Загрузил vesti.makar

ПИРЭЭ-лаб3

реклама
Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого
Институт энергетики
Высшая школа электроэнергетических систем
ОТЧЕТ О ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ
ПО КУРСУ «ПЕРЕДАЧА И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ
ЭНЕРГИИ»
«ПРЕДЕЛЬНЫЕ РЕЖИМЫ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ»
Выполнили
студенты гр. 3231302/10801
Вести М.С.
Хранин С.С.
Проверил
Першиков Г.А.
Санкт-Петербург
2024
Цель работы:
Научиться оценивать влияние на предельные режимы электропередачи
таких факторов как наличие местной нагрузки на шинах станции,
воздействие автоматических регуляторов возбуждения синхронных
генераторов, мощности устройств продольной компенсации (УПК).
Схемы электропередачи:
Рисунок 1. Принципиальная схема электропередачи без УПК (а); с УПК
(б); исходная (в) и эквивалентная (г) схемы замещения
Исходные данные (Вариант 10):
Ном.
Номер
варианта
Напряжение
линии
𝑈ном , кВ
10
750
Натуральная
Ном. Мощность
Генератора и
𝑟0,ВЛ
𝑥𝑞
𝑥𝑑′
𝑥тр
𝑥упк
𝑧в
мощность
трансформатора,
линии
𝑃нат ,
𝑆ном , МВА
Ом
100 км
о.е.
МВт
4500
1,7
1,01 0,27 0,12 0,36
2200
Длина Мест
линии нагр.
𝑙,
𝑃н ,
км
МВт
390
2000
Расчет исходных данных:
Номинальное напряжение генератора задается Uг. Ном. = 20 кВ.
2
𝑥(Ом) = 𝑥(о. е. ) ∙ 𝑈ном
/𝑆ном
В случае АРВ: 𝑥г = 𝑥𝑑′
𝑥𝑑′′ (Ом) = 0,27 ∙
202
= 0,024 Ом
4500
Без АРВ: 𝑥г = 𝑥𝑞
𝑥𝑞′ (Ом) = 1,01 ∙
202
= 0,09 Ом
4500
При применении АРВ СД: 𝑥г = 0, т. е. напряжение на шинах станции
считается постоянным и равным номинальному.
𝑥(Ом) = 0
В общем случае:
𝑟лэ =
𝑟0 ∙ 𝑙
= 3,3 Ом
𝑛ц ∙ 100
2
(750 кВ)2
𝑈ном
𝑧в =
=
= 255,681 Ом
𝑃нат
2200 МВт
𝜆 = 0,06 ∙ 𝑙, эл. градусы. = 0,06 ∙ 390 = 23,4 эл. градусы
рад.×
180
= град.
𝜋
𝑥упк
= 0,36
𝑧в
С УПК:
𝑡𝑔 𝛼упк =
𝑥упк
0,36
=
= 0,18
2 ∙ 𝑧в
2
𝛼упк = 10,2 град.
Аэ =
𝐵э =
cos(𝜆 − 𝛼упк )
= 0,955
cos(𝛼упк )
𝑠𝑖𝑛(𝜆 − 𝛼упк ) − sin 𝛼упк
= 0,052
cos(𝛼упк )
𝑥лэ = 𝑧в (sin 𝜆 −
𝑏лэ =
𝑥упк
𝜆
∙ cos 2 ) = 13,283 Ом
𝑧в
2
𝜆
2 = 0,000809955 См = 809,995 мкСм
𝑡𝑔
𝑧в
Без УПК:
𝐴э = cos 𝜆 = 0,917
𝐵э = 𝑗𝑧в sin 𝜆 = 𝑗101,54
𝑥лэ = 𝑧в 𝑠𝑖𝑛𝜆 = 101,54
𝑏лэ =
𝑡𝑔
𝜆
2 = 0,000809955 См = 809,995 мкСм
𝑧в
Параметры трансформатора:
Здесь коэффициент трансформации
𝑘=
𝑈кон. 750 кВ
=
= 37,5
𝑈нач.
