Электроэнергетические системы и сети (стр. 7 )

4. Рассчитать режим работы системы при размыкании неоднородной замкнутой электрической системы, исключив из входного файла ветвь с минимальным значением полного тока.

5. Рассчитать режим работы неоднородной замкнутой сети, приблизив её к однородной включением в линию высшего напряжения УПК.

6. Обработать результаты расчёта режимов и сделать выводы.

УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ЗАДАНИЯ

1. Сопротивления проводов ЛЭП рассчитываются при своих классах напряжения [5], а сопротивления обмоток трансформаторов Т3 и Т4 – при .

2. В целях упрощения расчётов не учитываются зарядные мощности всех ЛЭП.

3. Исходный режим определяется заданным значением напряжения на шинах источника питания (Sс =; xd = 0) и нагрузками S1, S2, S3.

4. Для создания режима экономического распределения реактивные сопротивления участков сети приравниваются нулю ().

5. Размыкание сети производится в точке потокораздела со стороны меньшего значения полной мощности в режиме экономического распределения.

6. Сопротивление УПК рассчитывается из условия однородности сети:

,

где – сопротивления участка сети высшего класса напряжения; – сопротивления одного из участков сети

класса среднего напряжения.

Для повышения эффективности работы неоднородной замкнутой сети потребуется включение УПК в ЛЭП высшего класса напряжения. Необходимое сопротивление конденсаторов УПК рассчитывается по формуле

.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОБРАБОТКЕ

РЕЗУЛЬТАТОВ РАСЧЁТА И ВЫВОДАМ

1.Рассчитать КПД в основном режиме работы неоднородной замкнутой сети. Записать суммарные нагрузочные потери активной мощности в элементах исследуемой системы и мощности в линиях 65 и 89.

2. Рассчитать КПД в режимах размыкания и выравнивания неоднородности (применение УПК) неоднородной замкнутой сети. Для этих режимов записать и сопоставить с аналогичными значениями в исходном режиме суммарные нагрузочные потери активной мощности в элементах исследуемой системы и мощности в линиях 65 и 89.

ВОПРОСЫ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

1. Что понимается под пропускной способностью электропередачи?

2. Перечислите технические ограничения пропускной способности электропередачи.

3. Какими способами достигается повышение эффективности работы неоднородной замкнутой электрической сети?

4. Чем обусловлено возникновение уравнительных токов в неоднородных замкнутых сетях?

5. В чем сущность действия последовательных регулировочных трансформаторов?

6. Начертить векторные диаграммы напряжений для продоль-ного, поперечного и смешанного регулирования напряжения. На перераспределение каких мощностей влияют перечисленные методы регулирования напряжения в замкнутых электрических сетях?

7. Как рассчитать число параллельно включенных конденсаторов в УПК?

8. Как рассчитать число последовательно включенных конденсаторов в УПК?

9. Как определить число конденсаторов и мощность УПК?

р а б о т а 8

КОМПЕНСАЦИЯ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ

( продолжительность работы 4 часа, самостоятельная подготовка 2 часа)

ЦЕЛЬ И СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Целью работы является изучение системного расчёта и средств компенсации реактивной мощности в электрических сетях.

При выработке и потреблении электрической энергии должен существовать баланс как активной, так и реактивной мощностей. При дефиците реактивной мощности напряжение в системе понижается, а при дефиците активной мощности снижается частота. Эти явления приводят к ухудшению технико-экономических показателей работы системы.

Основными потребителями реактивной мощности в электрических сетях являются асинхронные двигатели, вентильные преобразователи, индукционные электропечи, сварочные агрегаты и другое электрооборудование.

Реактивная мощность может генерироваться генераторами, ЛЭП и многими компенсирующими устройствами: конденсаторными шунтовыми батареями, синхронными компенсаторами, статическими тиристорными компенсаторами, синхронными двигателями.

Компенсация реактивной мощности применяется для нескольких целей:

1) обеспечения баланса реактивной мощности;

2) снижения потерь мощности и электроэнергии в сети;

3) регулирования напряжения.

Для уменьшения перетоков реактивной мощности по линиям и трансформаторам источники реактивной мощности размещают вблизи мест её потребления. Мощность и место установки дополнительных источников реактивной мощности определяется в результате технико-экономического расчёта по минимуму приведённых (расчётных затрат). При этом сеть разгружается по реактивной мощности и достигается снижение потерь мощности и напряжения.

ПОДГОТОВКА К РАБОТЕ

1. Изучить материал, изложенный в учебнике [1, с. 164-194] и учебном пособии [3, с. 616-622]

2. Ответить письменно на следующие вопросы:

1) Каковы основные и дополнительные источники реактивной мощности?

2) С какой целью применяется компенсация реактивной мощности?

3) Чем определяется место и мощность установки источников реактивной мощности в электрической системе?

4) Записать формулу для расчёта потребной мощности компенсирующих устройств (дополнительных источников реактивной мощности) в электрической системе.

5) Перечислить основные достоинства и недостатки дополнительных источников реактивной мощности.

3. Схема исследуемой электрической системы приведена на рис.7.1. Следовательно, используется расчётная схема замещения электрической системы предыдущей лабораторной работы. Исходные данные к этой работе приведены в прил.10.

