ЭСиС ЛР2. ЭЭу-21-21 ЛР2 ЭСиС Темирбек Акыл (1). Исследование режимов работы электропередачи 220 кВ

• Название: Исследование режимов работы электропередачи 220 кВ
• Анкор: ЭСиС ЛР2
• Дата: 20.10.2022
• Размер: 460.2 Kb.
• Имя файла: ЭЭу-21-21 ЛР2 ЭСиС Темирбек Акыл (1).docx
• Тип: Отчет; #745334

Некоммерческое акционерное общество

«АЛМАТИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ»

имени Гумарбека Даукеева


Кафедра электрических станций и электроэнергетических систем
ОТЧЕТ

по лабораторной работе № 2
На тему:

«Исследование режимов работы электропередачи 220 кВ»


Выполнил Темирбек Акыл Группа ЭЭу-21-2

(Ф.И.О. студента)


Проверил(а) _ст. преподаватель Соколова И.С ____________________________

(ученая степень, звание, Ф.И.О.)
____________ ________________ «____» ________________2022г.

(оценка) (подпись)

Алматы 2022

Cодержание

1	Цель работы	3
2	Схема исследуемой электропередачи	3
3	Подготовка и содержание работ	3
4	Порядок выполнения работы	4
6	Расчеты	5
	Заключение
	Контрольные вопросы

Цель работы: В работе исследуется режим холостого хода линии, а также проверяются законы изменения напряжения и потерь мощности в электропередаче в зависимости от мощности нагрузки.

1. Схема исследуемой электропередачи

Исследуются режимы работы двухцепной линии электропередачи с понижающими трансформаторами в конце линии (рисунок 1). Параметры линий и трансформаторов, мощности нагрузки задаются преподавателем по таблице 1.


Рисунок 1- Схема исследуемой электропередачи

2. Подготовка и содержание работы

1. 
   Изучить необходимый теоретический материал по дисциплине
   

«Электрические сети и системы». Ознакомиться с инструкцией работы программы «RASTR».

2. 
   Для исследуемой электропередачи по варианту исходных данных, приведенных в таблице 1.1, рассчитать параметры линий и трансформаторов.
   
3. 
   Составить схему замещения электропередачи
   
4. 
   Провести расчеты режима холостого хода, расчеты при изменении активной нагрузки при tgφ = 0, а также выяснить влияние tgφ₂(Q) на режим напряжения в конце линии при постоянном напряжении в начале и постоянной активной мощности нагрузки. Предполагается, что tgφ₂ изменяется в пределах от tgφ₂ = -1 до tgφ₂ = 1.
   
5. 
   По результатам расчетов режимов построить зависимости напряжения в конце линии, потерь активной мощности, а также КПД электропередачи в функции tgφ₂.
   

3. Порядок выполнения работы

   1. 
      Ввести подготовленные расчетные данные в память ЭВМ (в соответствии с инструкцией программы «RASTR»).
      
   2. 
      Провести расчеты режима холостого хода. Получить результаты расчета и списать их с экрана компьютера. Построить векторную диаграмму.
      
   3. 
      Провести расчеты при изменении активной мощности нагрузки и при tgφ₂=0. Мощность нагрузки изменять в пределах 1.0Р₂; 0.8Р₂; 0.6Р₂; 0.4Р₂. Напряжение в начале линии поддерживается постоянным. Получить результаты расчета и списать их с экрана компьютера. Построить зависимости U₂ = f(Р₂), ΔР = f(Р₂).
      
   4. 
      Провести расчеты режима электропередачи при изменении величины и характера реактивной мощности нагрузки при постоянной активной мощности и постоянном напряжении в начале линии. (Реактивную мощность нагрузки изменять в пределах от 1.0Q₂; 0.8Q₂; 0.6Q₂; 0.4Q₂ до - 1.0Q₂; -0.8Q₂; -0.6Q₂; -0.4Q₂). Построить зависимости U₂ = f(tgφ₂), ΔР = f(tgφ₂). Выяснить влияние изменения реактивной мощности на к п д. линии. Построить зависимость η = f(tgφ₂).
      
   5. 
      Проанализировать полученные результаты и сделать выводы.
      

Т а б л и ц а 1- Исходные данные к выполнению работы

№ Вар	L, км	Марка провода	Тип трансформатора	Нагрузка МВА
1 2 3 4 5 6 7 8	150 160 180 190 200 130 140 170	АС 240/32 АС 240/39 АС 300/39 АС 400/51 АС 500/64 АС 240/32 АС 240/39 АС 300/39	ТРДН- 40000/220 ТРДЦН – 63000/220 ТРДЦН – 63000/220 ТДЦ – 80000/220 ТРДЦН –100000/220 ТРДЦН – 63000/220 ТРДН- 40000/220 ТДЦ – 80000/220	80+J30 90+j40 120+j60 140+j70 150+j80 80+j30 90+j40 110+j 60

Расчеты

По списку в группе по лабораторной работе номера 2, у меня второй вариант работы.

Исходные данные: длина = 140 км, марка провода – АС240/39, тип трансформатора – ТРДН-40000/220, нагрузка – 90+j40. Данные об активных и реактивных сопротивлениях трансформатора и провода были использованы из книги Ракотян С.С. Данные представлены на рисунках 1 и 2 соответственно.


Рисунок 1: Данные о сопротивлениях трансформатора ТРДН –

40000/220


Рисунок 2: Данные о сопротивлениях провода марки АС 240/39
Параметры воздушных линий:









Параметры трансформатора: Ом




Схема замещения трансформатора показана на рисунке 3.



