Электроэнергетические системы и сети (стр. 5 )

3. Нагрузку представить активной и реактивной (индуктивной) мощностями.

4. Для получения расчётной схемы поперечные ветви схемы замещения линии представить эквивалентной зарядной мощностью, а трансформатора – потерями мощности в магнитопроводе.

5. Расчёт параметров схемы замещения элементов рекомендуется выполнить при классе высшего напряжения .

6. При формировании таблиц исходных данных пользоваться рекомендациями, изложенными в прил. 5.

7. Напряжение балансирующего узла (ИП) принять равным 1,1Uном.

8. Обеспечить точность расчета 0,01.

9. Коэффициент трансформации задать действительной частью (номинальным значением).

10. При отсутствии какого-либо параметра рекомендуется записать малое значение, например 0,001.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОБРАБОТКЕ

РЕЗУЛЬТАТОВ РАСЧЁТА И ВЫВОДАМ

Сформулировать выводы по выполненным расчётам установившихся режимов:

1) абсолютное значение потери активной мощности в проводах ЛЭП и обмотках трансформатора выписать из табл.2 выходного файла каждого из режимов. При расчёте потерь мощности в трансформаторе учесть потери мощности не только в обмотках, но и в магнитной системе. Рассчитать относительное значение потери мощности в процентах активной мощности в начале элемента. Результаты расчёта рекомендуется записать в табл. 4.1;

2) рассчитать абсолютное (кВ) и относительное (% номинального напряжения ЛЭП) значения потери напряжения в линии, трансформаторе и сети. Результаты расчёта рекомендуется записать в табл. 4.1;

3) сопоставить рассчитанные значения КПД электрической сети (электропередачи) в трёх заданных режимах;

4) дать характеристику режима напряжения в узлах электрической сети, начиная с источника питания и заканчивая нагрузкой, и записать значения напряжения (приведённые к одному классу напряжения) в узлах при основном режиме максимальных нагрузок;

5) как влияет зарядная мощность линии на режим напряжения и КПД электропередачи?

6) рассчитать токи в ветвях схемы замещения элементов электрической сети при классе ВН в основном режиме максимальной нагрузки;

7) начертить векторную диаграмму напряжений и токов рабочего режима электрической сети в основном режиме максимальной нагрузки.

Таблица 4.1

Показатели установившихся режимов электрической сети

Элемент системы	Потери мощности	КПД, %	Потери напряжения
абс., кВт	отн., %	абс., кВ	отн., %
Линия
Трансформатор
Сеть

ВОПРОСЫ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

1. Что Вы понимаете под электрическим расчётом электрической системы?

2. Какую исходную информацию необходимо иметь для выполнения расчёта режима работы электрической системы?

3. Объясните порядок составления схемы замещения и расчётной схемы электрической системы.

4. Какие законы и методы используются при расчётах рабочих режимов электрических систем?

5. Записать формулы для расчёта:

1) параметров схемы замещения линии, трансформатора, нагрузки;

2) потери мощности в линии, трансформаторе и электрической сети;

3) падения и потери напряжения в линии, трансформаторе и электрической сети;

4) значений мощности в ветвях схемы замещения элементов электрической сети;

5) значений напряжения в узлах электрической сети.

6. Объясните влияние изменения мощности нагрузки на основные показатели режима работы электрической системы.

7. Объясните влияние зарядной мощности на режим напряжения и КПД электропередачи.

р а б о т а 5

РАСЧЁТ ПОТОКОВ МОЩНОСТИ И НАПРЯЖЕНИЙ

В ПРОСТЫХ ЗАМКНУТЫХ СЕТЯХ

(продолжительность работы 4 часа, самостоятельная подготовка 2 часа)

ЦЕЛЬ И СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Цель – определить основные показатели установившихся режимов электрической системы с тремя нагрузочными и одним генерирующим узлами, соединенными тремя линиями электропередачи напряжением 220 кВ, и анализ их изменения при отключении отдельных элементов сети.

В исследуемой схеме сети (рис. 5.1) генерирующим узлом 5

Рис.5.1.Схема исследуемой простой замкнутой электрической сети

являются шины высшего напряжения (ВН) распределительного устройства мощной электроэнергетической системы ЭЭС, изображенной на схеме в виде шин источника питания (ИП). Нагрузочные узлы 1 и 2 представляют собой шипы НН двухтрансформаторной понизительной подстанции районного значения. Линии электропередачи одноцепные, выполненные сталеалюминевыми проводами.

В работе исследуется изменение показателей основного и утяжелённого режимов работы электрической сети.

ПОДГОТОВКА К РАБОТЕ

1. Изучить рекомендуемую литературу [1,с. 137-152]; [3,с. 278-284]. Обратить внимание на порядок расчёта кольцевых сетей, расчёт потерь мощности и напряжения в элементах (линиях и трансформаторах) сети.

2. Написать ответы на вопросы:

1) Что понимается под основными, утяжелёнными и аварийными режимами работы электрических систем?