4. Рассчитать требуемую реактивную мощность дополнительных источников реактивной мощности и выбрать КШБ.

5. Составить таблицы исходных данных для расчёта на ПК основного режима работы сети и режима компенсации реактивной мощности в узлах нагрузки.

РАБОЧЕЕ ЗАДАНИЕ

1. Рассчитать исходный режим работы электрической сети.

2. Рассчитать режим работы электрической сети при использовании дополнительных источников реактивной мощности в узлах нагрузки.

3. Произвести анализ результатов расчёта двух режимов и сделать выводы.

УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ЗАДАНИЯ

1. Значение нормативного экономического коэффициента реактивной мощности рассчитать по формуле:

,

где – базовый коэффициент реактивной мощности, принимаемый 0,4; 0,5; 0,6 для сетей 6-10 кВ, присоединенных к шинам подстанций с высшим напряжением соответственно 35, 110 и 220 кВ и выше, для шин генераторного напряжения =0,6; k – коэффициент, учитывающий отличие стоимостей электроэнергии в различных энергосистемах (например, для Чувашской энергосистемы k = 0,9);

dmaх – отношение потребления энергии потребителем в квартале мак­симума нагрузки энергосистемы к потреблению в квартале его максимальной нагрузки (принять dmax = 1,0).

Экономическое значение реактивной мощности, поступающей из системы на шины подстанции, составляет

,

где Pmax.i – активная мощность в основном режиме максимальной нагрузки на шинах НН подстанции.

Мощность компенсирующих устройств рассчитывается по формуле

Qку.i = Qmax.i – Qэ.i ,

где Qmax.i – заданная реактивная мощность нагрузки в основном режиме максимальной нагрузки.

3. При выборе конденсаторной шунтовой батареи и необходимой генерируемой ею мощности воспользоваться материалом раздела 6 [4. С. 260].

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОБРАБОТКЕ

РЕЗУЛЬТАТОВ РАСЧЁТА И ВЫВОДАМ

1.Рассчитать КПД электрической сети в заданном режиме работы. Записать значения напряжения в узлах нагрузки 1, 2, 3.

2.Рассчитать КПД электрической сети в режиме компенсации реактивной мощности. Записать значения напряжения в узлах нагрузки 1, 2, 3.

ВОПРОСЫ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

1 .Что понимается под номинальной и располагаемой мощностями КШБ?

2. Чем определяется компенсирующая способность синхронного двигателя?

3. Как аналитически объяснить снижение потерь мощности в элементах системы при установке дополнительных источников реактивной мощности?

4. Что понимается под пропускной способностью электропередачи? Перечислите технические ограничения пропускной способности электропередачи.

5. Аналитически объяснить влияние компенсирующих устройств на пропускную способность электропередачи.

6. Как влияют компенсирующие устройства на режим напряжения в электрической системе?

7. Начертить векторную диаграмму напряжений и токов режима работы трансформатора до и после установки КШБ на подстанции.

8. В каком режиме работы синхронные компенсатор и двигатель вырабатывают реактивную мощность?

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Идельчик В. И. Электрические системы и сети: учеб. для вузов / . – М.: Альянс, 2009. – 592 с.

2. Электроэнергетические системы и сети: задания и метод. указания к контрольной работе/сост. , , . – Чебоксары: изд-во Чуваш. Ун-та, 2012. – 44 с.

3.  Передача и распределение электрической энергии / , . – Минск: УП «Технопринт», 2006. – 720 с.

4. Электропитающие системы и электрические сети: метод. указания к практическим занятиям/ сост.: , , ; Чуваш. ун-т. – Чебоксары, 2007. – 76 с.

5. Электропитающие системы и электрические сети: справочные материалы к курсовому проекту, лабораторным работам и практическим занятиям/ сост.: , , ; Чуваш. ун-т. – Чебоксары, 2007. – 72 с.

6.  Передача и распределение электрической энергии / , . – М: КНОРУС, 2012. – с.

7. Справочник по проектированию электроэнергетических сетей / , , ; под ред. . – М.: ЭНАС, 2006. – 313 с.

ПРИЛОЖЕНИЯ

1. Образец бланка титульного листа отчёта

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Чувашский государственный университет имени »

Электроэнергетический факультет

Кафедра «Электроснабжение промышленных предприятий
имени »

ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ И СЕТИ

О Т Ч Ё Т

по работе №

(наименование работы)

Выполнил: студент группы _____________

_____________________________________

(фамилия и инициалы студента)

Проверил: ________________________

(уч. степень, должность, фамилия и инициалы преподавателя)

Чебоксары

(год)

2. Исходные данные к работе 1

Таблица П2.1

Сведения о ЛЭП

Вариант	Провод	Номер рис. опоры
марка и сечение	длина, км	диаметр, мм	длит. доп. ток, А	электр. сопрот., Ом/км
1	АС70/11	27	11,4	265	0,429	П2.1, а
2	АС240/39	70	21,6	610	0,124	П2.2, а
3	АС300/48	85	24,1	690	0,099	П2.2, б
4	АС150/34	43	17,5	450	0,201	П2.1, б
5	АС185/43	30	19,6	515	0,158	П2.1, в
6	АС400/51	100	27,5	825	0,075	П2.2, в

Таблица П2.2