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)