Вопросы к экзамену по дисциплине «Электропередачи сверхвысокого напряжения» 1 Роль и назначение линий СВН в электроэнергетической системе; задачи, которые они решают; их отличительные особенности. 2 2 Конструкция фазы, выбор ее параметров, критерии их оценки. Влияние конструкции фазы на удельные погонные параметры линии и пропускную способность последней. 3 3 Уравнения длинной линии. Волновые параметры линии, их физическая сущность, зависимость от конструкции линии и её номинального напряжения. Понятие натуральной мощности. 4 4 Уравнения некомпенсированной длинной линии, выраженные через мощности по ее концам. Обоснование использования уравнений идеализированной линии. Нахождение параметров режима в промежуточных точках линии. Среднеквадратичный ток. 6 5 Распределение напряжения, реактивной мощности, тока по некомпенсированной линии и линии с реактором или УПК в ее промежуточной точке. Определение параметров режима в характерных точках. 9 6 Круговые диаграммы некомпенсированной линии, рабочие зоны диаграмм для начала и конца лини. Вывод расчетных выражений активной и реактивной мощности с их помощью. 12 7 Определение параметров режима по круговым диаграммам. Реактивные мощности по концам линии, их зависимость от передаваемой активной мощности и перепада напряжений. 15 8 Изменение параметров круговых диаграмм некомпенсированной линии при изменении ее длины от 0 до 3000 км. Рабочие зоны круговых диаграмм линий 1500-3000 км, распределение напряжения вдоль линии. 17 9 Векторная диаграмма линии, расчетные выражения для активной и реактивной мощности в функции угла . Зависимость этих мощностей от длины линии. Зависимость угла от передаваемой мощности и длины линии. Соотношение между этим углом и волновой длиной линии. 18 10 Возможные способы представления линии в расчетных схемах: П- и Т-схемы замещения, 4-х полюсник. Взаимосвязь параметров схем замещения с параметрами 4-х полюсника и уравнениями длинной линии. 19 11 Способы определения параметров П-схемы: прямой метод, метод поправочных коэффициентов, метод А.А. Горева; допущения, принимаемые в двух последних методах. 21 12 Учет в расчетных схемах элементов с сосредоточенными параметрами (УПК, реакторы и др.). Круговые диаграммы компенсированных линий. Влияние элементов с сосредоточенными параметрами на параметры круговых диаграмм. 22 13 Метод эквивалентного четырехполюсника. Определение параметров режима электропередачи этим методом. 25 14 Собственные, взаимные, входные сопротивления как собственно линии, так и всей электропередачи, найденные через параметры 4-х полюсника или уравнения длинной линии. 26 15 Система уравнений, используемая при расчетах режимов электропередачи. Способы задания исходных данных, алгоритмы решения задачи, характерные для этих способов. 27 16 Задачи и методика расчета режимов НБ нагрузок электропередачи без промежуточных отборов мощности, выбор мощности компенсирующих устройств. Оптимизация режима электропередачи и ее границы. 28 17 Задачи и методика расчета режимов НМ нагрузок электропередачи, расстановка компенсирующих устройств и выбор их мощности. Возможность потребления реактивной мощности синхронными машинами, пути решения этой задачи. 30 18 Режим одностороннего включения некомпенсированной линии при неизменном напряжении в ее начале. Режим одностороннего включения линии при учете сопротивления питающей системы. Определение параметров этих режимов. 31 19 Режим одностороннего включения для линии с реактором в ее начале, реактором в ее конце, реактором в промежуточной точке. Определение параметров режима. 33 20 Определение параметров режима электропередачи при синхронизации на шинах электростанции. Возникающие при этом проблемы и пути их решения. 35 21 Самовозбуждение генераторов при работе на линию, включенную с одного конца. Условия самовозбуждения для турбо- и гидрогенераторов. 37 22 Мероприятия по устранению самовозбуждения. Совместная работа двух генераторов на линию, условие их устойчивой работы. Включение реакторов в начале и конце линии. Входное сопротивление линии в этих случаях, метод эквивалентного четырехполюсника. 40 23 Пропускная способность линии, существующие ограничения, зависимость пропускной способности от длины линии. 41 24 Мероприятия по повышению пропускной способности электропередачи: повышение номинального напряжения, изменение конструкции линии, промежуточные КУ, установки продольной компенсации. 