Рисунок 3: Схема замещения трансформатора
Далее по расчётным данным был снят показания с программы RastrWin в нормальном режиме работы.
(а)

(б)
(в)

(г)
(д)

(ж)

(и)

Рисунок 4: Расчет при нормальном режиме работы

(а) Узлы; (б) Ветви; (в) Районы; (г) Районы+Потери; (д) Районы+ПотериQ; (ж) Узлы+Ветви; (и) График
По полученным данным в режиме нормальной работы можно сделать вывод, что теоретические и расчетные данные совпадают с незначительной погрешностью.

Далее, надо было изменить параметры и получить данные при холостом ходе.



(а)



(б)



(в)



(г)



(д)



(ж)



(и)

Рисунок 5: Расчет при холостом ходе

(а) Узлы; (б) Ветви; (в) Районы; (г) Районы+Потери; (д) Районы+ПотериQ; (ж) Узлы+Ветви; (и) График
При расчете холостого хода обнуляем нагрузки и производим расчет. Результаты, полученные в ходе работы предоставлены на Рисунке 5.

По заданию, надо было провести расчеты при изменении активной и реактивной нагрузки и построить график зависимости параметров. Результаты данной работы отображены в таблицах 1 и 2.

Таблица 1. Данные при изменении активной нагрузки цепи:

Q_н	P_н	P	Dp	U
40	90	90,8	0,79	9,26
40	72	72,5	0,53	9,37
40	54	54,3	0,34	9,45
40	36	36,2	0,21	9,54

(а)


(б)

График 1: Зависимость (а) U₂ = f(Р₂); (б) ΔР = f(Р₂).
Таблица 2. Данные при изменении реактивной нагрузки цепи:

Q_н	P_н	P	Dп	U	Q	tga
40	90	90,8	0,79	9,26	26.2	0,44
32	90	90,7	0,71	9,48	15.6	0,36
24	90	90,6	0,65	9,69	5.6	0.27
16	90	90,6	0,61	9.89	-4	0.18
-16	90	90,5	0,54	10,61	-38.5	-0,18
-24	90	90,5	0,55	10,78	-46.4	-0,27
-32	90	90,6	0,57	10,94	-54	-0,36
-40	90	90,6	0,59	11,10	-61.4	-0,44

(a)



(б)

График 2: Зависимость (а) U₂ = f(tgφ₂); (б) ΔР = f(tgφ₂₎.


Заключение
В данной работе исследовали режим холостого хода линии, а также проверяются законы изменения напряжения и потерь мощности в электропередаче в зависимости от мощности нагрузки.

1. Контрольные вопросы

1. 
   Что определяет режим холостого хода ЛЭП? Почему напряжение в конце линии превышает напряжение в ее начале?
   

Режим холостого хода в ЛЭП возникает при

1. 
   Отключении электрической нагрузки.
   
2. 
   При включении линии под напряжение в первые часы после её монтажа.
   
3. 
   В период синхронизации.
   

Генерируемая линией реактивная мощность компенсирует реактивную мощность потребителя, поэтому мощность передаваемая в линию меньше мощность выдаваемой линией, а т. к. ток он во всей цепи одинаков, то исходя из P=UI имеем, что напряжение на конце увеличивается.

2. 
   К каким изменениям векторных диаграмм токов и напряжений электропередачи приводит увеличение нагрузки на ее приемном конце?
   

3. 
   Какова основная задача расчета и анализа установившегося режима устройств передачи электрической энергии?
   

Задача расчёта режима заключается в нахождении его параметров с целью определения условий, в которых работает оборудование сети и её потребители. По результатам расчёта оценивается экономичность работы сети, предлагаются эффективные способы снижения потерь энергии, устанавливаются уровни напряжения на подстанциях и мероприятия по поддержанию их в допустимых пределах.

4. 
   Как представляется электрическая сеть при расчете установившихся режимов? Какие данные необходимы для расчетов?
   

При расчетах установившегося режима электрическая сеть представляется схемой замещения в виде электрической цепи. Параметры схемы замещения (сопротивления и проводимости ветвей), схема соединений элементов в электрической цепи определяются через параметры электрической сети.

Исходными данными для расчета установившихся режимов служат: схема электрических соединений и параметры сети электроэнергетической системы, данные о потребителях (нагрузках) и источниках электроэнергии (электростанциях).

5. 
   В чем состоит отличие понятий «потеря напряжения» и «падение напряжения»? Что называется продольной и поперечной составляющими падения напряжения, отклонением напряжения?
   

Падение напряжения — это модуль геометрической разности векторов напряжения по концам линии

|ΔÚ_w| = |Ú₁ - Ú₂|.

Потеря напряжения — это арифметическая разность напряжений по концам линии, т. е. ΔUw = U₁ — U₂.

Потеря напряжения показывает, насколько напряжение в конце линии отличается от напряжения в ее начале. Падение напряжения обычно больше потери напряжения из-за сдвига по фазе векторов Ú₁ и Ú₂. 

Продольной составляющей падения напряжения называют проекцию падения напряжения на действительную ось или на напряжение. Поперечная составляющая падения напряжения — это проекция падения напряжения на мнимую ось.

Отклонение напряжения – отличие фактического напряжения в установившемся режиме работы системы электроснабжения от его номинального значения [7, 8].

Отклонение напряжения в той или иной точке сети происходит под воздействием изменения нагрузки в соответствии с её графиком.

Отклонения напряжения от номинальных значений происходят из-за суточных, сезонных и технологических изменений электрической нагрузки потребителей; изменения мощности компенсирующих устройств; регулирования напряжения генераторами электростанций и на подстанциях энергосистем; изменения схемы и параметров электрических сетей.

Отклонение напряжения определяется разностью между действующим U и номинальным значениями напряжения U_НОМ, В [4,8]: