99685

Анализ уравнений баланса активных и реактивных мощностей электрической сети

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Регулирование напряжения может осуществляться несколькими способами: централизованным регулированием напряжения, местным регулированием напряжения (действия РПН на ее трансформаторах), с помощью компенсирующих устройств. Все указанные способы имеют свои достоинства и недостатки.

Русский

2016-10-08

271 KB

1 чел.

Расчетная схема замещения сети:

      

   На данном рисунке:

       -напряжения – в кВ;

       -мощность – в МВА;

       -сопротивления – в Ом;

       -проводимости – в мкСм;

       -коэффициенты трансформации – в относительных единицах.

 1.   Анализ уравнений баланса активных и реактивных мощностей электрической сети.

    Создаем базу данных, необходимую для расчетов УР на ПЭВМ схемы сети. При этом принимаем:

        -нагрузки представлены постоянными мощностями;

        -компенсирующие устройства КУ1 и КУ2 отключены;

        -Кт1=Кт2=Ктном=0.096;

        -в качестве балансирующего узла сети (БУ) принят узел 1, напряжение Uбном=110 кВ.

    Выполняем контрольный расчет УР сети и оцениваем достоверность и приемлемость полученных результатов.

    а). По уровням напряжения (напряжения на шинах подстанции должны быть 90-115% от номинального, т.е. должны быть в рамках 99-126.5 кВ для узлов 1, 2, 3, 5 и 9-11.5 кВ для узлов 4,6).

      Полученные значения напряжений:

             U1=110 кВ;

             U2=106.1 кВ;

             U3=98.31 кВ;

             U4=9.029 кВ;

             U5=107.1 кВ;

             U1=9.95 кВ.   

      Как видим, значения напряжений приемлемы.

   б).   По загрузке силовых трансформаторов.

     В нормальном режиме должно выполняться условие:

                           

      Для данных трасформаторов

            Sном=16 МВА                     

            Smax1=17.7 МВА                        

            Smax2=17.1 МВА                       

                       

      Как видим, условие выполняется.

   в). По токам в ветвях.

            I12доп=390 А;

            I23доп=285 А;

            I15доп=390 А;

            I25доп=285 А.

            I12=268 A <I12доп;

            I23=259.4 A <I23доп;

            I15=138.8 A <I15доп;

            I25=103.9 A <I25доп;

        

       Таким образом, условие выполняется.

    

   г). Оцениваем особенности работы сети в заданном УР:

           Рб=68.9 МВт

           Qб=33.8 Мвар

           ∑Р=65 МВт

           ∑Q=31 Мвар

            Рб>∑Р   и Qб>Q

            Значит, система является избыточной и по активной, и по реактивной мощностям.

2. Исследование составляющих уравнений баланса активных и реактивных мощностей.

      

       Выполняем серию расчетов при условии:

            -нагрузки в узлах заданы статическими характеристиками (тип 1 – при Uном=110 кВ, тип 2 – при Uном=10 кВ);

            -Qк1=Qк2=0;

            -Кт1=Кт2=0.096;

            -Uб=(0.80…1.20)Uнс, где Uнс=110 кВ.

       Аналогичные результаты повторяем для случая, когда нагрузки представлены постоянными мощностями (тип 0 для любых номинальных напряжений).

Таблица 1.

Зависимости основных составляющих баланса от величины Uб.

N

Uб,

Рб,

Qб,

∑Рн,

∑Qн,

∆Рсум,

∆Qсум,

U2,

P2,

Q2,

U3,

P3,

Q3,

U4,

P4,

Q4,

режима

кВ

МВт

Мвар

Мвт

Мвар

Мвт

Мвар

кВ

Мвт

Мвар

кВ

Мвт

Мвар

кВ

Мвт

Мвар

 

 

 

 

 

 

 

 

P=сonst, Q=const

 

 

 

 

 

 

1

88

73,3

43,2

 

 

8,4

15,3

82,41

 

 

71,23

 

 

6,214

 

 

2

99

70,8

37,7

 

 

5,81

10,6

94,41

 

 

85,24

 

 

7,694

 

 

3

110

68,9

33,8

65

31

4,28

7,84

106,1

10

6

98,31

25

10

9,029

15

8

4

121

68,4

31,2

 

 

3,39

6,21

117,6

 

 

110,7

 

 

10,27

 

 

5

132

67,1

27,77

 

 

2,69

4,94

129

 

 

122,9

 

 

11,48

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P=f(U), Q=f(U)

 

 

 

 

 

 

1

88

60,3

32

55,64

25,6

5,21

9,7

83,65

8,74

4,663

75,03

21,1

7,648

6,718

12,61

7,028

2

99

62,5

29,6

58,84

25,96

4,2

7,77

95,16

9,22

5,175

87,52

22,22

7,827

7,988

13,35

7,189

3

110

66

30,1

62,61

28,37

3,68

6,85

106,4

9,8

5,715

99,35

23,56

8,854

9,199

14,28

6,845

4

121

70,5

35,6

66,69

34,16

3,6

6,82

117,4

10,5

6,759

110,3

25,04

10,04

10,21

15,2

8,406

5

132

75,9

45,3

71,12

42,62

3,79

7,35

128,1

11,2

8,282

120,7

26,67

11,97

11,13

16,17

10,7

 

    а). Р=const, Q=const.