42 25 Электропередачи постоянного тока. Их структурные схемы, достоинства и недостатки по сравнению с передачами переменного тока, области возможного применения. 44 26 Электропередачи постоянного тока, виды схем электропередач постоянного тока, их основные характеристики и области применения. 46 27 Вставки постоянного тока, их структурные схемы, основные характеристики, назначение и области применения. 47 28 Потери мощности и энергии в линиях СВН. Коэффициент полезного действия линии и его зависимость от передаваемой мощности и длины линии, мероприятия по снижению потерь мощности и энергии. 48 1 Роль и назначение линий СВН в электроэнергетической системе; задачи, которые они решают; их отличительные особенности. ЛЭП СВН играют важную роль в передаче электроэнергии, освоение ЛЭП СВН позволило передавать большие мощности на огромные расстояния с наименьшими потерями мощности, а так же решать ряд важных задач. ЛЭП СВН решают следующие задачи: 1. 2. 3. 4. 5. Выпуск мощности от крупных электростанций; Дальние электропередачи; Питание крупных промышленных районов, не имеющих собственных источников энергии (крупных); Внутрисистемные связи; Межсистемные связи. Особенности линий СВН: 1. Высокая пропускная способность (Пропускная способность – наибольшая мощность, которую можно передать по линии с учетом всех возможных ограничений) = • Для 330 кВ Pmax=400 МВт/цепь • Для 500 кВ Pmax=900-1200 МВт/цепь • Для 750 кВ Pmax=2100-2500 МВт/цепь • Для 1150 кВ Pmax=5000-6000 МВт/цепь 2. Большая длина (сотни и тысячи км) – длинной линии соизмерима с длинной электромагнитной волны (длина волны 6000 км при 50 Гц) 2 U ном ⋅ b0 b0 = ω ⋅ C0 3. Линии СВН обладают большой зарядной мощностью q0 = Uном,кВ Q0, Мвар/км 330 0,3-0,4 500 0,9-1 750 2,5 1150 5 4. На всех линия СВН применяются расщепленные провода – это влияет на параметры линий (x0, b0), а следовательно на параметры режима. 5. Повышение экологического воздействия линий на окружающую среду. Наибольшее воздействие на уровне 1,8 м от земли. Требования к линиям СВН: 1. Должны обеспечить баланс активной и реактивной мощностей в системе с учетом генерации реактивной мощности. 2. Обеспечение наибольшей экономичной работы системы за счет передачи электроэнергии от наиболее экономичных источников. 3. ЛЭП СВН должны обладать повышенной конструктивной надежностью. 2 Конструкция фазы, выбор ее параметров, критерии их оценки. Влияние конструкции фазы на удельные погонные параметры линии и пропускную способность последней. Конструкция: расщепленная, т.к. из-за больших мощностей протекают большие токи (1,5кА—500кВ; 2кА — 750 кВ; 3кА—1150кВ). Плотность тока j=1 А\мм2 → большие сечения, неудобно в монтаже, поэтому сечение набирают из тонких в пучок. Так же возникает большая напряженность электрического поля → общая корона → тратится мощность на нее→потери. Корона сильно мешает радио сигналу. 𝑞𝑞 𝐶𝐶𝐶𝐶 Напряженность моджно найти по формуле 𝐸𝐸0 = = или по-другому : 2𝜋𝜋𝜀𝜀возд 𝜀𝜀0 𝑟𝑟пр 2𝜋𝜋𝜀𝜀возд 𝜀𝜀0 𝑟𝑟пр 𝐸𝐸0 = 24.5 ⋅ 𝑚𝑚 ⋅ 𝛿𝛿 ⋅ �1 + 0.65 0.38 �𝛿𝛿⋅𝑟𝑟пр � �, где δ – относительная плотность воздуха (зависит от высоты над уровнем моря); rпр – в сантиметрах; mтеорет – коэффициент негладкости провода, 0,88÷0,94 , тем выше, чем больше сечение провода mпракт=0,82÷0,84. Едопуст=0,9Енач 1) нетрадиционные: коаксиальная (фазы расположены друг в друге в трубах), горизонтальное или вертикальное расположение расщепленных фаз. 2) традиционные – провода расположены по вершинам правильного многоугольника, вокруг которго можно описать окружность 𝜋𝜋 𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠 = Rрасщепл 𝑛𝑛 𝑎𝑎 2𝑅𝑅расщ → 𝑅𝑅расщ = 𝑎𝑎 2 𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠 𝜋𝜋 𝑛𝑛 радиус эквивалентного провода:𝑟𝑟экв = 𝑅𝑅р ⋅ 𝑛𝑛пр Погонное индуктивное сопротивление фазы: П\n 𝑥𝑥0 = 0.1445 ⋅ 𝑙𝑙𝑙𝑙 � 𝐷𝐷СГ 0.0157 �+ 𝑟𝑟экв 𝑛𝑛пр Погонное емкостная проводимость фазы: 𝑏𝑏0 = a- шаг расщепления 𝐷𝐷пр ⋅𝑛𝑛пр � 2⋅𝑅𝑅 р 7.58⋅10−6 𝐷𝐷 𝑟𝑟экв 𝑙𝑙𝑙𝑙� СГ � Где: DСГ - Среднегеометрическое расстояние между проводами: 𝐷𝐷СГ = 3�𝐷𝐷𝐴𝐴𝐴𝐴 ⋅ 𝐷𝐷𝐵𝐵𝐵𝐵 ⋅ 𝐷𝐷𝐴𝐴𝐴𝐴 Наибольшая емкость у средней фазы (на 5÷7 % крайней), поэтому расчеты ведут по средней фазе C ГСр.ф – геометрическая Ср.