- Исследование влияния величин векторов напряжений по концам ЛЭП и угла между ними на передаваемую активную и реактивную мощность
- Режим передачи активной мощности для идеализированной электропередачи. Условия передачи активной мощности.
- Исследование влияния величин векторов напряжений по концам ЛЭП и угла между ними на передаваемую активную и реактивную мощность.
Исследование влияния величин векторов напряжений по концам ЛЭП и угла между ними на передаваемую активную и реактивную мощность
Зависимости P2 и Q2 построим от величины напряжения в конце линии U2 при неизменном напряжении в начале линии и фазе между напряжениями по концам линии.
Напряжение в начале линии U1 = 232 кВ, и δ = –5 град. – выбран произвольно.
Построим таблицу (табл. П4) зависимости P2 и Q2 от U2. Диапазон изменения U2 выберем от –15 до +15 % от номинального напряжения с шагом 5 % (11 кВ).
| Номер опыта | Напряжение U2, кВ | Мощность P2, МВт | Мощность Q2, Мвар |
| 324,4 | 390,8 | ||
| 311,1 | 298,1 | ||
| 294,1 | 192,6 | ||
| 273,6 | 74,2 | ||
| 249,4 | –57,0 | ||
| 221,6 | –201,1 | ||
| 193,3 | –343,2 |
По табличным значениям строим графики P2 и Q2 от величины напряжения в конце линии U2 (рис. П6). Аналогично для P2 и Q2 от величины угла между напряжениями по концам линии (табл. П5).
Напряжение в начале линии U1 = 232 кВ. Напряжение в конце примем произвольно U2 = 225 кВ. Угол δ будем изменять от некоторого отрицательного значения – передача мощности от начала линии к концу и до плюс одного градуса – небольшое опережение вектора U2 относительно вектора U1.
Рис. П6. Зависимость потоков мощности по ЛЭП от разности
модулей напряжений по концам линии
| Номер опыта | Угол δ, град | Мощность P2, МВт | Мощность Q2, Мвар |
| –6 | 310,1 | –2 | |
| –5 | 263,0 | 16,2 | |
| –4 | 215,7 | 33,5 | |
| –3 | 168,0 | 50,0 | |
| –2 | 120,1 | 65,7 | |
| –1 | 79,9 | 80,5 | |
| 23,5 | 94,5 | ||
| –25,2 | 107,6 |
По табличным значениям строим графики P2 и Q2 от величины угла между напряжениями по концам линии δ (рис. П7).
Рис. П7. Зависимость потоков мощности по ЛЭП от угла между
напряжениями по концам линии
1. Изменение разницы напряжений по концам линии в большей
мере сказывается на изменении потока реактивной мощности, чем активной.
2. Изменение угла между напряжениями по концам линии сильно влияет на изменение потока активной мощности – с ростом угла по модулю активная мощность по линии увеличивается; в то же время реактивная мощность при этом в меньшей мере уменьшается.
5. Построение области допустимых режимов ЛЭП
Максимально допустимая мощность по допустимому току нагрева проводов: 
, Smax = 461,1 МВ×А.
Для построения границ допустимой области, определяемых предельными значениями напряжений в конце ЛЭП, зададим фиксированные значения напряжений по концам ЛЭП и, варьируя угол d, получим точки соответствующих кривых.
| Угол d, град | –1 | –2 | –3 | –4 | –5 | –6 | –7 | –8 |
| P, МВт | –20,8 | 33,2 | 86,9 | 140,2 | 193,3 | 298,3 | 350,2 | |
| Q, Мвар | –271,2 | –287,8 | –305,3 | –323,8 | –343,2 | –363,5 | –384,8 | –407,0 |
| Угол d, град | –1 | –2 | –3 | –4 | ||||
| P, МВт | –5,1 | 36,4 | 77,7 | 118,8 | 159,7 | 200,4 | 240,9 | 2281,1 |
| Q, Мвар | 464,1 | 454,4 | 444,0 | 432,9 | 421,1 | 408,6 | 395,4 | 2381,4 |
Рис. П8. Область допустимых режимов ЛЭП
По данным табл. П6 и П7 строим граничные кривые по предельным значениям напряжения в конце ЛЭП (рис. П8).
