Правила устройства электроустановок: 7-е изд. – Утв. 08.07.02. – М.: Издательство НЦ ЭНАС, 2003. – 330 с.

12. Электрическая энергия. Совместимость технических средств Электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения: ГОСТ 13109–97. – Введ. 21.11.97. – М.: ИПК Издательство стандартов, 1999. – 31 с.

13. Межотраслевые правила по охране труда при работе в электроустановках. – Утв. 29.04.09. Мин. энергетики РБ. – Минск: ЧУП «Инженерный центр», 2009. – 184 с.

14. Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей: технический кодекс установившейся практики ТКП 181–2009(02230). – Утв. 20.05.09. Мин. энергетики РБ. – Минск: Минэнерго, 2009. – 329 с.

15. Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации. – Утв. 19.06.03. – М.: Энергосервис, 2003. – 342 с.

16. Системы электроснабжения, сети, источники, преобразователи и приемники электрической энергии. Номинальные напряжения до 1000 В: ГОСТ 21128–83. – Введ. 01.07.84. – М.: ИПК Издательство стандартов, 1995. – 5 с.

17. Системы электроснабжения, сети, источники, преобразователи и приемники электрической энергии. Номинальные напряжения свыше 1000 В: ГОСТ 721–77. – Введ. 01.07.78. – М.: ИПК Издательство стандартов, 2002. – 8 с.

18. Фадеева, Г.А. Проектирование распределительных электрических сетей: учебное пособие / Г.А. Фадеева, В.Т. Федин. – Минск: Вышэйшая школа, 2009. – 364 с.

19. Азаров, В.С. Передача и распределение электроэнергии в примерах и решениях / В.С. Азаров – М.: Издательство МГОУ, 2005. – 215 с.

20. Справочник по проектированию электроэнергетических систем / В.В. Ершевич, А.Н. Зейлигер, Г.А. Илларионов и др.; под ред. С.С. Рокотяна и И.М. Шапиро. – М.: Энаргоатомиздат, 1985. – 352 с.

21. Передача и распределение электроэнергии: курс лекций // Кафедра «Электроэнергетические системы и сети» КГЭУ [Электронный ресурс]. – 2012. – Режим доступа: http://esis-kgeu.ru/piree/ – Дата доступа: 30.01.2013.

22. Моделирование электрических систем: курс лекций // Кафедра «Электроэнергетические системы и сети» КГЭУ [Электронный ресурс]. – 2012. – Режим доступа: http://esis-kgeu.ru/model/ – Дата доступа: 30.01.2013.

23. Коржов, А.В. Передача и распределение электроэнергии // Преподаватель он-лайн, кафедра Электрические станции, сети и системы,
ЮУрГУ [Электронный ресурс]. – 2012. – Режим доступа: http://korzhov.professorjournal.ru/home – Дата доступа: 20.03.2012.

24. Системы электроснабжения: курс лекций // Кафедра «Электроснабжение промышленных предприятий» СамГТУ [Электронный ресурс]. – 2002. – Режим доступа: http://home.samgtu.ru/~epp/Lekcii.SES/ogl.htm – Дата доступа: 01.03.2013.

25. Костин, В.Н. Электропитающие системы и электрические сети: учебное пособие / В.Н. Костин. – СПб.: СЗТУ, 2007. – 155 с.

26. Коржов, А.В. Дальние электропередачи сверхвысокого напряжения: учебное пособие / А.В. Коржов. – Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2006. – 76 с.

27. Справочник по электрическим сетям 35–1150 кВ / под ред. Д.Л. Фйбисовича. – М.: Энергосетьпроект, 2004. –110 с.

[1] Трансформаторы ТМН-2500 и 6300 имеют РПН на стороне НН, у остальных трансформаторов РПН включено в нейтраль ВН. Трансформаторы с переключением без возбуждения имеют ПБВ на стороне ВН.

[2] АТ 220 кВ имеют РПН на стороне СН в линии ±6×2 %. АТ АТДЦТН-250000/500/110 имеет РПН в нейтрали ВН ±6×1,83 %. АТ АОДЦТН-167000/500/220 имеет РПН в линии СН ±6×2,06 %. АТ АОДЦТН-267000/500/220 имеет РПН в линии СН ±8×1,5. АТ 330 кВ имеют РПН на стороне СН в линии ±6×2 %, за исключением АТ на 240 МВ×А (регулирования не имеет).