ф емкость средней фазы: 𝐶𝐶Г усиления поля = 0.0253 𝐷𝐷 𝑙𝑙𝑙𝑙� СГ � 𝑟𝑟Экв ЕМАКС = КУ ЕСР 𝑟𝑟 КУ = 1 + (𝑛𝑛 − 1) 𝑅𝑅ПР КУ - коэффициент Р а оптимальное=25-30см Недостатки расщепленных проводов: повышенная ветровая нагрузка, повышенная зарядная мощность, повышенная напряженность поля на уровне земли (отрицательный экологический фактор). 3 Уравнения длинной линии. Волновые параметры линии, их физическая сущность, зависимость от конструкции линии и её номинального напряжения. Понятие натуральной мощности. U1 UX,IX U2 ⋅ X ⋅ ⋅ ⋅ 𝑈𝑈1 = 𝑈𝑈2 𝑐𝑐ℎ𝛾𝛾0 𝑙𝑙 + √3𝐼𝐼2Ф 𝑍𝑍В 𝑠𝑠ℎ𝛾𝛾0 𝑙𝑙; ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ 𝑈𝑈𝑋𝑋 = 𝑈𝑈2 𝑐𝑐ℎ𝛾𝛾0 𝑙𝑙𝑋𝑋 + √3𝐼𝐼2Ф 𝑍𝑍В 𝑠𝑠ℎ𝛾𝛾0 𝑙𝑙𝑋𝑋 ; ⋅ ^ 𝑆𝑆1 = √3𝑈𝑈1 𝐼𝐼1 ; ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ^ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ 𝐼𝐼𝑋𝑋 = 𝐼𝐼2Ф 𝑐𝑐ℎ𝛾𝛾0 𝑙𝑙𝑋𝑋 + (𝑈𝑈2 /√3𝑍𝑍В )𝑠𝑠ℎ𝛾𝛾0 𝑙𝑙𝑋𝑋 . ⋅ 𝑆𝑆𝑋𝑋 = √3𝑈𝑈𝑋𝑋 𝐼𝐼𝑋𝑋 ; 𝐼𝐼2 = √3𝐼𝐼2Ф ; 𝑈𝑈1 = 𝑈𝑈2 𝑠𝑠ℎ𝛾𝛾0 𝑙𝑙 + 𝐼𝐼2 𝑍𝑍В 𝑠𝑠ℎ𝛾𝛾0 𝑙𝑙; ⋅ ⋅ 𝐼𝐼1 = 𝐼𝐼2Ф 𝑐𝑐ℎ𝛾𝛾0 𝑙𝑙 + (𝑈𝑈2 /√3𝑍𝑍В )𝑠𝑠ℎ𝛾𝛾0 𝑙𝑙; ⋅ ⋅ 𝐼𝐼1 = 𝐼𝐼2 𝑐𝑐ℎ𝛾𝛾0 𝑙𝑙 + (𝑈𝑈2 /𝑍𝑍В )𝑠𝑠ℎ𝛾𝛾0 𝑙𝑙 Ux и Ix аналогично. γ0 – коэффициент распространения эл-маг. волны. 𝛾𝛾0 = �𝑍𝑍0 ⋅ 𝑦𝑦0 = �(𝑟𝑟0 + 𝑗𝑗𝑥𝑥0 ) ⋅ (𝑔𝑔0 + 𝑗𝑗𝑏𝑏0 ) = 𝛽𝛽0 + 𝑗𝑗𝛼𝛼0 хo, ro, go, bo – удельные параметры линии на км. 𝑍𝑍В = � 𝑍𝑍𝑍𝑍 𝑌𝑌𝑌𝑌 𝑟𝑟 +𝑗𝑗𝑥𝑥0 =� 0 𝑔𝑔0 +𝑗𝑗𝑏𝑏0 𝑥𝑥 = 𝑍𝑍В ∠𝜉𝜉, обычно ξ мал (-1 до 2-50); 𝑍𝑍В = � 0 β0 – характеризует затухание электромагнитной волны (эл-маг. коэфф.). 𝑏𝑏0 α0 – фазный коэффициент, характеризует изменение фазы электромагнитной волны Для идеализированной линии 𝛼𝛼0 = 𝑗𝑗�𝑥𝑥0 𝑏𝑏0 при r0=0 и g0=0. Волновое сопротивление – сопротивление, при включении линии на U в линии будут отсутствовать отражённые волны. Для ЛЭП вводится понятие натуральной мощности: U1 Δl=1 км U2 РНАТ = U2/ZВ PНАТ ZВ Δl: U αx0 ΔQc I ёмкость равна jb0 QΣ=ΔQL – ΔQC, При Iнат генерация равна потреблению. QΣ=0, ΔQL=ΔQC. ΔQ QΣ ΔQL I ΔQc 𝑈𝑈 I2x0=U2b0 → I = U b0 / x 0 → I = U / x 0 / b0 ;следовательно, РНАТ = 𝑈𝑈𝑈𝑈 = 𝑍𝑍 В Физический смысл Рнат – такая мощность, при которой потребляемая мощность в индуктивности линии равна генерации мощности в ёмкости линии. Порядок zВ: 330кВ – 310 Ом, 500 – 290, 750 – (265-275), 1150 – 250. Волновая длина линии: λ=α0L при α0 = 0.060/км: 100 км – λ=60, 200 км – λ=120, 500 км – λ=300, 1500 км – λ=900, 3000 км – λ=1800. Погонные параметры линии: 𝐷𝐷 𝑋𝑋0 = 0.1444 𝑙𝑙𝑙𝑙 𝑟𝑟 СГ + 0.0157/𝑛𝑛 Ом/км ЭКВ D X 0 = (7.58 / lg СГ ) ⋅ 10 −6 rЭКВ См/ км r t 0 = r0 +20 (1 + 0.004(t − 20 )) Ом/ км 0 4 Уравнения некомпенсированной длинной линии, выраженные через мощности по ее концам. Обоснование использования уравнений идеализированной линии. Нахождение параметров режима в промежуточных точках линии. Среднеквадратичный ток. 5 Распределение напряжения, реактивной мощности, тока по некомпенсированной линии и линии с реактором или УПК в ее промежуточной точке. Определение параметров режима в характерных точках. 6 Круговые диаграммы некомпенсированной линии, рабочие зоны диаграмм для начала и конца лини. Вывод расчетных выражений активной и реактивной мощности с их помощью. 7 Определение параметров режима по круговым диаграммам. Реактивные мощности по концам линии, их зависимость от передаваемой активной мощности и перепада напряжений. 8 Изменение параметров круговых диаграмм некомпенсированной линии при изменении ее длины от 0 до 3000 км. Рабочие зоны круговых диаграмм линий 1500-3000 км, распределение напряжения вдоль линии. Из круговой диаграммы: 𝑈𝑈 21 𝑈𝑈1 𝑈𝑈̑2 𝑆𝑆1 = 𝑗𝑗 ⋅ 𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐 − 𝑗𝑗 𝑧𝑧𝐵𝐵 𝑧𝑧𝐵𝐵 𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠 𝜆𝜆 2 𝑈𝑈 2 𝑈𝑈̑1 𝑈𝑈2 𝑆𝑆2 = −𝑗𝑗 ⋅ 𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐 + 𝑗𝑗 𝑧𝑧𝐵𝐵 𝑧𝑧𝐵𝐵 𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠 𝜆𝜆 l = 0 ⇒ λ = 0 ⇒ ctgλ = ∞, ρ = ∞ Смещение центра уходит в бесконечность и радиус ттож бесконечен. Следовательно эти окружности выражадаются в прямую, совпадщающую с осью абцисс. Линии длинной L ≥ 1500 км начало - рабочая зона конец - рабочая зона Общая зона пересечения определяет отношение активной и реактивной мощности на концах линий. При к=1 окружности пересекаются в точке 1, и эта точка соответствует натуральной мощности. С ростом к, центр окружности начала смещается ~ к2, радиусы растут ~ к, центр окружности конца линий от величины к не зависит. L =1500 км ( λ = π1 ⇒ ctg λ = 0, ρ = к ) 2 Центры окружностей смещаются в начало координат И круговая диаграмма начала и конца линий будут совпадать (при к=1). Для L > 1500 км ( Начало (Q1<0) λ π1 ⇒ ctg λ > 0, sinλ > 0 ) 2 конец (Q2>0) 9 Векторная диаграмма линии, расчетные выражения для активной и реактивной мощности в функции угла δ. Зависимость этих мощностей от длины линии. Зависимость угла δ от передаваемой мощности и длины линии. Соотношение между этим углом и волновой длиной линии. . . . U 1 = U 2 ⋅ (cos λ + Q 2 ⋅ sin λ ) + j ⋅ U 2 ⋅ P⋅ sin λ ) * * Строим ВД: . U 1⋅ sin δ P= . * U 2 ⋅ sin λ . U 1 ⋅ cos δ Q2 = . U 2 ⋅ sin λ * tgδ = P⋅ sin λ * cos λ + Q2 ⋅ sin λ − tgλ λ = α 0l , где l – длина линии = tgδ ( P, λ (l )) * * При передаче натуральной мощности: P = 1, Q2 = 0 * * tgδ = tgλ , т.