Область допустимых режимов для ЛЭП определяется в основном максимально допустимым током по проводам ЛЭП, а при большой компенсации реактивной мощности – максимальным возможным напряжением в конце ЛЭП.
 |
Приложение 5
Варианты заданий к лабораторной работе № 1
| Номер варианта | Марка провода | Количество цепей | Номинальное напряжение Uном, кВ | Напряжение U1, кВ | Максимальная активная мощность Pmax, Мвт | Допустимый ток Iдоп, А |
| АС 70/11 | ||||||
| АС 95/16 | ||||||
| АС 120/19 | ||||||
| АС 150/24 | ||||||
| АС 185/29 | ||||||
| АС 240/32 | ||||||
| АС 300/39 | ||||||
| АС 240/32 | ||||||
| АС 300/39 | ||||||
| АС 400/51 | ||||||
| АС 500/64 | ||||||
| 2*АС 240/39 | ||||||
| 2*АС 300/39 | ||||||
| 2*АС 400/51 | ||||||
| 2*АС 500/64 | ||||||
| 3*АС 300/66 | ||||||
| 3*АС 330/43 | ||||||
| 3*АС 400/51 | ||||||
| 3*АС 500/64 | ||||||
| АС 70/11 | ||||||
| АС 95/16 | ||||||
| АС 120/19 | ||||||
| АС 150/24 | ||||||
| АС 185/29 | ||||||
| АС 240/32 | ||||||
| АС 300/39 | ||||||
| АС 240/32 | ||||||
| АС 300/39 | ||||||
| АС 400/51 | ||||||
| АС 500/64 | ||||||
| 2*АС 240/39 |
| 2*АС 300/39 |
| 2*АС 400/51 |
| 2*АС 500/64 |
| 3*АС 300/66 |
| 3*АС 330/43 |
| 3*АС 400/51 |
| 3*АС 500/64 |
| АС 70/11 |
| АС 95/16 |
| АС 120/19 |
| АС 150/24 |
| АС 185/29 |
| АС 240/32 |
| АС 300/39 |
| АС 240/32 |
| АС 300/39 |
| АС 400/51 |
| АС 500/64 |
| 2*АС 240/39 |
| 2*АС 300/39 |
| 2*АС 400/51 |
| 2*АС 500/64 |
| 3*АС 300/66 |
| 3*АС 330/43 |
| 3*АС 400/51 |
| 3*АС 500/64 |
 |
Электрические системы и сети
Лабораторный практикум
Технический редактор Н.В. Гаврилова
Компьютерная верстка В.Ф. Ноздрева
Подписано в печать 12.07.2007. Формат 60´84 1/16. Бумага офсетная. Тираж 150 экз.
Уч.-изд. л. 3,25. Печ. л. 3,5. Изд. № 125. Заказ № . Цена договорная
Отпечатано в типографии
Новосибирского государственного технического университета
630092, г. Новосибирск, пр. К. Маркса, 20
Источник
Режим передачи активной мощности для идеализированной электропередачи. Условия передачи активной мощности.
Получим сначала некоторые соотношения, характеризующие режим передачи активной мощности. Для качественного анализа рассмотрим идеализированную линию без потерь активной мощности, когда активные сопротивление и проводимость R0 = 0 и q0 = 0
(рис. 10.6). Отложим вектор фазного напряжения U1ф в начале линии по вещественной оси. Под углом φ к нему построим вектор тока I в линии. Разложим его на активную Iа и реактивную IР составляющие. Вычтем из вектора U1ф падение напряжения в сопротивлении X от реактивной составляющей тока IР (IРХ 
IР). В результате получим падение напряжения ΔU и вектор фазного напряжения U2ф в конце линии. Обозначим угол между векторами U1ф U2ф через δ. Из векторной диаграммы (рис. 10.6, 6)можно записать:
Рис. 10.6. Линия без потерь: а — схема замещения; б — векторная диаграмма;
в — угловая характеристика мощности
Тогда активная мощность в начале линии
(10.9)
Выражение (10.9) называется угловой характеристикой активной мощности
Из выражения угловой характеристики линии без потерь можно сделать важные
1. Передача активной мощности через реактивное индуктивное сопротивление возможна только при наличии расхождения векторов напряжений U1 и U2 на угол δ. При этом предел пропускной способности линии получается при δ = 90°:
Угол δ можно изменить на генераторах электростанций, подключенных по концам линии, путем изменения механического вращающегося момента ротора генератора за счет воздействия на мощность турбины регулированием количества энергоносителя, подаваемого в нее. При этом устойчивый стационарный режим генератора возможен только на левой ветви угловой характеристики [24].
2. При индуктивном характере линии передача активной мощности происходит в направлении от конца линии с опережающим вектором напряжения в конец с отстающим вектором напряжения, что следует из векторной диаграммы, приведенной на рис. 10.6, б.
3. Передача активной мощности с одного конца линии в другой может осуществляться при любых соотношениях модулей напряжения: U1 > U2, U1 = U2, U1 U2; б — U 1= U2; в — U1
 |
где ZВ — волновое сопротивление(вещественное число); α0— коэффициент изменения фазы волны напряжения (тока).
Связь режимных параметров начала и конца линии соответственно выражается при ℓх = L виде:
(10.11)
Рассмотрим натуральный режим линии, характеризующийся равенством сопротивления нагрузки Z2 и волнового сопротивления ZB (рис. 10.8, а). Для него можно записать:
(10.12)
Рис. 10.8. Натуральный режим линии без потерь: а — схема линии с нагрузкой;
С учетом (10.12) уравнения (10.10) примут вид:
(10.12)
Направляя U2 по вещественной оси (U2 =U2), из формулы (10.12) получим (U2 = U2). Тогда из формул (10.12) получим:
(10.13)
Отсюда можно сформулировать свойства натурального режима работы без потерь:
1. Во всех точках по длине линии напряжения и токи неизменны по модулю, что объясняется коэффициентом затухания по амплитуде волны β=0.