20 кВ
2
𝑈тр
202
𝑥тр = 𝑥тр (о. е. ) ∙
= 0,12 ∙
= 0,0106 Ом
𝑆ном
4500
В случае присутствия местной нагрузки:
𝑐𝑜𝑠 𝜑н = 0,8
𝑃н = 2000 МВт
1
𝑄н = 𝑃н ∙ 𝑡𝑔𝜑н = 2000 ∙ √ 2
− 1 = 1500 МВАР
𝑐𝑜𝑠 (𝜑)
𝑆н =
𝑃н
2000 МВт
=
= 2500 МВА
𝑐𝑜𝑠 𝜑н
0,8
Опыт 1
Нагрузочно-угловая характеристика электропередачи и ЛЭП
А) Местная нагрузка отсутствует
𝑃г , МВт
𝑃л , МВт
𝛿1 , град.
𝛿3 , град.
0
0
-0,05
-0,5
125
125
2,98
1,22
250
250
6
2,48
375
375
9,04
3,75
500
500
12,11
5,03
625
625
15,21
6,33
750
750
18,35
7,63
875
875
21,55
8,96
1000
1000
24,82
10,32
1125
1125
28,17
11,71
1250
1250
31,62
13,13
1375
1375
35,22
14,62
1500
1500
38,97
16,15
1625
1625
42,92
17,77
1750
1750
47,14
19,48
1875
1875
51,72
21,32
2000
2000
56,8
23,34
2125
2125
62,25
25,65
2200
2200
66,75
27,24
2250
2250
69,97
28,48
2300
2300
73,7
29,89
2375
2375
81,63
32,83
2405
2405
90,77
36,07
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Рисунок 2. Нагрузочно-угловая характеристика электропередачи и ЛЭП
без нагрузки.
Б) Местная нагрузка есть
𝑃г , МВт
𝑃нач , МВт
𝛿1 , град.
𝛿3 , град.
0
2000
-30,74
30,74
115
1885
-25,47
27,77
230
1770
-20,8
25,28
345
1655
-16,49
23,12
460
1540
-12,38
21,14
575
1425
-8,41
19,29
690
1310
-4,52
17,54
805
1195
-0,67
15,87
920
1080
3,17
14,25
1135
865
10,48
11,34
1250
750
14,53
9,82
1365
635
18,76
8,31
1480
520
23,27
6,8
1595
405
28,22
5,28
1710
290
34,05
3,73
1825
175
42,93
2,14
1838
162
45,94
1,99
2500
2000
1500
1000
500
0
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
50
Рисунок 3. Нагрузочно-угловая характеристика электропередачи и ЛЭП
с местной нагрузкой
Опыт 2
Нагрузочно-угловая характеристика электропередачи и линии электропередачи
А) При учете автоматического регулирования возбуждения пропорционального типа
𝑃г , МВт
𝑃нач , МВт
𝛿1 , град.
𝛿3 , град.
0
2200
-23,12
-23,12
240
1960
-18,79
-20,01
480
1720
-14,62
-17,05
720
1480
-10,58
-14,2
960
1240
-6,62
-11,43
1200
1000
-2,71
-8,72
1440
760
1,16
-6,05
1680
520
5,02
-3,41
1920
280
8,88
-0,77
2160
40
12,78
1,87
2400
-200
16,73
4,54
2640
-440
20,76
7,25
2880
-680
24,9
10,02
3120
-920
29,18
12,88
3360
-1160
33,66
15,86
3600
-1400
38,4
19
3840
-1640
43,5
22,36
4080
-1880
49,13
26,07
4320
-2120
55,62
30,31
4560
-2360
63,76
35,59
4700
-2500
70,35
39,83
4800
-2600
78,81
45,15
4814
-2614
83,14
47,94
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
-1000
-2000
-3000
Рисунок 4. Нагрузочно-угловая характеристика электропередачи и ЛЭП
с местной нагрузкой с АРВ пропорционального типа
Б) При учете автоматического регулирования возбуждения сильного действия
𝑃г , МВт
𝑃нач , МВт
𝛿1 , град.
𝛿3 , град.
0
2000
-21,28
-21,28
285
1715
-17,74
-18,11
570
1430
-14,26
-15,01
855
1145
-10,83
-11,96
1140
860
-7,43
-8,95
1425
575
-4,07
-5,96
1710
290
-0,73
-3,01
1995
5
2,6
-0,06
2280
-280
5,92
2,89
2565
-565
9,24
5,83
2850
-850
12,58
8,79
3135
-1135
15,94
11,76
3420
-1420
19,32
14,76
3705
-1705
22,74
17,8
3990
-1990
26,21
20,89
4275
-2275
29,74
24,03
4560
-2560
33,34
27,25
4845
-2845
37,02
30,55
5130
-3130
40,82
33,95
5415
-3415
44,76
37,51
5700
-3700
48,86
41,22
5985
-3985
53,17
45,14
6270
-4270
57,75
49,32
6555
-4555
62,7
53,88
6840
-4840
68,17
58,96
7125
-5125
74,46
64,85
7410
-5410
82,29
72,28
7500
-5500
85,43
75,3
7600
-5600
89,69
79,42
7695
-5695
95,81
85,4
10000
8000
6000
4000
2000
0
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
-2000
-4000
-6000
-8000
Рисунок 5. Нагрузочно-угловая характеристика электропередачи и
ЛЭП с местной нагрузкой с АРВ СД
Опыт 3
Нагрузочно-угловая характеристика электропередачи и линии электропередачи при
наличии на линии электропередачи устройств продольной компенсации (при
наличии местной нагрузки)
𝑃г , МВт
𝑃нач , МВт
𝛿1 , град.
𝛿3 , град.
0
2000
-2,9
-2,9
500
1500
-1,52
-2,18
1000
1000
-0,14
-1,46
1500
500
1,24
-0,75
2000
0
2,62
-0,03
2500
-500
4
0,68
3000
-1000
5,38
1,39
3500
-1500
6,76
2,09
4000
-2000
8,14
2,8
4500
-2500
9,52
3,5
5000
-3000
10,89
4,21
5500
-3500
12,28
4,91
6000
-4000
13,66
5,61
6500
-4500
15,05
6,3
7000
-5000
16,44
7
7500
-5500
17,83
7,7
8000
-6000
19,23
8,39
8500
-6500
20,63
9,09
9000
-7000
22,04
9,78
9500
-7500
23,45
10,47
10000
-8000
24,87
11,17
10500
-8500
26,3
11,86
11000
-9000
27,74
12,55
11500
-9500
29,19
13,24
12000
-10000
30,64
13,93
12500
-10500
32,11
14,62
13000
-11000
33,59
15,32
13500
-11500
35,08
16,01
14000
-12000
36,59
16,7
14500
-12500
38,11
17,39
15000
-13000
39,65
18,08
15500
-13500
41,21
18,78
16000
-14000
42,79
19,47
16500
-14500
44,4
20,17
17000
-15000
46,03
20,86
17500
-15500
47,69
21,56
18000
-16000
49,38
22,26
18500
-16500
51,11
22,96
19000
-17000
52,89
23,66
19500
-17500
54,72
24,36
20000
-18000
56,6
25,06
20500
-18500
58,56
25,77
21000
-19000
60,6
26,47
21500
-19500
62,75
27,18
22000
-20000
65,03
27,89
22500
-20500
67,51
28,61
23000
-21000
70,28
29,32
23500
-21500
73,56
30,04
24000
-22000
78,12
30,76
24205
-22205
83,11
31,06
30000
20000
10000
0
-10
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
-10000
-20000
-30000
Рисунок 6. Нагрузочно-угловая характеристика электропередачи и ЛЭП
с местной нагрузкой с АРВ СД и УПК
Вывод:
В ходе выполнения лабораторной работы было изучено влияние на
предельные режимы электропередачи таких факторов, как воздействие
автоматических регуляторов возбуждения синхронных генераторов и
мощности устройств продольной компенсации (УПК).
Как видно из графиков применение каждого из перечисленных методов
привело к увеличению предела передаваемой мощности. При применении
автоматического регулятора возбуждения пропорционального действия
(АРВ ПТ) предел передаваемой мощности составил 4814 МВт (рисунок 4), а
благодаря автоматическому регулятору возбуждения сильного действия
(рисунок 5) значение передаваемой мощности возросло до 7695 МВт .
В последнем эксперименте к применению АРВ СД было добавлено
устройство
продольной
компенсации
реактивной
мощности
(УПК).
Поскольку
установка
последовательной
емкости
позволяет
снижать
индуктивное сопротивление, тем самым снижая потери напряжения в линии
значение предельно передаваемой мощности увеличилось и достигло
24205 МВт.
Скачать