Изменение сопротивления электрической сети
В ЛЭП высокого и сверхвысокого напряжения, а также в трансформаторах индуктивное сопротивление намного превышает активное сопротивление и поэтому оказывает большее влияние на потери напряжения. Если изменить реактивное сопротивление сети, то в некоторых случаях можно улучшить условия регулирования напряжения у потребителей.
Одним из способов уменьшения индуктивного сопротивления линии является продольная компенсация – последовательное включение в рассечку линии конденсаторов (рисунок 5.15). Батарея конденсаторов с устройством переключения называется устройством продольной компенсации (УПК).
Рисунок 5.15. Продольная компенсация индуктивного сопротивления линии
Напряжения в начале и конце линии при включенном УПК с сопротивлением конденсаторной батареи Хс будут связаны соотношением
. (5.13)
Рассмотрим векторную диаграмму напряжений ЛЭП при компенсации ее продольного сопротивления. Без конденсаторной батареи потеря напряжения в линии измеряется отрезком ОА (рисунок 5.16). При установленном устройстве УПК потеря напряжения определяется отрезком ОВ. Как видно, она меньше, чем в линии без УПК,
Изменяя мощность конденсаторной батареи, можно получить любую потерю напряжения в линии, доводя ее даже до отрицательного значения, когда напряжение в конце окажется выше, чем в начале. При равенстве индуктивного сопротивления линии емкостному сопротивлению УПК падение напряжения в линии определяется только ее активным сопротивлением:
|
|
|
. (5.14)
Рисунок 5.16. Векторная диаграмма напряжений при установке УПК
На практике применяют лишь частичную компенсацию индуктивного сопротивления линии. Полная или значительная компенсация в распределительных сетях связана с возможным появлением в сети перенапряжений. Снижение результирующего индуктивного сопротивления линии приводит также к увеличению токов короткого замыкания в сети.
Изменение сопротивления сети можно обеспечить отключением и включением части параллельно работающих элементов – одной цепи двухцепных ЛЭП или одного из параллельно работающих трансформаторов. В режимах небольших нагрузок, когда потери напряжения невелики, для уменьшения напряжения можно отключить одну цепь линии или один трансформатор, а при больших нагрузках держать включенными все элементы.
Отключение части линий сети влечет за собой увеличение потерь электроэнергии и снижение надежности питания потребителей, поэтому такой способ регулирования напряжения практически не применяют. Отключение же параллельно работающих трансформаторов в слабонагруженных режимах может даже уменьшить потери электроэнергии за счет снижения потерь холостого хода. Кроме того, трансформаторы являются очень надежными элементами электрической сети, поэтому работа с одним трансформатором вполне допустима.
|
|
|
Таким образом, регулирование напряжения в электрической сети рассмотренным методом осуществляют, как правило, за счет отключения части параллельно работающих трансформаторов.
5.2.6 Регулирование напряжения в распределительных сетях методом характеристического узла
Кроме принципа встречного регулирования напряжения, основанного на линейной характеристике регулирования от Uном (или меньшего Uном) в часы минимальных нагрузок до (1,05...1,1) Uном в часы максимальных нагрузок, нашли применение и другие подходы к выбору закона регулирования напряжения [1]. В частности, во Франции используют подход, основанный на минимизации ущерба, наносимого потребителю при отклонении напряжения от номинального значения. Напряжение на понижающей подстанции регулируется таким образом, чтобы обеспечить потребителям сети с наибольшей потребляемой энергией напряжение, близкое к номинальному. С этой целью строят специальную модель эквивалентного сопротивления сети (рисунок 5.17), за которым в узле регулируется напряжение по специально полученному закону.
|
|
|
Данный подход к регулированию напряжения, так же как и встречное регулирование, является согласным (токовой нагрузке шин НН), однако выбор диапазона регулирования осуществляется иначе. Узел, в котором регулируется напряжение, называется характеристическим. Он является модельным образованием и не существует в действительности.
На подстанции, где размещено устройство РПН, располагают только информацией о напряжении (U), активной (Р) и реактивной (Q) составляющих мощности нагрузки и токе I.
Рисунок 5.17. РПН на понижающей Рисунок 5.18 Модель полного
подстанции сопротивления
Модель эквивалентного сопротивления, по которому протекает ток (рисунок 5.18), соответствует отдаваемой в сеть мощности. Получается, что регулированию подлежит одно напряжение, но потребителей много, и они распределены по всей сети. Следовательно, характеристическая точка должна быть выбрана таким образом, чтобы при регулировании напряжения общий ущерб (для всей сети) был минимальным, поскольку всякое перемещение регулируемой точки вызывает увеличение общего ущерба.
|
|
|
Если отходящая линия – неразветвленная, то в характеристической точке среднее квадратическое отклонение напряжения должно быть равным средневзвешенной величине (по потребляемым энергиям) в различных точках линии.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Лыкин А.В. Электрические системы и сети: Учеб. пособие. – М.: Университетская книга; Логос, 2006. – 254 с.
2. Электрические системы и сети: Учебник / Г.Е. Поспелов, В.Т. Федин, П.В. Лычев – Мн.: УП «Технопринт», 2004. – 720 с.
3. Герасименко А.А. Передача и распределение электрической энергии: Учебное пособие / А.А. Герасименко, В.Т. Федин. – Ростов-н/Д.: Феникс; Красноярск: Издательские проекты, 2006. – 720 с.
4. Электротехнический справочник: В 4 т. Т.3. Производство, передача и распределение электрической энергии / под общ. ред. профессоров МЭИ В.Г. Герасимова и др. 9-е изд., стер. – М.: Издательство МЭИ. 2004. – 964 с.
5. Блок В.М. Электрические сети и системы. т. – М.: Высшая школа, 1986. – 430 с.
6. Идельчик В.И.. Электрические системы и сети: Учебник для вузов. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 592 с.
7. Буслова Н.В. и др. Электрические системы и сети. – Киев, Высшая школа, 1986. – 584 с.
8. Справочник по проектированию электрических сетей / под ред. Д.Л. Файбисовича. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2006. – 352с.
9. Макаров Е.Ф. Справочник по электрическим сетям 0,4 – 35 кВ и 110 – 1150 кВ: учебно-производственное издание: в 6-ти Т. / под ред. И.Т. Горюнова, А.А. Любимова. – М.: Энергия Т. 1 – 6. – 2008.
ОГЛАВЛЕНИЕ
РАЗДЕЛ 1. ВВЕДЕНИЕ..................................................................................... 3
Тема 1.1 Введение. Понятие о расчетах электрических сетей........................... 3
1.1.1 Введение. Режимы сетей. Расчёты режимов сетей............................ .3
1.1.2 Основные электрические переменные................................................ 4
1.1.3 Схемы замещения элементов электрических сетей........................... 7
РАЗДЕЛ 2. СОПРОТИВЛЕНИЯ И ПРОВОДИМОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ............................................................................... 9
Тема 2.1 Сопротивления и проводимости линий электропередачи (ЛЭП)...... 9
2.1.1 Активные и реактивные сопротивления ЛЭП................................... 9
2.1.2 Активные и реактивные проводимости ЛЭП.................................. 10
2.1.3 Сопротивления и проводимости стальных проводов..................... 11
Тема 2.2 Сопротивления и проводимости трансформаторов и автотрансформаторов 9
2.2.1 Сопротивления и проводимости двухобмоточных трансформаторов 12
2.2.2 Сопротивления и проводимости трёхобмоточных трансформаторов 12
2.2.3 Сопротивления и проводимости автотрансформаторов. Пересчёт параметров трансформаторов к номинальной мощности................................................... 14
РАЗДЕЛ 3. АНАЛИЗ РЕЖИМОВ РАБОТЫ СЕТЕЙ..................................... 16
Тема 3.1 Потери мощности и энергии в линиях и трансформаторах............ 16
3.1.1 Общие сведения о потерях мощности и энергии в элементах электрических сетей...................................................................................................................... 16
3.1.2 Потери мощности в линиях.............................................................. 16
3.1.3 Потери энергии в линиях................................................................. 17
3.1.4 Потери мощности и энергии в трансформаторах........................... 19
Тема 3.2 Потери и падения напряжения.......................................................... 16
3.2.1 Падение напряжения........................................................................ 20
3.2.2 Продольная и поперечная составляющие падения напряжения. Потеря напряжения.................................................................................................................. 21
3.2.3 Определение режима напряжений.................................................. 22
3.2.4 Расчёт линии передачи с использованием четырёхполюсников.... 24
Тема 3.3 Расчёт электрических сетей различной конфигурации.................... 24
3.3.1 Общие сведения для расчётов электрических сетей........................ 24
3.3.2 Натуральная мощность и пропускная способность ЛЭП............... 25
3.3.3 Расчёт разомкнутых сетей местного значения................................ 26
3.3.4 Расчёт сетей с двусторонним питанием........................................... 28
3.3.5 Расчет сложнозамкнутых сетей. Метод контурных токов, узловых напряжений и наложения....................................................................................................... 29
Тема 3.4 Анализ режимов длинных линий электропередач........................... 30
3.4.1 Уравнение идеальной линии электропередачи как четырёхполюсника 30
3.4.2 Физические процессы в длинных линиях Сведения о линиях без потерь реактивной мощности и их особенностях............................................................... 33
РАЗДЕЛ 4 ПРОЕКТИРОВАНИЕ СЕТЕЙ....................................................... 34
Тема 4.1 Технико-экономические расчёты в электрических сетях энергосистем 34
4.1.1 Задачи и методы проектирования энергосистем и электрических сетей 34
4.1.2 Технико-экономические показатели вариантов электрической сети 35
4.1.3 Технико-экономическое сравнение вариантов сети........................ 38
4.1.4 Выбор варианта сети с учётом надёжности электроснабжения..... 38
4.1.5 Выбор номинального напряжения сети.......................................... 40
Тема 4.2 Расчёт электрических сетей различной конфигурации.................... 41
4.2.1 Выбор параметров линий электропередачи................................... 41
4.2.2 Определение сечения проводов и кабелей по экономической плотности тока и экономическим интервалам.............................................................................. 42
4.2.3 Проверка сечений проводников по условиям короны, механической прочности и нагреву............................................................................................................ 43
4.2.4 Проверка сечений проводников по потерям напряжения в нормальном режиме и термической устойчивости к токам КЗ......................................................... 45
4.2.5 Определение типа подстанций и выьор коммутационных схем..... 46
4.2.6 Выбор трансформаторов подстанций............................................. 48
РАЗДЕЛ 5 РЕГУЛИРОВАНИЕ ЧАСТОТЫ И НАПРЯЖЕНИЯ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ............................................................................................................... 49
Тема 5.1 Баланс мощностей и регулирование частоты в энергосистеме........ 49
5.1.1 Баланс активных и реактивных мощностей в энергосистеме......... 49
5.1.2 Характеристики первичных двигателей электростанций............... 50
5.1.3 Первичное и вторичное регулирование частоты............................ 52
5.1.4 Регулирование частоты в энергосистеме......................................... 54
5.1.5 Источники и потребители реактивной мощности........................... 56
5.1.6 Выработка реактивной мощности на электростанциях.................. 57
5.1.7 Компенсирующие устройства.......................................................... 58
Тема 5.2 Регулирование напряжения в электрических сетях.......................... 60
5.2.1 Методы и принципы регулирования напряжения.......................... 60
5.2.2 Регулирование напряжения на электростанциях............................ 61
5.2.3 Регулирование напряжения на понижающих подстанциях. Выбор ответвлений устройств регулирования напряжения............................................................ 63
5.2.4 Регулирование напряжения методом изменения потерь напряжения в сети 69
5.2.5 Регулирование напряжения в распределительных сетях методом характеристического узла....................................................................................................... 73
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ................................................................................. 75
Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 1468; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!