е. δ = λ Т.о. в точке Рнат, можно определить длину линии из выше полученного соотношения. 10 Возможные способы представления линии в расчетных схемах: П- и Тсхемы замещения, 4-х полюсник. Взаимосвязь параметров схем замещения с параметрами 4-х полюсника и уравнениями длинной линии. 4) Для моделирования длинной линии применяют следующие модели: 1) Уравнения длинной линии 2) Представление в виде 4-х полюсника 3) П- образная или Т- образная схема замещения U2 UU Собственные и взаимные проводимости (типа того: P1 = 1 ⋅ sin α11 + 1 2 ⋅ sin α12 ) Z11 Z12 Сопоставление ур-й длинной линии и 4-х полюсника U 2I2 U1 I 1 A, B, C , D U 1I1 ⋅ ⋅ ⋅ 𝑈𝑈1 =𝑈𝑈2 ⋅𝐶𝐶ℎ(𝛾𝛾𝑜𝑜 ⋅𝑙𝑙)+𝐼𝐼2 ⋅𝑍𝑍В ⋅𝑆𝑆ℎ(𝛾𝛾𝑜𝑜 ⋅𝑙𝑙) ⋅ ⋅ ⋅ 𝑈𝑈2 𝐼𝐼1 =𝐼𝐼2 ⋅𝐶𝐶ℎ(𝛾𝛾𝑜𝑜 ⋅𝑙𝑙)+ ⋅𝑆𝑆ℎ(𝛾𝛾𝑜𝑜 ⋅𝑙𝑙) 𝑍𝑍В A= Ch( γ o ⋅ l ) B =Z ⋅ Sh( γ o ⋅ l ) ⋅ ⋅ U 2I2 ⋅ U 1 = A ⋅U 2 + B ⋅ I 2 → ⋅ Выразим: ⋅ ⋅ I 1 = C ⋅U 2 + D ⋅ I 2 Для идеализированной линии: 1 Sh( γ o ⋅ l ) D= Ch( γ o ⋅ l ) Z A = Cosλ B =j ⋅ Z ⋅ Sinλ A=D для симметричного четырехполюсника 1 C= Sinλ D = Cosλ Z П-образная схема замещения: C= Из опыта холостого хода: Опыт КЗ ⋅ ⋅ 𝑈𝑈1 = 𝐵𝐵 ⋅ 𝐼𝐼2 𝑈𝑈2 = 0 => � ⋅ ⋅ 𝐼𝐼1 = 𝐷𝐷 ⋅ 𝐼𝐼2 ⋅ ⋅ ⋅ 𝑈𝑈1 = 𝑍𝑍П ⋅ 𝐼𝐼2 => ⋅ ⋅ ⋅ 𝐵𝐵 = 𝑍𝑍П => 𝑍𝑍П = 𝑍𝑍В ⋅ 𝑆𝑆ℎ(𝛾𝛾𝑜𝑜 𝑙𝑙) ⋅ 𝐼𝐼1 = 𝐼𝐼2 + 𝑈𝑈1 ⋅ 𝑌𝑌П = 𝐼𝐼2 �1 + 𝑍𝑍П ⋅ 𝑌𝑌П � => 𝐷𝐷 = 1 + 𝑍𝑍П ⋅ 𝑌𝑌П 1 + 𝑍𝑍П ⋅ 𝑌𝑌П = 𝑐𝑐ℎ(𝛾𝛾𝑜𝑜 𝑙𝑙) или 1 + 𝑍𝑍В ⋅ 𝑆𝑆ℎ(𝛾𝛾𝑜𝑜 𝑙𝑙) ⋅ 𝑌𝑌П = 𝑐𝑐ℎ(𝛾𝛾𝑜𝑜 𝑙𝑙) тогда 𝑌𝑌П = 𝑐𝑐ℎ(𝛾𝛾𝑜𝑜 𝑙𝑙) − 1 𝑍𝑍В ⋅ 𝑆𝑆ℎ(𝛾𝛾𝑜𝑜 𝑙𝑙) Аналогично для Т образной схемы: ХХ: ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ 𝑈𝑈ср = 𝑈𝑈2 𝐼𝐼ср = 𝑈𝑈ср ⋅ 𝑌𝑌Т => 𝑈𝑈1 = 𝑈𝑈ср + 𝐼𝐼ср ⋅ 𝑍𝑍Т => 𝑈𝑈1 = 𝑈𝑈2 �1 + 𝑌𝑌Т ⋅ 𝑍𝑍Т � => 𝐴𝐴 = 1 + 𝑌𝑌Т ⋅ 𝑍𝑍Т ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ 1 𝐼𝐼1 = 𝐼𝐼ср => 𝐼𝐼1 = 𝑈𝑈2 ⋅ 𝑌𝑌Т 𝐶𝐶 = 𝑌𝑌Т =>𝑌𝑌Т = 𝑆𝑆ℎ(𝛾𝛾𝑜𝑜 ⋅ 𝑙𝑙) 𝑍𝑍В КЗ: ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ 𝑈𝑈ср = 𝐼𝐼2 ⋅ 𝑍𝑍Т 𝐼𝐼ср = 𝑈𝑈ср ⋅ 𝑌𝑌Т => 𝐼𝐼1 = 𝐼𝐼2 + 𝐼𝐼ср = 𝐼𝐼2 �1 + 𝑍𝑍Т ⋅ 𝑌𝑌Т � ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ 𝐷𝐷= 1 + 𝑍𝑍Т ⋅ 𝑌𝑌Т 𝑈𝑈1 = 𝑈𝑈ср + 𝑍𝑍Т ⋅ 𝐼𝐼1 => 𝑈𝑈1 = 𝐼𝐼2 ⋅ 𝑍𝑍Т + 𝐼𝐼2 �1 + 𝑍𝑍Т ⋅ 𝑌𝑌Т � ⋅ 𝑍𝑍Т => 𝐵𝐵 = 2 ⋅ 𝑍𝑍Т + 𝑍𝑍Т 2 ⋅ 𝑌𝑌Т 1 𝑐𝑐ℎ(𝛾𝛾𝑜𝑜 𝑙𝑙) − 1 1 + 𝑍𝑍Т ⋅ 𝑌𝑌Т = 𝑐𝑐ℎ(𝛾𝛾𝑜𝑜 𝑙𝑙) или 1 + 𝑆𝑆ℎ(𝛾𝛾𝑜𝑜 𝑙𝑙) ⋅ 𝑍𝑍Т = 𝑐𝑐ℎ(𝛾𝛾𝑜𝑜 𝑙𝑙) тогда 𝑍𝑍Т = 1 𝑍𝑍В 𝑍𝑍В ⋅ 𝑆𝑆ℎ(𝛾𝛾𝑜𝑜 𝑙𝑙) Параметры 4-х полюсника для двухцепной линии: Представим каждую цепь в виде П-образной схемы: 𝑍𝑍 Тогда : 𝑍𝑍ПЭкв = 2П YПЭкв = 𝑌𝑌П ⋅ 2 𝐴𝐴Экв = 1 + 𝑌𝑌П ⋅ 𝑍𝑍П = 𝐴𝐴0 𝐵𝐵Экв = 𝑍𝑍ПЭкв = 𝑍𝑍П /2 = 𝐵𝐵0 /2 𝐶𝐶Экв = 2𝑌𝑌П + 𝑌𝑌П 2 ⋅ 𝑍𝑍П = 2 �2𝑌𝑌П0 + 𝑌𝑌П0 2 ⋅ 𝑍𝑍П0 � = 2𝐶𝐶0 𝐷𝐷Экв = 𝐷𝐷 11 Способы определения параметров П-схемы: прямой метод, метод поправочных коэффициентов, метод А.А. Горева; допущения, принимаемые в двух последних методах. Прямой метод. U1 U2 Zп Yп I1 I Yп I2 ( ) 2 ХХ I1 = 0 I = U 2YП , U1 = U 2 + U 2YП Z П , U1 = U 2 (1 + Z ПYП ) , I1 = U 2 2YП + Z ПY П , A = (1 + Z ПYП ) , C = 2YП + Z ПY 2 П ( ) КЗ U 2 = 0 , U1 = I 2 Z П , I1 = I 2 + U1YП = I 2 (1 + YП Z П ) , B = (Z П ) , D = (1 + Z ПYП ) , следовательно Z П = Z B shγ 0l ,для идеализированных линий r0 = 0 , g 0 = 0 , 1 λ YП = bП = j tg ZB 2 Метод поправочных коэффициентов. 𝑘𝑘𝑟𝑟 = 1 − 𝜆𝜆2 , λ – волновая длина линии 3 𝜆𝜆2 𝑘𝑘𝑥𝑥 = 1 − 6 , 𝜆𝜆2 𝑟𝑟п 𝑡𝑡 = 𝑟𝑟0 𝑡𝑡 ⋅ 𝑙𝑙 ⋅ 𝑘𝑘𝑟𝑟 𝑥𝑥п = 𝑥𝑥0 ⋅ 𝑙𝑙 ⋅ 𝑘𝑘𝑥𝑥 𝑘𝑘𝑏𝑏 = 1 − , 𝑏𝑏п = 𝑏𝑏0 ⋅ 𝑙𝑙 ⋅ 𝑘𝑘𝑏𝑏 , 12 поправочные коэффициенты используются для опр. пар-в П – схемы для линий, длинной 250-500 км Метод А.А. Горева. rt r + jx0 ZB = 0 Z П = Z B ⋅ 0 ⋅ (λ cos λ + sin λ ) + j sin λ g 0 + jb0 2 x0 , , g0 = 0 , r t λ − sin λ λ YП = 1 / Z B ⋅ 0 ⋅ + jtg 2 2 x0 1 + cos λ 12 Учет в расчетных схемах элементов с сосредоточенными параметрами (УПК, реакторы и др.). Круговые диаграммы компенсированных линий. Влияние элементов с сосредоточенными параметрами на параметры круговых диаграмм. Один из наглядных методов – использование 4-х полюсников Второй – эквивалентирование и определение собственных и взаимных сопротивлений. 