                                                                                                                                     

            

   б). P=f(U), Q=f(U).

                                                                

    

      Оценим  эффективность регулирования нагрузок ПС1 Р4 и Q4 и района сети в целом РБ и QБ при изменении напряжения UБ (при централизованном регулировании напряжения).

      δР44(1) - Р4(2)                                    δР4 =16.17-12.61=3.56 МВт   

      δQ4 =Q4(1) - Q4(2)                                 δQ4 =10.7-7.028=3.672 Мвар  

      δРББ(1) - РБ(2)                                   δРБ =75.9-60.3=15.6 МВт    

      δQБ =QБ(1)QБ(2)                                δQБ =45.3-32=13.3 Мвар     

      δUБ =UБ(1)UБ(2)                                 δUБ =132-88=44 В

      UБ(1) =1.05 Qнсети                                 UБ(1) =132 В

      UБ(2) =0.90 Qнсети                                   UБ(2) =88 В

   Отрегулируем напряжения U4 с помощью РПН трансформатора.

Таблица 2.

Регулирование коэффициента трансформации Кт1 с помощью РПН .

N режима

kт1

U4,

P4,

Q4,

Рб,

Qб,

 

 

кВ

МВт

Мвар

МВт

Мвар

 

P4=f(U4),

Q4=f(U4)

 

режим максимальной нагрузки

0,114

10,55

15,55

9,171

70,3

36,3

режим минимальной нагрузки

0,098

10,07

7,536

4,069

33,4

12,23

отключение линии 1-5

0,114

10,43

15,43

8,89

69,8

37

отключение 1-го трансформатора

0,114

10,05

15,05

8,102

69,3

35,9

   Оценим эффективность регулирования нагрузок ПС1 Р4 и Q4 и района сети в целом РБ и QБ с помощью местного регулирования напряжения (действия РПН на ее трансформаторах), выполняя серию расчетов УР сети. Принимаем следующее:

            -Qк1=Qк2=0;

            -Кт1= Кт1min Кт1max ;         

            -Кт2=0.096;

            -Uб=110 кВ;

            -нагрузка ПС в узле 4 представлена статическими характеристиками;

            -нагрузки в остальных узлах представлены постоянными мощностями.

 

Таблица 3.

Зависимости основных составляющих баланса от коэффициента трансформации Кт1.

N режима

n1

kт1

U4,

P4,

Q4,

Рб,

Qб,

 

 

 

кВ

Мвт

Мвар

МВт

Мвар

 

P4=f(U4),

Q4=f(U4)

 

1

-9

0,083

7,893

13,29

7,177

84,4

41,7

2

-5

0,088

8,416

13,66

6,33

84,9

40

3

0

0,096

9,137

14,22

6,782

86,1

41,1

4

5

0,105

9,87

14,88

7,771

87,7

44,1

5

9

0,114

10,55

15,55

9,171

89,6

48,1

Теперь полученные зависимости сравним с полученными выше.

    

3 Исследование влияния работы компенсирующих устройств на режим электрической сети.

       Выполним оценку влияния компенсирующих устройств КУ1 и КУ2 на основные параметры УР отдельных ветвей и сети в целом.

       Для этого рассчитаем УР максимальных и минимальных нагрузок при поочередном включении КУ1 и КУ2, приняв:

       1.) -Qк1=10 Мвар;

            -Qк2=0;

            -Кт1=Кт2=0.096;

            -Uб=110 кВ;

            -нагрузки в узлах представлены постоянными мощностями.

1.)         -Qк2=10 Мвар;

            -Qк1=0;

            -Кт1=Кт2=0.096;

            -Uб=110 кВ;

            -нагрузки в узлах представлены постоянными мощностями.

                                                                                                       Таблица 4.

Влияние КУ на  основные составляющие баланса.

