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

14855. АДАМЗАТ ҚОҒАМЫНЫҢ ЭВОЛЮЦИЯСЫ 160 KB
  АДАМЗАТ ҚОҒАМЫНЫҢ ЭВОЛЮЦИЯСЫ 5.1. Қоғамның қалыптасу кезеңдері Адам эволюциясына байланысты палеолит жоғарғы және төменгі болып екіге бөлінеді. Төменгі палеолит архантроптар мен палеонтроптардың тіршілік ету кезеңі болып табылады. Бұл кезеңнің өзінде бірнеше а...
14856. Жердегі сұлулықтың мекені 38 KB
  Жердегі сұлулықтың мекені Айша Ғарифқызы Ғалымбаева Қазақстанның халық суретшісі ҚР Ш.Уәлиханов атындағы Мемлекеттік сыйлығының лауреаты Құрмет белгісі Еңбек Қызыл ту ордендерінің иегері. Оның есімі Республиканың құрметті Алтын кітабына жазылған. Қазақстан ...
14857. БЕЙНЕЛЕУ ӨНЕРІ АРҚЫЛЫ ЖАСТАРДЫҢ ПАТРИОТТЫҚ СЕЗІМДЕРІН ҚАЛЫПТАСТЫРУ 40 KB
  БЕЙНЕЛЕУ ӨНЕРІ АРҚЫЛЫ ЖАСТАРДЫҢ ПАТРИОТТЫҚ СЕЗІМДЕРІН ҚАЛЫПТАСТЫРУ Амандық Талғат Л.Н.Гумилев атындағы Еуразиялық Ұлттық Университеті Астана қ. Жалпы адам баласында рухани және материалды байлық деген бар. Соның ішінде адамды адам етіп ұлтты ұлт етет...
14858. Бейнелеу өнерінің әмбебап тақырыбы, идеясы, мазмұны мен қыр-сыры 96.5 KB
  Бейнелеу өнерінің әмбебап тақырыбы идеясы мазмұны мен қырсыры Өткен жолыңды қорытындылау жете түсіну және бағалауға деген ұмтылыс әр саналы тұлғаға тән. Сондықтан адамның осы қасиеті оның ұлттық рухани түсінігінің жалпылама процестерін де анықтайды. Өнердің
14859. Бейнелік шығармалар мен мүсіндік композициялар 103.5 KB
  Бейнелік шығармалар мен мүсіндік композициялар Соғыстан кейінгі жылдары бізде мүсін өнері де пайда болғанын айта кету қажет. Онымен әуелі шеттен келгендер айналысса содан соң өзіміздің мүшелер шықты. Соның алдыңғы қатарында Исаак Иткинд де болды. Оның жұмыстарыны
14860. ӘЛЕМДIК ТҰТАСТАНУ 76 KB
  ӘЛЕМДIК ТҰТАСТАНУ [1]Бiр үлкен империяның құрамынан шығып ұлттық мемлекетiн ендiендi орнатып келе жатқан Қазақстан көз ашпастан күллi жиһанды қоршаған һәм бопсалаған әлемдiк тұтастану барысының өтiнен шыға келдi. Бiздi қатты толғандыратын шекара топырақ ұлттық егемендiк
14861. Әскери өнердің шыңдалған шыңы – жекпе-жек 66 KB
  Әскери өнердің шыңдалған шыңы жекпежек Ұстағалиев Ернар ҚазҰУдің 4 курс студенті Ғасырлар бойы қалыптасқан қазақ халқының әскери өнері оның әскеритарихи болмысын айқындап берді. Көшпелілердің әскери жүйесінің мұрагері қазақтар өз заманына сай аталған өнерд...
14862. ИРАН ЖӘНЕ ТҮРКІСТАН 150.5 KB
  ИРАН ЖӘНЕ ТҮРКІСТАН Мұртаза Жүнісұлы БҰЛҰТАЙ ИСЛАМИЯТТЫҢ ТҮРКІСТАНДА ТАРАЛУЫ ЖӘНЕ ИРАН МӘДЕНИЕТІ Исламияттың Түркістан елдерінде таралуындағы Иран халықтары мен мәдениеттерінің алар орны ерекше. Сонау Хазіреті Мұхаммедтің 569632 vV: y[V2 yV7~ V. өмірінде парсы жұ
14863. Киiз туырлықты, ағаш уықты 36 KB
  Киiз туырлықты ағаш уықты Қазақы бала бала емес өзбекi мал мал емес деген мақал қазақтар мен өзбек сарттардың араласқұралас отырған аймағында пайда болған деп түсiндiредi ғалым Ә.Қайдар. Ташкенттiң базарына базарлауға барған қазақтардың астыүстiне түсiп қызмет iсте