2 основных типа: 1) продольные включения: (УПК, трансформаторы...) Воспользуемся формулами четырехполюсников и П образной схемы: 𝑌𝑌П =0 𝐴𝐴 = 1 + 𝑌𝑌П ⋅ 𝑍𝑍П 𝐵𝐵 = 𝑍𝑍П 1 Z => Где Z - сопротивление трансформатора 2 𝐶𝐶 = 2𝑌𝑌П + 𝑌𝑌П ⋅ 𝑍𝑍П 𝐷𝐷 = 1 + 𝑌𝑌П ⋅ 𝑍𝑍П 0 1 2) поперечные включения: (Реакторы нагрузочные узлы, моделирование короны) ZT =0 𝐴𝐴 = 1 + 𝑌𝑌Т ⋅ 𝑍𝑍Т 𝐶𝐶 = 𝑌𝑌Т 𝐵𝐵 = 2𝑍𝑍Т + 𝑍𝑍Т 2 ⋅ 𝑌𝑌Т 1 => � 𝑌𝑌Т 𝐷𝐷 = 1 + 𝑌𝑌Т ⋅ 𝑍𝑍Т 0 � 1 Для представления УПК( полной системы с шунтирующими реакторами) можно: 1)Представить в виде 3-х четырех полюсников 𝐴𝐴 � Э 𝐶𝐶Э 3) В виде П- образной схемы где 𝐵𝐵Э 1 �=� 𝑌𝑌Р 𝐷𝐷Э 1 0 1 𝑍𝑍𝐾𝐾 �⋅� �⋅� 1 𝑌𝑌Р 0 1 0 � 1 𝐴𝐴 = 1 + 𝑌𝑌П ⋅ 𝑍𝑍П 𝐵𝐵 = 𝑍𝑍П 𝑍𝑍П =𝑍𝑍𝐾𝐾 =−𝑗𝑗⋅𝑥𝑥𝑘𝑘 и по 2 𝑌𝑌П =𝑌𝑌Р =−𝑗𝑗⋅𝑦𝑦Р 𝐶𝐶 = 2𝑌𝑌П + 𝑌𝑌П ⋅ 𝑍𝑍П 𝐷𝐷 = 1 + 𝑌𝑌П ⋅ 𝑍𝑍П Определить параметры четырехполюсника и использовать дальше Дальше преобразования при последовательном соединении 4-п матрицы коэффициентов необходимо перемножить для определения эквивалентного 4-х полюсника. Например для системы «Трансформатор-Линия» 1 𝑗𝑗 ⋅ 𝑋𝑋Тр 𝐴𝐴 + 𝑗𝑗 ⋅ 𝑋𝑋Тр ⋅ С 𝐵𝐵 + 𝑗𝑗 ⋅ 𝑋𝑋Тр ⋅ 𝐷𝐷 𝐴𝐴 𝐵𝐵 � � �⋅� �=� 𝐶𝐶 𝐷𝐷 0 1 𝐶𝐶 𝐷𝐷 Однако представив линию как Т образную схему: 𝑍𝑍 ⋅𝑍𝑍 𝑍𝑍11 = 𝑍𝑍1 + 𝑍𝑍 2+𝑍𝑍3 Где 𝑍𝑍1 = 𝑍𝑍Т + 𝑍𝑍Тр 𝑍𝑍2 = 𝑍𝑍Т 2 3 𝑍𝑍1 ⋅ 𝑍𝑍2 𝑍𝑍12 = 𝑍𝑍1 + 𝑍𝑍2 + 𝑍𝑍3 = 1/𝑌𝑌Т 𝑍𝑍3 13 Метод эквивалентного четырехполюсника. Определение параметров режима электропередачи этим методом. 𝑈𝑈1 = 𝐷𝐷 ∗ 𝑈𝑈 − 𝐵𝐵 ∗ 𝐼𝐼 𝐼𝐼1 = −𝐶𝐶 ∗ 𝑈𝑈 + 𝐴𝐴 ∗ 𝐼𝐼 𝑆𝑆1 = 𝑈𝑈1 ∗ 𝐼𝐼̂1 = 𝑃𝑃1 ± 𝑗𝑗𝑗𝑗1 14 Собственные, взаимные, входные сопротивления как собственно линии, так и всей электропередачи, найденные через параметры 4-х полюсника или уравнения длинной линии. 𝑈𝑈1 𝐼𝐼1 𝑈𝑈1 = 𝑈𝑈2 �𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐 𝜆𝜆 + 𝑄𝑄̣2 𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠 𝜆𝜆� + 𝑗𝑗𝑈𝑈2 𝑃𝑃̣ 𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠 𝜆𝜆 𝑈𝑈2 КЗ: 𝑈𝑈2 = 0 𝐼𝐼1 = 𝐼𝐼2 𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐 𝜆𝜆 + 𝑗𝑗 𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠 𝜆𝜆 𝑍𝑍В 𝑈𝑈1 = 𝑈𝑈2 𝑐𝑐ℎ𝛾𝛾0 𝑙𝑙 + 𝐼𝐼2 𝑍𝑍В 𝑠𝑠ℎ𝛾𝛾0 𝑙𝑙 𝑈𝑈2 𝐼𝐼1 = 𝐼𝐼2 𝑐𝑐ℎ𝛾𝛾0 𝑙𝑙 + 𝑠𝑠ℎ𝛾𝛾0 𝑙𝑙 𝑍𝑍В 𝑍𝑍ВХ = 𝑍𝑍ВХ = 𝑈𝑈1 = 𝑍𝑍В 𝑡𝑡ℎ𝛾𝛾0 𝑙𝑙 𝐼𝐼1 𝑍𝑍В = −𝑗𝑗𝑍𝑍В 𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡 𝑍𝑍ВХ = 𝑍𝑍Н − 𝑗𝑗𝑍𝑍В 𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡 𝑍𝑍12 = 𝑈𝑈1 𝐼𝐼2 𝑍𝑍В 𝑠𝑠ℎ𝛾𝛾0 𝑙𝑙 = = 𝑍𝑍В 𝑠𝑠ℎ𝛾𝛾0 𝑙𝑙 𝐼𝐼2 𝐼𝐼2 ХХ: 𝑍𝑍ВХ = 𝑈𝑈1 𝐼𝐼1 𝑈𝑈 𝑐𝑐ℎ𝛾𝛾0 𝑙𝑙 = 𝑈𝑈22 𝑍𝑍В 𝑍𝑍ВХ = �𝑍𝑍ВХКЗ 𝑍𝑍ВХХХ 𝑠𝑠ℎ𝛾𝛾0 𝑙𝑙 = 𝑍𝑍В 𝑐𝑐𝑐𝑐ℎ(𝛾𝛾0 𝑙𝑙) 𝑟𝑟0 = 𝑔𝑔0 = 0 𝑍𝑍ВХ = −𝑗𝑗𝑍𝑍В 𝑐𝑐ℎ𝑔𝑔𝑔𝑔𝑔𝑔 15 Система уравнений, используемая при расчетах режимов электропередачи. Способы задания исходных данных, алгоритмы решения задачи, характерные для этих способов. 16 Задачи и методика расчета режимов НБ нагрузок электропередачи без промежуточных отборов мощности, выбор мощности компенсирующих устройств. Оптимизация режима электропередачи и ее границы. К>1 P>1 U Q1 U 1 Q2 2 P СК QСК= Q2 + ∆QАТ + QСИСТ ⇒ QСК= f (U 2 ) ⇒ Платить за установку СК ∆= PЛ • PЛ2 + ( Q2' ) U 22 2 ⋅ rп ⇒ ∆= PЛ f (U 2 ) ⇒ платить за ∆Э Меняя U 2 за счет установки более мощных СК можно изменить переток ∆P и влиять на стоимость этих потерь. Поиск оптимизационного варианта по U 2 = U1 U= const = , U 2 var НБ _ РАБ ЗСК = ( ЕН + а ) ⋅ QСК + З∆Э , где Ен = 0,12, a – амортизационные издержки Если сеть уже существует, могут меняться U 2 , ∆P ⇒ ∆Э = З∆Э З∆ЭЛ _ ЭН + З∆Э _ СК , где З∆ЭЛ _ ЭН =З∆ЛЭП + з ' =( ∆PНБ ⋅τ Л ) ⋅ з ' τ ЛЭП= ( 0.124 + TНБ ⋅10−4 ) ⋅ 8760 (для разных регионов) 2 = З∆Э _ СК З∆Э _ СК _ ПОСТ + З∆Э _ СК _ ПЕРЕМ (Пост. – это в стали, на трение, вентиляция) З З ''' ∆PСК Σ = ∆PСК _ ПОСТ + ∆PСК _ ПЕР ∆PСК Σ ≈ 1,15% QCK З' ∆PCК _ ПОСТ ≈ 0, 4 ⋅ ∆PСК Σ З '' ∆PСК _ ПЕР ≈ 0, 6 ⋅ ∆PСК Σ τск t τл τвкл.СК З∆Э _ СК _ ПОСТ = ∆PСК _ ПОСТ ⋅ TВКЛ _ СК ⋅ з '' TВКЛ _ СК = 4000 ÷ 8000 ч / год ( Для ТР TВКЛ _ СК = 6000ч / год ) З∆Э _ СК _ ПЕР = ∆PСК _ ПЕР ⋅τ СК ⋅ з ''' , τ СК =0, 2 ⋅ TВКЛ =1200 ч ( ЕН + а ) ⋅ QСК + З∆Э ; U1= const = k 1.1) ⇒ как изменится QСК ( k1 1,= З= Задаемся U 2 З З З Кск 5% З∆Э РПН Uнб.раб. U2 U2 Кривая З = f (U 2 ) справедлива только для одного значения P. 17 Задачи и методика расчета режимов НМ нагрузок электропередачи, расстановка компенсирующих устройств и выбор их мощности. Возможность потребления реактивной мощности синхронными машинами, пути решения этой задачи. Расчеты делятся на проектные(состав и параметры обор.) и эксплуатационные (обеспечить наиболее экономичный режим системы, т.