2. В каждой точке линии вектор напряжения совпадает с вектором тока, т. к. углы при U2 и I2одинаковы, что видно из уравнений (10.13). Отсюда следует, что в любой точке по длине линии реактивная мощность отсутствует и cosφ = 1.
3. Углы сдвига векторов напряжения Ux и тока Ix для различных точек линии равны волновой длине αℓx(рис. 10.8, б).
Источник
Исследование влияния величин векторов напряжений по концам ЛЭП и угла между ними на передаваемую активную и реактивную мощность.
Зависимости P2 и Q2 построим от величины напряжения в конце линии U2 при неизменном напряжении в начале линии и фазе между напряжениями по концам линии.
Напряжение в начале линии U1 = 232 кВ, и δ = –5 град. – выбран произвольно.
Построим таблицу (табл. П4) зависимости P2 и Q2 от U2. Диапазон изменения U2 выберем от –15 до +15 % от номинального напряжения с шагом 5 % (11 кВ).
| Номер опыта | Напряжение U2, кВ | Мощность P2, МВт | Мощность Q2, Мвар |
| 324,4 | 390,8 | ||
| 311,1 | 298,1 | ||
| 294,1 | 192,6 | ||
| 273,6 | 74,2 | ||
| 249,4 | –57,0 | ||
| 221,6 | –201,1 | ||
| 193,3 | –343,2 |
По табличным значениям строим графики P2 и Q2 от величины напряжения в конце линии U2 (рис. П6). Аналогично для P2 и Q2 от величины угла между напряжениями по концам линии (табл. П5).
Напряжение в начале линии U1 = 232 кВ. Напряжение в конце примем произвольно U2 = 225 кВ. Угол δ будем изменять от некоторого отрицательного значения – передача мощности от начала линии к концу и до плюс одного градуса – небольшое опережение вектора U2 относительно вектора U1.
Рис. П6. Зависимость потоков мощности по ЛЭП от разности
модулей напряжений по концам линии
| Номер опыта | Угол δ, град | Мощность P2, МВт | Мощность Q2, Мвар |
| –6 | 310,1 | –2 | |
| –5 | 263,0 | 16,2 | |
| –4 | 215,7 | 33,5 | |
| –3 | 168,0 | 50,0 | |
| –2 | 120,1 | 65,7 | |
| –1 | 79,9 | 80,5 | |
| 23,5 | 94,5 | ||
| –25,2 | 107,6 |
По табличным значениям строим графики P2 и Q2 от величины угла между напряжениями по концам линии δ (рис. П7).
Рис. П7. Зависимость потоков мощности по ЛЭП от угла между
напряжениями по концам линии
1. Изменение разницы напряжений по концам линии в большей
мере сказывается на изменении потока реактивной мощности, чем активной.
2. Изменение угла между напряжениями по концам линии сильно влияет на изменение потока активной мощности – с ростом угла по модулю активная мощность по линии увеличивается; в то же время реактивная мощность при этом в меньшей мере уменьшается.
5. Построение области допустимых режимов ЛЭП
Максимально допустимая мощность по допустимому току нагрева проводов: 
, Smax = 461,1 МВ×А.
Для построения границ допустимой области, определяемых предельными значениями напряжений в конце ЛЭП, зададим фиксированные значения напряжений по концам ЛЭП и, варьируя угол d, получим точки соответствующих кривых.
| Угол d, град | –1 | –2 | –3 | –4 | –5 | –6 | –7 | –8 |
| P, МВт | –20,8 | 33,2 | 86,9 | 140,2 | 193,3 | 298,3 | 350,2 | |
| Q, Мвар | –271,2 | –287,8 | –305,3 | –323,8 | –343,2 | –363,5 | –384,8 | –407,0 |
| Угол d, град | –1 | –2 | –3 | –4 | ||||
| P, МВт | –5,1 | 36,4 | 77,7 | 118,8 | 159,7 | 200,4 | 240,9 | 2281,1 |
| Q, Мвар | 464,1 | 454,4 | 444,0 | 432,9 | 421,1 | 408,6 | 395,4 | 2381,4 |
Рис. П8. Область допустимых режимов ЛЭП
По данным табл. П6 и П7 строим граничные кривые по предельным значениям напряжения в конце ЛЭП (рис. П8).
Область допустимых режимов для ЛЭП определяется в основном максимально допустимым током по проводам ЛЭП, а при большой компенсации реактивной мощности – максимальным возможным напряжением в конце ЛЭП.
 |
Приложение 5
Варианты заданий к лабораторной работе № 1
Источник