параметры

Qк1=10 Мвар

Qк1=0

Qк1=0

режима

Qк2=0

Qк2=10 Мвар

Qк2=0

 

Режим мин нагр

 

∆Рсум, МВт

0,78

0,77

0,93

∆Р43, МВт

0,017

0,014

0,015

∆Р23, МВт

0,454

0,454

0,561

U3, кВ

106,6

106,6

104,7

U4, кВ

10,44

10,05

9,87

 

Режим макс нагр

 

∆Рсум, МВт

3,59

3,62

4,28

∆Р43, МВт

0,049

0,048

0,432

∆Р23, МВт

2,12

2,131

2,591

U3, кВ

100,5

100,4

98,31

U4, кВ

9,68

9,239

9,029

    

         Рассчитаем УР при следующих условиях:

            -Qк1=Qк1min … Qк1max ;

            -Qк1min =-20 Мвар;

            -Qк1max =20 Мвар;     

            -Qк2=0;

            -Кт1=Кт2=0.096;

            -Uб=110 кВ;

            -нагрузки в узлах представлены постоянными мощностями.

                                                                                                       Таблица 5.

Влияние КУ1 на  основные составляющие баланса

N режима

Qк1,

Рб,

Qб,

∆Рсум,

∆Р43,

U4,

U6,

I43,

 

Мвар

МВт

Мвар

МВт

МВт

кВ

кВ

A

1

-20

72,2

63,3

8,31

0,371

7,288

9,85

237,7

2

-14

70,8

53

6,53

0,225

7,906

9,88

184,9

3

-7

69,7

42,7

5,16

0,124

8,509

9,92

137,4

4

0

68,9

33,8

4,28

0,071

9,029

9,95

103,9

5

7

68,4

25,71

3,74

0,05

9,491

9,98

87,51

6

14

68,1

18,45

3,44

0,053

9,91

10

90,16

7

20

68

12,59

3,34

0,071

10,24

10,02

103,8

    Исследуем влияние на УР сети регулируемого КУ1, поддерживающего постоянство напряжения U4 на шинах 10 кВ ПС1 при изменении напряжения Uб, для чего рассчитаем серию режимов максимальных нагрузок сети при условии:

            -Кт1=Кт2=0.096;

            -нагрузки в узлах представлены постоянными мощностями;

            -на шинах 10 кВ ПС1 зафиксировано напряжение U4=10.2 кВ (или 10.5 кВ);

            -Qmin =-500 Мвар;

            -Qmax =500 Мвар;

            -Uб=(0.80…1.20)Uнс, где Uнс=110 кВ.

                                                                                                       Таблица 6.

Влияние КУ1 на  УР сети.

N режима

Uб, кВ

U4, кВ

Рб, МВт

Qб, Мвар

Qк1, Мвар

∆Рсум, МВт

1

88

10,2

72,9

-10,95

62,64

7,93

2

99

10,2

68,5

-2,18

40,06

4,62

3

110

10,2

68,1

13,33

19,21

3,35

4

121

10,2

68,4

32,6

-1,11

3,48

5

132

10,2

69,7

55,4

-21

4,91

6

88

10,5

73,7

-15,874

69,74

8,67

7

99

10,5

68,8

-7,057

46,4

4,97

8

110

10,5

68

8,05

24,9

3,35

9

121

10,5

68,1

26,74

3,947

3,14

10

132

10,5

69

49,1

-16,6

4,24

 а). U4=10.2 кВ.

       Минимум потерь активной мощности будет при Uб=110 кВ и Qк1=20 Мвар.

      б). U4=10.5 кВ.

        Минимум потерь активной мощности будет при Uб=115 кВ и Qк1=18 Мвар.

4. Исследование влияния состояния схемы электрической сети на параметры установившегося режима.

   Примем в качестве расчетных послеаварийных УР наиболее тяжелые режимы:

        -отключение ВЛ 110 кВ ПС2-ПС3;

        -отключение одной цепи ВЛ 110 кВ ПС1-ПС4;

        -отключение одного трасформатора на ПС2.

   Рассчитаем эти режимы при условии:

            -Qк1= Qк2=0;

            -Кт1=Кт2=0.096;

            -Uб=110 кВ;

            -нагрузки в узлах представлены постоянными мощностями.

         

   С помощью РПН трасформаторов ПС1 и ПС2 установим в узлах 4 и 6 уровни напряжения, соответственно равные уровням в режиме максимальных нагрузок.

  1.  Отключение ВЛ 110 кВ ПС2-ПС3.

    -до регулирования

               Кт1=0,096;   U4=8,799 кВ;

                           Кт2=0,096;   U6=9,45 кВ;

    -после регулирования

               Кт1=0,114;   U4=10,43 кВ;

                           Кт2=0,108;   U6=10,62 кВ.

    

  1.  Отключение одной цепи ВЛ 110 кВ ПС1-ПС4.

    -до регулирования

               Кт2=0,096;   U6=10,09 кВ;

    -после регулирования

                           Кт2=0,1;   U6=10,51 кВ.