е. мин. потери).Задачи:1.Обеспечение режимной устойчивости системы 2.Обеспечение качества ЭЭ. Для нас это U на шинах потребителей. U1 U2 P1 U12 y11 sin α11 + U1U 2 y12 sin(δ − α12 ) = = Q1 U12 y11 cos α11 − U1U 2 y12 cos(δ − α12 ) l(λ ) P1, P2, P2 = − U 22 y 22 sin α 22 + U1U 2 y 21 sin(δ + α 21 ) Q1 Q2 Q 2 = − U 22 y 22 cos α 22 + U1U 2 y 21 cos(δ + α 21 ) P1,Q`1 P1,Q`2 P1,Q2 P1,Q1 U2 ∆P U2 U2жел Q1жел Q1 Метод систематизированного подхода: задаются несколькими значениями Q1,чтобы получить U2жел z11 =z12 =z П ; α11 =α12 =α П = P1 = Q '1 rп U1 P1+jQ`1 U12 UU sin α П + 1 2 sin(δ − α П ) zП zП jxп P1+jQ2 U2 = sin α П rП / z П ;= cos α П x П / z П U12 UU cos α П − 1 2 cos(δ − α П ) zП zП По другому→ +j U12 UU rП + 1 2 sin(δ − α П ) 2 zП zП = P1 = Q '1 2 1 U UU x П − 1 2 cos(δ − α П ) 2 zП zП zп xп αП rп + 2 Q`1 Q= P1 / SБАЗ ; SБАЗ = U1 / z П Алгоритм расчета режима НМ нагрузок: 1 / SБАЗ ; P1 * * U1 P1 + jQ1 UГ U1 ZП P1 + jQ`1 jQc1 U2 Uсист U2 P2 + jQ`2 P2 + jQ2 Хвн P2 + jQВН P2 + jQ’ВН U0 P2 + jQсист Хнн ∆Q ХХ jQc2 Uсист ск PНМ, задаемся напряжением U1=U2=UНОМ 2.QСИСТ дано. Задаемся U1 , U 2 , P1 → опред.δ → Q1 → Q '1 (используя= QC1 U12 b П ) → ∆P, ∆Q → P2 , Q '2 → Q 2 (используя QC2 ) P22 + Q 2ВН x ВН ; Q 'ВН= Q ВН − ∆Q ВН ; QСИСТ= P2 tgφСИСТ ; точка U 0 : U2 Q 'СК x НН Q 'ВН + Q 'СК − QСИСТ 'СК QСИСТ − Q 'ВН ; Q= Q 'СК + ∆Q НН , где ∆Q= ; = 0; Q= СК НН U0 Q ВН= Q 2 − ∆Q XX ; ∆Q ВН= 2 2 Q' x P x U= U 2 − ∆U ВН = U 2 − СК BН + 2 BН ; QСК ≈ 300 − 500Мвар 0 U2 U2 Требуется подобрать ответвления. 500 1 U 0 = U СИСТ ⋅ k T ; если U СИСТ = 220кВ, то U 0 = 220 ⋅ ; при k = 1.05 QСК ↓ . ⋅ 230 (1 ± n∆U) Доп. СК вкл через тр-р.Концентрация в одном узле-плохо=>распределить СК по п/ст. Возможность потребления рассмотрена в билете 16. Решение – расстановка реакторов 18 Режим одностороннего включения некомпенсированной линии при неизменном напряжении в ее начале. Режим одностороннего включения линии при учете сопротивления питающей системы. Определение параметров этих режимов. Уравнениями линии пользоваться нельзя, представим в виде 4-х полюсника. AЭ BЭ 1 jX СИСТ A0 B0 A + jX СИСТ C0 B0 + jX СИСТ D0 = ⋅ = 0 CЭ DЭ 0 C0 D0 C0 D0 1 U СИСТ = AЭU 2 + BЭ I 2 ( I 2 = 0) U ⇒ U 2 = СИСТ AЭ IСИСТ = CЭU 2 + DЭ I 2 ( I 2 = 0) A0 cos λ + jX СИСТ j = U 20 - напряжение чистой линии I sin λ ZВ AЭ A0 U1 = U 2 cos λ U12 tg λ Z В0 U СИСТ cos λ U1 в случае без сопротиления системы U1 = X СИСТ cos λ − sin λ ZВ QСИСТ= Q1 − ∆QСИСТ Q1 = − j ⇒ U 2 U 20 Т.к. индуктивное сопротивление больше, то для резонанса и емкость линии должна быть больше, а это происходит, когда линия короче. При резонансе X 0 т.е. cos λ резон − СИСТ sin λ резон = 0⇒ A0 = ZВ ZВ ⇒ tg λ резон = X СИСТ Включение такого сопротивления увеличивает опасность возникновения резонанса и напряжение на открытом конце при одностороннем отключении будет больше, чем при Хсист=0 19 Режим одностороннего включения для линии с реактором в ее начале, реактором в ее конце, реактором в промежуточной точке. Определение параметров режима. 1 Cлучай. Реактор вкл. в начале. λ1=0 , λ2=λ Аэ=cosλ , Bэ=jZв⋅sinλ , Cэ=j1/Zвsinλ-jYp⋅cosλ Dэ=cosλ+Zв⋅Yp⋅sinλ Bэ=Bо=>реактор не влияет на напряжение(U1=const), т.к он включен на ШБМ и не влияет на пропускную способность. Aэ=Ао=> U2=U1/cosλ напряжение U2 точно такое же , как и для некомпенсированной линии. Q1= -(U1²/Zв)⋅tgλ – реактор на величину стока реактивной мощности не влияет. Реактор влияет на Qсист: Qсист=Q1-Qp , Qp=U1²Yp таким образом реактор в начале линии не влияет на режим (т.е. на U2,Q1), но играет роль ограничителя реактивной мощности ,стекающей в ситему. Zвх=U1/I1, при I2=0 . Zвх=A/C. Zвх=cosλ/(j 1/Zв⋅sinλ-jYp)= -j cos Q1/(1/Zв⋅sinYp-Yp⋅cosλ)= = -j Zв/((sin λ-Zв⋅Yp⋅cosλ)/cosλ))= -j Zв/(tg λ - ZвYp) Zвх = -j 290/ (tg 30 – 290 * 6,53 * 10 -4 )= j 744,5 Om Включение реактора увеличивает Zвх=> улучшает режим самовозбуждения. U2=577 кВ то же что и было Q1= 500 Мвар 2 Случай Реактор включен в конце λ1=λ , λ2=0 Аэ=cosλ+YpZвsinλ Bэ=j Zвsinλ Сэ=j 1/Zв sinλ Dэ=cosλ Bэ=Во для нескомпенсированных линий=> не сказывается на пропускную способность т.к в норм. реж. подключ. к ШБМ (U2= const) U2=U1/Aэ 0 Реактор забирает на себя часть реакт. мощности т.