диплом (1219444), страница 7

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 7)

Из условия надёжной и безотказной работы (по условиям изоляции) электрооборудования линии, понижающих подстанций и всего комплекса генерирующего, передающего, трансформирующего, защитного оборудования, работающего при высоком напряжении, длительное допустимое напряжение не должно превышать 5% от номинального. То есть в сети напряжением 220 кВ максимально допустимое напряжении составляет 231 кВ, [2].

Найдём процентное отношение напряжения в конце линии от номинального, для участка «Комсомольская-Селихино» из [2], %.

(8.2)

где - напряжение в конце линии, кВ; - номинальное напряжение линии, кВ.

Для других участков и режимов расчёт аналогичен, результат расчёта заносим в таблицу 8.2

Таблица 8.2 – Результат расчета падения напряжения по участкам

На всех участках сети отклонение напряжения составляет более 5%, что недопустимо по условию работы изоляции электрооборудования и уровня отклонения напряжения в сети. Превышение напряжения носит ёмкостный характер. Построим векторные диаграммы напряжений для двух режимов рисунок Б1 и рисунок Б2. Диаграммы построены по данным таблицы 8.1. Так как напряжение на приёмном конце линии не соответствует допустимому значению, то необходимо применить поперечную индуктивную компенсацию зарядной ёмкости линии.

В качестве такой компенсации применим шунтирующий реактор. Шунтирующие реакторы потребляют излишнюю ёмкостную реактивность линии. Это позволит снизить напряжение на приёмном конце линии до допустимого значения, вследствие поглощения реактивной зарядной мощности линии, уменьшатся активные потери в линии, что скажется на уменьшении потребления мощности от системы.

8.3 Анализ изменения перетоков реактивной мощности линий при изменении активной мощности нагрузки

Особенность электропередачи высокого напряжения, определяющая их режимы – отсутствие дальних электропередачи без промежуточных присоединений. Электропередачи высокого напряжения являются элементами сложной сети энергосистемы, работающей параллельно с сетями других напряжений.

При расчётах линий высокого напряжения выбор их основных технических и экономических характеристик производятся по двум характерным режимам: режиму наибольшей нагрузки линии и режиму холостого хода. Режим наибольшей нагрузки определяет требуемую способность и, как следствие, необходимость установки дополнительных источников реактивной мощности и применение средств повышения устойчивости. По режиму холостого хода определяется необходимость применения средств компенсации избыточной реактивной мощности и средств ограничения повышения напряжения. Особенностью режима холостого хода и режима минимальных нагрузок линии высокого напряжения является наличие большой избыточной реактивной мощности, генерируемой линией, и, как следствие повышение напряжения. Наиболее тяжёлые условия создаются при односторонних включениях и отключениях линии.

Перетоки реактивной мощности в сетях высокого напряжения определяются режимами работы электростанций, компенсирующих устройств и степенью загрузки (а как следствие – соотношением между зарядной мощностью линий и потерями реактивной мощности в них). В режиме максимальных нагрузок потоки реактивной мощности в таких сетях определяются балансом мощности отдельных узлов и невелики. Значительные потоки реактивной мощности имеют место в режимах минимальных нагрузок, характер изменения которых определяется загрузкой генераторов и синхронных компенсаторов реактивной мощности, числом и размещением отключаемых реакторов и батарей статических конденсаторов.

Для отдельной линии изменение нагрузки от нуля до максимума приводит к изменению её баланса реактивной мощности. При увеличении загрузки линии активной мощностью до значения, половины натуральной мощности, избыток реактивной мощности меняется не значительно. Когда переток мощности превышает натуральную мощность линии, имеет место дефицит реактивной мощности, резко возрастающий с увеличением перетока.

Покажем, изменение перетока реактивной мощности линии высокого напряжения при изменении потребления активной мощности нагрузкой.

Найдём предельную волновую длину линии, рад и потребляемую линией реактивную мощность, МВАр из [8].

, (8.3)

где - номинальное напряжение линии, кВ; - максимально допустимое значение напряжения, кВ.

(8.4)

где - натуральная мощность линии, МВт; Р – активная мощность нагрузки, МВт.