2) Какие бывают виды замкнутых электрических сетей?

3) Как рассчитать зарядную мощность линии?

4) Как определить расчётную нагрузку подстанции?

5) В какой точке ВЛ-220 кВ напряжение будет иметь бóльшую величину в режиме XX?

6) При каком условии реактивная мощность конца будет больше реактивной мощности начала ЛЭП в рабочем режиме?

3. Составить схему замещения исследуемой электрической системы и рассчитать её параметры (прил.7) с приведением к одному классу напряжения (классу 220 кВ). Проанализировать полученные параметры схемы замещения элементов сети, составить и начертить расчётную схему замещения электрической системы

4. Составить таблицы исходных данных для расчёта на ПК заданных (основной и утяжелённый) режимов работы исследуемой электрической системы.

РАБОЧЕЕ ЗАДАНИЕ

1.Рассчитать основной режим максимальных нагрузок электрической системы.

2. Рассчитать утяжелённый режим максимальных нагрузок электрической системы.

3. Обработать результаты расчёта и сделать выводы по лабораторной работе.

УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ЗАДАНИЯ

1. Исходные данные к лабораторной работе приведены в прил. 7. Технические характеристики проводов и трансформаторов приведены в справочных материалах [5].

2. В схеме замещения исследуемой электрической системы линия изображается П-образной схемой без учёта активной про-водимости, двухобмоточные трансформаторы – Г-образной схемой.

3. Напряжение на источнике питания рекомендуется принять на 10% больше номинального напряжения линий электропередачи (Uном = 220 кВ).

4. Утяжелённый режим работы электрической системы создаётся переводом одной из линий электропередачи между узлами 5-4 или 5-3 в режим ХХ, что соответствует питанию всех узлов нагрузки от ИП с одной стороны (простая замкнутая сеть превращается в сеть с односторонним питанием).

5. Рассчитать максимальные абсолютное и относительное значения потери напряжения в кольцевой части и в исследуемой системе по формулам:

; .

6. Рассчитать КПД электропередачи по формуле

%,

где i - нагрузочный узел системы (1,2,4).

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОБРАБОТКЕ

РЕЗУЛЬТАТОВ РАСЧЁТА И ВЫВОДАМ

Сформулировать выводы по выполненным расчётам установившихся режимов:

1. Нанести на расчётные схемы замещения основного и утяжелённого режимов значения мощностей по концам сопротивлений и напряжений в узлах (табл.2 выходных файлов). Обозначить принятыми в энергетике знаками точки раздела активной и реактивной мощностей в замкнутой части исследуемой электрической сети.

2. Рассчитать значения КПД электрической сети (электропередачи) в двух заданных режимах и объяснить их отличие.

3. Рассчитать абсолютное (кВ) и относительное (% номинального напряжения ЛЭП) значения потери напряжения в двух режимах электрической сети и объяснить их отличия.

4. При основном режиме максимальных нагрузок рассчитать максимальное значение потери напряжения в замкнутой части схемы электрической сети.

5. Рассчитать на какое значение увеличилось напряжение в конце ВЛ-220 кВ в режиме ХХ.

ВОПРОСЫ К ЗАЩИТЕ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

1. В каком узле простой замкнутой сети будет наименьшее значение напряжения?

2. Как рассчитать распределение мощностей в простой замкнутой сети?

3. Как рассчитать напряжения в узлах простой замкнутой сети?

4. Записать формулу для расчёта уравнительной мощности в электрической сети с двусторонним питанием.

5. Объяснить последовательность расчёта мощностей в ветвях простой замкнутой сети при несовпадении точек раздела активной и реактивной мощностей.

6. Объяснить последовательность расчёта мощностей в ветвях электрической сети с двусторонним питанием при неравенстве напряжений на источниках питания.

7. Объяснить возникновение утяжелённого режима (передача наибольшего значения мощности по рассматриваемому участку) для любой ветви простой замкнутой сети.

8. Начертить векторные диаграммы напряжений и токов в нормальном режиме работы и в режиме холостого хода исследованных ВЛ-220 кВ.

р а б о т а 6

РЕГУЛИРОВАНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ

(продолжительность работы – 4 часа, самостоятельная подготовка – 2 часа)

ЦЕЛЬ И СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Цель – изучение методов, способов и средств регулирования напряжения, обеспечение заданного режима напряжения в различных узлах электрической сети.

В электрических системах применяются различные устройства, обеспечивающие требуемый уровень напряжения. Это генераторы электрических станций с автоматическим регулированием возбуждения (АРВ), силовые трансформаторы и автотрансформаторы общего назначения с регулированием коэффициента трансформации под нагрузкой (РПН), линейные регулировочные трансформаторы (ЛР), последовательные регулировочные трансформаторы (ПРТ), компенсирующие устройства. К последним относятся: конденсаторные шунтовые батареи (КШБ); синхронные компенсаторы (СК); статические тиристорные компенсаторы (СТК); шунтирующие реакторы (ШР); установки продольной компенсации (УПК).