  1.  Отключение одного трасформатора на ПС2.

    -до регулирования

               Кт1=0,096;   U4=9,024 кВ;

                           Кт2=0,096;   U6=9,55 кВ;

    -после регулирования

               Кт1=0,112;   U4=10,52 кВ;

                           Кт2=0,105;   U6=10,44 кВ.

Вывод:  Регулирование напряжения можетосуществляться несколькими способами: централизованным регулированием напряжения,  местным регулированием напряжения (действия РПН на ее трансформаторах),  с помощью компенсирующих устройств. Все указанные способы имеют свои достоинства и недостатки.

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        

 

   

 


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

34284. Медицинская экология. Предмет, содержание, задачи и методы. Появление нового типа заболеваний человека – экологически зависимых болезней 13.29 KB
  Появление нового типа заболеваний человека экологически зависимых болезней. Медицинская экология пытается установить причину заболеваний в непосредственной связи с окружающей средой при этом учитывается большое разнообразие экологических факторов нозологических форм заболеваний и генетических особенностей человека. Появился новый тип заболеваний человека который можно назвать экологически обусловленными заболеваниями или как их иногда называют экологически зависимыми экологически связанными заболеваниями. Хронических...
34285. Мута́ция 22.01 KB
  Изменение числа генов: гаплоидия кратное уменьшение числа хромосом у потомства полиплоидия геном представлен 2 наборами хромосом различают аллополиплоидов имеются наборы хромосом полученные при гибридизации от разных видов и аутополиплоидов происходит увеличение числа наборов хромосом собственного генома кратное n. анеуплоидия гетероплоидия изменение числа хромосом не кратное гаплоидному набору 2. Изменение числа хромосом: моносомия отсутствие в хромосомном наборе диплоидного организма одной хромосомы полисомия...
34286. Общая периодизация и характеристика основных этапов постэмбрионального онтогенеза 56 KB
  Влияние генетических факторов условий и образа жизни на процесс старения. Влияние факторов Ряд наблюдений легли в основу достаточно распространенной точки зрения о наследуемости продолжительности жизни и следовательно наличии генетического контроля или даже особой генетической программы старения. Вопервых максимальная продолжительность жизни ведет себя как видовой признак.Описаны наследственные болезни с ранним проявлением признаков старости и одновременно резким сокращением продолжительности жизни.
34287. Онтогене́з 31 KB
  Постэмбриональное развитие Постэмбриональное развитие бывает прямым и непрямым. Прямое развитие развитие при котором появившийся организм идентичен по строению взрослому организму но имеет меньшие размеры и не обладает половой зрелостью. Дальнейшее развитие связано с увеличением размеров и приобретением половой зрелости.
34289. Старение 16.82 KB
  Опыты показывали что вытяжка из семенников молодого организма повышала тонус у старого. источник толстая кишечник в нём гнилостные процессы азотистый обмен самого организма. биологические часы 1вилочковая железа прекращает работу при переходе организма в зрелый возраст 2нервная система гипоталамус симпатическая нервная система Долгожители старше 90 лет; долгожительство характеризует определенные этнические группы проживающие в основном в сельской местности. Биологический смысл старения заключается в том что оно делает...
34290. Регенерация 16.32 KB
  Виды: физиологическая восстановление органов тканей клеток после разрушения их в процессе жизнедеятельности организма непрерывное восстановление структур на клеточном тканевом и внутриклеточном уровнях; благодаря физиологической регенерации поддерживается структурный гомеостаз и обеспечивается возможность постоянного выполнения органами их функций; самообновление пролиферативная регенерация вид физиологической; восполнение численности клеток за счет их деления обновление производных эпидермиса волосы ногти. ...
34291. Гомеостаз 15.84 KB
  Иммунитет невосприимчивость организма к инфекциям и инвазиям чужеродных организмов. Иммунитет: специфический носит индивидуальный характер и формируется на протяжении всей жизни человека в результате контакта его иммунной системы с различными микробами и антигенами; специфич. сохраняет память о перенесенной инфекции и препятствует ее повторному возникновению; неспецифический носит видоспецифический характер обеспечивает борьбу с инфекцией на ранних этапах ее развития когда специфический иммунитет еще не сформировался. Также...
34292. Аномалия 16.16 KB
  Пороки развития аномалии развития совокупность отклонений от нормального строения организма возникающих в процессе внутриутробного или реже послеродового развития. По этиологическому признаку пороки делят на: наследственные пороки возникшие в результате мутаций гамет реже зиготы; в зависимости от того на каком уровне произошла мутация делятся на генные и хромосомные; экзогенные пороки обусловленные повреждением тератогенными факторами эмбриона или плода лекарственные препараты вирусы промышленные яды алкоголь табачный...