Принимаем из [2] значение натуральной мощности линии равной = 277,9 МВт, Р = 0 МВт, = 220 кВ, = 231 кВ. Подставляем найденные значения (2.4) и (2.3), соответственно.

Изменяя величину активной мощности, найдём изменение потребления реактивной мощности линией высокого напряжения, результаты расчёта заносим в таблицу 8.3.

Знак минус говорит о генерации реактивной мощности линией. Как было сказано выше и это видно из рисунка 8.3 при изменении активной нагрузки примерно до половины натуральной изменение генерации реактивной мощности существенно не меняется. Ситуация резко меняется при потреблении активной мощности больше натуральной, в этом случае происходит не генерация, а потребление реактивной мощности от источника. Причём изменение потребления реактивной мощности значительно выше, чем изменение генерации реактивной мощности.

Нехватку реактивной мощности можно восполнить либо от системы, то есть генераторов электростанций, либо установить источник реактивной мощности вблизи узла нагрузки.

Таблица 8.3 – Изменение потребления реактивной мощности линией высокого напряжения от изменения активной мощности нагрузки

По данным таблицы 8.3 строим график зависимости потребления реактивной мощности линией от активной мощности нагрузки, рисунок 8.1.

В качестве источника реактивной мощности обычно применяют синхронные компенсаторы или батарею конденсаторов. При избыточной реактивной мощности устанавливают шунтирующие реакторы.

Для электрической сети в целом требуется равенство генерации и потребления активной и реактивной мощности. Основным нормативным показателем поддержания баланса активной мощности в каждый момент времени является частота переменного тока, которая служит общесистемным критерием. А основным нормативным показателем поддержания баланса реактивной мощности в каждый момент времени является уровень напряжения – местный критерий, который для каждого узла нагрузки и каждой ступени номинального напряжения существенно отличается. Поэтому в отличие от баланса активной мощности необходимо обеспечить баланс и резерв реактивной мощности не только в целом в энергосистеме, но и в узлах нагрузки. С другой стороны, при рыночных отношениях существенно выросла стоимость строительства новых высоковольтных линий.

В этих условиях актуальным становится максимальное использование в режимах, с повышенной пропускной способностью действующих и вновь сооружаемых линий электропередачи за счет применения различных устройств управляемой компенсации реактивной мощности.

Рисунок 8.1 – График зависимости потребления

реактивной мощности линией от активной

мощности нагрузки

Полная мощность, определяющая расчетные токи и напряжения сети, состоит из передаваемой в нагрузку активной составляющей и неактивных составляющих мощности (реактивной, искажения и несимметрии), которые отрицательно влияют на режимы работы электрической сети и показатели качества электроэнергии. В частности, реактивный ток дополнительно загружает высоковольтные линии и трансформаторы, приводит к увеличению потерь активной мощности и реактивной мощности, влияет на уровни напряжения у потребителя. Мощность искажения приводит к не синусоидальности напряжения, которая также оказывает отрицательное влияние на питающую электрическую сеть. Это связано с появлением дополнительных потерь в сетях, электрических машинах и трансформаторах, с сокращением срока службы изоляции кабелей и другого оборудования, с перегрузками конденсаторных батарей, с появлением помех в устройствах автоматики, телемеханики и связи и резонансных перенапряжений в электрических сетях. Мощность несимметрии, приводящая к несимметрии напряжения, отрицательно влияет на работу электрооборудования. В синхронных машинах при несимметрии питающего напряжения возникает дополнительный нагрев, как статора, так и ротора из-за протекания в них токов обратной последовательности. Кроме того, токи обратной последовательности в статоре машины создают момент, противоположно направленный к основному вращающему моменту. Всё это может вызвать, перегрев двигателя, приводящий к сокращению срока его службы. Таким образом, среди четырех составляющих полной мощности полезную работу совершает только активная мощность. Остальные три составляющие (реактивная мощность, искажения, несимметрии) должны быть исключены, для компенсации указанных составляющих применяют раздельные устройства: фильтры высших гармоник тока; симметрирующие устройства; источники реактивной мощности.

Характеристики

Список файлов ВКР