к. Аэ> Ао : U2 < U2 некомпенсир. линии. S1= -jQ1=U1 I1, I1= (U1/Aэ) *Сэ, S1=U1²* (Сэ/ Aэ)= -j U1²*((1/Zв*sinλ-Ypcosλ)/(cosλ+ ZвYpsinλ)) Ux=U2(cosλx+Q2sinλx)+jPxU2sinλx т.к. одностороннее включение Q2=Q2/(Sбаз(Pбаз)) , Q2= U2²Yp ; Pбаз= U2²/Zв ; Q2=Yp Zв Ux=U2(cosλx+Yp Zвsinλx); dUx/dλx= -U2sinλx+U2YpZвcosλx=0 tg λx=YpZв ; λx=arctg Yp Zв => это точка перегиба она не зависит от длинны линии;она всегда будет находиться от конца линии на одном и том же расстоянии( если один и тот же оеактор) λxточка потокораздела τ =0 , Q=0. Q1= -(U1²/Zв)tg(λ-λx) ; Qp= U2²Yp=(U2/Zв)tg λx Эффективность включения реактора в конце больше по сравнению с включением в начале с точки зрения снижения U, снижения Q, увеличения Zвх. 3 Случай. Реактор вкл. в промежуточной точке. =>провал Q и U3 (реактор может поглотить всю Q) Если нет реактора. - - - -. Реактор не может поглотить всю Q(маломощный реактор). Если нет реактора. - - - -. U2=U1/Aэ ; U3=U2cosλ2 участок U2-U3 участок без компенсации U1=U4cos(λ1-λx); U3=U4cosλx U1/U3=(cosλ1cosλx+sinλ1sinλx)/cosλx=cosλ1+sinλ1tgλx tgλx=(U1/U3-cosλ1)/sinλ1; U4=U3/cosλx ; Q1= -U1²/Zв tg(λ1-λx); Qk1= U3²/Zв tgλx; Qн2= U3²/Zв tgλ2 ; Zвх=Аэ/Сэ 20 Определение параметров режима электропередачи при синхронизации на шинах электростанции. Возникающие при этом проблемы и пути их решения. 1 режим – синхронизация на промежуточной пст, 2 режим на шинах пст. * ** ск ск 1 режим 2 режим 2 режим проще, т.к. U и f известны в *.Надо сравнивать, что выдает генер. и синхронизировать. В 1 режиме надо иметь каналы телеметрии, чтобы передать U и f в ** на шины генер. и синхронизировать. Расчет 1 режима. U1 ωГ = ωСИСТ ; U '2 = U 2 ; δ∠U '2 U 2 = 0(т.е.вект.парал.и U’2 U2 l2 Uсист l1 в одну стор); A= cos λ, т.к.не вкл.реакт Э = U '2 U1 /= cos λ U1 / A Э U= U СИСТ − ∆U 2 ;SПС = SСН + SНН + j∆Q АТΣ ; U’2 U2 2 SНН =PНН + jQ НН − jQСК ; U1ЖЕЛ =U '2ЖЕЛ cos λ; U1ЖЕЛ ≥ 0,8U НОМГ ; Sпс Если U '2 ≠ U 2 , то вкл. реактор перед ключом ск 2 U’2 U1жел Q U2 Q1 = − j 1 tgλ; ∆QT = 1 x T + ∆Q XX ; zB U1 Q= Q1 − ∆Q Г Г U2 U2 l1 1.Надо выровнять U. 2.учесть возможность поглощения генер. Q. 3.Проверить возможность самовозбуждения генер. при работе на линию, откл. с одного конца. Расчет 2 режима. U1 U2 Uсист Qн2 Q P Qк1 Sпс АэВэСэDэ Sнн ск zп2 zп1 Sсн Uсист Sпс U1 P U2 Sпс Uсист Sсн Sнн ск Не известно U2 =>не известно U1. Задаемся U 2 = U НОМ = > U1 = U 2 / cos λ; 2 U2 Q К1 = tgλ1 ; Q К1 − Q ПС − QСИСТ = 0= > QСИСТ zB Два метода:1.П-обр. схема;2.Использование четырехполюсника. ←П-обр. схема U2 Q К1 = НОМ tgλ1 → Q К1 − Q ПС − Q Н2 =0 = > Q Н2 → z B1 → ∆Q П2 → QСИСТ → ∆U П2 → U 2 → Q К1 2-3 итерации 2.Четырехполюсник. Аэ Вэ А1 B1 1 0 А 2 B2 = ⋅ ⋅ Сэ Dэ C1 D1 YПС 1 C2 D 2 U СИСТ =+ DЭ U1 BЭ I1 , где BЭ I1 = 0; U1 = U СИСТ / DЭ ≤ U КР.ДОП ; U 2 = U1 cos λ1 U 22 tgλ1 → баланс Q на шинах ПС → ∆Q Л2 → QСИСТ zB YПС определяется по SПС Q= К1 Аэ Вэ А1P = Сэ Dэ C1P 1 B1P ⋅ D1P YПС 0 А2 ⋅ 1 C2 B2 D2 U СИСТ = DЭ U1 + BЭ I1 , где BЭ I1 = 0; U1 = U СИСТ / DЭ λ= arctgz y ; U = D U B I ; I U + = 2 P 1 P 1 1 1yP ; X B P 2 U2 Q К1 tg(λ1 − λ X ) → баланс Q на шинах ПС → ... = zB 21 Самовозбуждение генераторов при работе на линию, включенную с одного конца. Условия самовозбуждения для турбо- и гидрогенераторов. 22 Мероприятия по устранению самовозбуждения. Совместная работа двух генераторов на линию, условие их устойчивой работы. Включение реакторов в начале и конце линии. Входное сопротивление линии в этих случаях, метод эквивалентного четырехполюсника. Мероприятия по устранению самовозбуждения. Для самовозбуждения необходимо чтобы точка, характеризующая параметры вн. сети (ZВХ) попала в одну из областей самовозбуждения. I-синхрон. самовозбужд II,III-ассинхр.самовозб Существуют два пути решения: 1) Вывести эту точку за пределы области возбуждения 2) Уменьшить эту область. 1). Установить реакторы- это увеличит ZВХ. (Но для длинных линий режим односторон. Включ. м.б. определяющим для установки оборудования, к тому же установка ШР требует места) 2). Для уменьшения самой области синхронизуемся двумя генераторами, но надо проверить устойчивость,т.к два генератора работают на большую емкость. P1 = PΣ = EQ1 EQ2 ⋅ sin δ x12 dP > 0 - чтобы обеспечить устойчивость dδ dP EQ 2 EQ 2 = > 0(т(т cos δ = 1) cos δ = dδ x12 x12 δ = 0, т.к.односторонневключениеp = 0 ⇒ знак производной опред.знак x12 x12 = jx qΣ + jx qΣ + 2 x qΣ > x ВХ > jx qΣ jx qΣ − jx ВХ = j 2 x qΣ − jx qΣ x ВХ >0 x 2 qΣ x ВХ x 2 qΣ x qΣ ⇒ x ВХ > → условие совместн 2 x qΣ 2 работы на емкость для ГГ 23 Пропускная способность линии, существующие ограничения, зависимость пропускной способности от длины линии. Пропускная способность ЛЭП – максимальная мощность линии, которая может быть передана по линии с учетом всех ограничений. 𝑃𝑃 𝑈𝑈1 ⋅𝑈𝑈2 𝑧𝑧в ⋅𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠 𝜆𝜆𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 (максимальная мощность, которая может быть передана по условиям электромагнитных свойств линии (идеализированная ВЛ)). Ограничения: 1. По устойчивости (статической или динамической). К з = 20% 2. Ограничение по величине напряжения: не больше U нб _ раб (по условиям оборудования на ПС). 3.По нагреву проводов (особенно для коротких линий). 4. По номинальным токам коммутационного оборудования (выключатели разъединители). 5. Если на линии есть УПК, то ограничение по току конденсатора. 24 Мероприятия по повышению пропускной способности электропередачи: повышение номинального напряжения, изменение конструкции линии, промежуточные КУ, установки продольной компенсации. 1). Повышение номинального напряжения. При этом способе повышения пропускной способности тяжело осваивается каждая ступень. U l 2500 ê U Ф. Н = 2 ⋅ U МФ. ДЕЙСТ 3 1115 кВ – 940 кВ 1800 кВ – 1420 кВ 2200 кВ - 1800 кВ Также каждое новое номинальное напряжение приводит к большим капиталовложениям U 110 220 330 500 750 11150 Ui 1 2 3 4.5 6.8 10.45 110 Ki 1 2.02 3.8 6.2 16.7 30.5 K110 K Лi 1 1.38 2.5 3.4 5.75 10.6 K Л 110 PНАТ 1 4.5 12 30 70 173 PНАТ 110 K i - стоимость ячейки; K Лi -стоимость линии на км. Экологический фактор: Чем выше U НОМ , тем выше Е, тем более вредные воздействие на окружающую среду. 2). Изменение конструкции линии D U1 ⋅ U 2 U1 ⋅ U 2 ⋅ cos (δ ) 138 ⋅ ln СГ P= PMAX = ZB = Z В ⋅ sin ( λ ) BЭКВ rЭКВ Для того чтобы уменьшить Z B нужно уменьшить DСГ или увеличить rЭКВ . Наиболее простой способ расщепление проводов в фазе. При ↓ Z B ⇒ ↑ P . На линии 500 кВ и более используются только горизонтальные опоры. Можно уменьшить DCГ . Расстояние между проводами зависят от разных факторов. Наиболее важные: 1. Слипание проводов под воздействием ветра(наиболее важный); 2. Отклонение изоляторов под воздействием ветра и приближение их к опорам. 3. Безопасный подъём на опору при линии под напряжением. Эти границы можно перейти использовав V-образную схему(использование изоляторов из новых полимеров). 0.0251 DCГ ↓⇒ СР ↑⇒ EMAX ↑⇒ надо изменять конструкцию фазы DСГ lg rЭКВ Для 220 кВ и выше лучше всего применять электрическую конструкцию: = СP на практике применяют: 3). Установка промежуточных СК U1 U2 U3 U4 СК ÑÊ СК ÑÊ Если линии не хватает пропускной способности, то нужно системно разделить на несколько частей. Линия разбивается на отдельные участки с одинаковым напряжением и её пропускная способность определяется только пропускной способностью самого длинного участка. 4). Установки продольной компенсации. Для увеличения пропускной способности нужно увеличить ВЭ . X ΣЛ = XЛ − XK XK = Z B ⋅ sin ( λ0 ) ⋅ lK , lK − длина линии , которую мы компенсируем Как устанавливается продольная компенсация а) «-» при КЗ изменяется степень компенсации, так как уменьшается сопротивление линии. Тогда отключают одну конденсаторную батарею. б) «-» компенсаторы должны быть рассчитаны на большую мощность, так как при отключении одной цепи. По второй будет идти 2I. «+»степень компенсации не меняется так как сопротивление линии остаётся таким же так как отключается линия вместе с КБ. 25 Электропередачи постоянного тока. Их структурные схемы, достоинства и недостатки по сравнению с передачами переменного тока, области возможного применения. 26 Электропередачи постоянного тока, виды схем электропередач постоянного тока, их основные характеристики и области применения. 27 Вставки постоянного тока, их структурные схемы, основные характеристики, назначение и области применения. 28 Потери мощности и энергии в линиях СВН. Коэффициент полезного действия линии и его зависимость от передаваемой мощности и длины линии, мероприятия по снижению потерь мощности и энергии. Сумма потерь в линиях СВН складывается из потерь на: 1) нагрев проводов 2) корону 3) утечки по изоляторам 4) плавку гололеда 5) потери в компенсирующих устройствах, шунтирующих реакторах, синхронных компенсаторах
