Расчет параметров линии электропередач сверхвысокого напряжения и анализ режимов ее работы

1

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Амурский государственный университет»

(ГОУВПО «АмГУ»)

Кафедра энергетики

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

на тему: Расчёт параметров линии электропередач сверхвысокого напряжения и анализ режимов её работы

по дисциплине Дальние электропередачи сверхвысокого напряжения

Исполнитель

студент группы 243 _______________ А.Б. Моргунов

Руководитель ________________ А.С. Степанов

Нормоконтроль: ________________ Т.Ю. Ильченко

Благовещенск 2006

ЗАДАНИЕ

При выполнении курсового проекта должны быть произведены следующие расчёты:

– определение волнового сопротивления ВЛ;

– обоснование оптимальной конструкции фазы;

– определение постоянных A,B,C,D линии и параметров её П-образной СЗ;

– выбор компенсирующих устройств;

– расчёт режима работы электропередачи.

Расчёт выполняется по следующим исходным данным:

Исходные данные:

Номинальное напряжение электропередачи, кВ--------------- Uном = 500

Максимальная активная передаваемая мощность, МВт------ Pмакс = 800

Длина линии электропередачи, км---------------------------------- L = 500

Число часов использования максимальной мощности, час - Тмакс=4700

Мощность короткого замыкания на шинах отправной

системы, МВА---------------------------------------------------------- Sкз1= 4500

Мощность короткого замыкания на шинах приемной

системы, МВА----------------------------------------------------------- Sкз1=8000

Составляющая стоимости ЛЭП, не зависящая от конструкции

Фазы, ---------------------------------------------------------- К0 = 37

Коэффициент при составляющей стоимости, зависящей

от сечения фазы, ------------------------------------------- ?F = 0,01

Коэффициент при составляющей стоимости, зависящей

от количества проводов в фазе и их радиуса, ------- ?nr = 1,2

Район расположения электропередачи---------------------------- Сибирь

РЕФЕРАТ

Работа 38 с., 14 рисунков, 1 таблица, 6 источников, 3 приложения

Линия сверхвысокого напряжения, дальние электропередачи, тип опоры, сечение провода, радиус провода, среднегеометрическое расстояние, радиус расщепления, шунтирующий реактор, П-образная схема замещения, четырёхполюсник, режимы работы

В данном курсовом проекте проводится расчет дальней линии электропередачи номинальным напряжением 500 кВ. По исходным данным выбираем силовые трансформаторы, опору, провода линии электропередач и рассчитываем несколько вариантов конструкции фазы, из них по технико-экономическому обоснованию выбираем и рассчитываем наиболее эффективный.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Определение волнового сопротивления воздушной линии

1.1 Составление схемы замещения электропередачи и определение её параметров

1.2 Определение волнового сопротивления ВЛ, требуемого по условиям устойчивости

2. Обоснование оптимальной конструкции фазы

2.1 Определение радиуса расщепления фазы

2.2 Определение области допустимых параметров расщеплённой фазы

2.2.1 Отыскание границы области по допустимому уровню радиопомех

2.2.2 Отыскание границы области по ограничению на максимальный шаг расщепления

2.2.3 Отыскание границы области по ограничению на минимальный шаг расщепления

2.2.4 Отыскание границ области по ограничениям на радиус провода

2.3 Выбор наилучших вариантов конструкции фазы

2.4 Расчёт технико-экономических показателей ВЛ

3. Определение постоянных A, B, C, D линии и параметров ее П-образной схемы замещения

3.1 Расчёт для идеальной линии

3.2 Расчёт для линии с учётом потерь

4. Выбор компенсирующих устройств

4.1 Расчёт зарядной мощности ВЛ и выбор шунтирующих реакторов

4.2 Оценка уровней напряжения в режиме холостого хода при одностороннем питании ВЛ

4.3 Оценка уровней напряжения в режиме холостого хода при двухстороннем питании

5. Расчеты режима работы электропередачи

Заключение

Библиографический список

Приложение А. Стальная промежуточная одноцепная опора на оттяжках ВЛ 500 кВ

Приложение Б. Расчёт напряжения в промежуточной точке линии

Приложение В. Расчёт режима работы при представлении ВЛ четырёхполюсником

ВВЕДЕНИЕ

электропередача волновой сопротивление провод

Дальние линии сверхвысоких напряжений это линии длиной более 500 км с большой передаваемой мощностью напряжением 330-1150 кВ. Эти линии применяются в основном для связи между системами и называются еще межсистемными линиями. По выполняемым функциям эти линии относятся к системообразующим сетям.

При проектировании дальних линий электропередачи необходимо учитывать следующие особенности:

необходимость глубокого ограничения внутренних перенапряжений;

необходимость увеличения числа проводов в фазе для уменьшения коронирования;

необходимость уменьшения габаритов опор и полосы отчуждения.

Так же линия сверхвысокого напряжения имеет еще ряд особенностей, отличающих ее от других элементов электроэнергетической системы. Это в первую очередь учет распределённости параметров и волновых свойств линии, необходимость применения специальных устройств и мероприятий для управления режимом линии и увеличения передаваемой по ней мощности. Также необходимо учитывать что линия большой длины это мощный источник реактивной мощности, которую необходимо компенсировать либо на отправной подстанции, либо на принимающей.

Данный курсовой проект поможет закрепить знания по курсу дальних линий электропередачи. В свою очередь полученные знания помогут овладеть навыками представления линии СВН четырехполюсником и П - образной схемой замещения, рассчитать с помощью них режим и напряжения в интересующих нас точках сети.

1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОЛНОВОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ВОЗДУШНОЙ ЛИНИИ

1.1 Составление схемы замещения электропередачи и определение её параметров

Принципиальная схема электропередачи изображена на рисунке 1.

1

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Расчетная схема замещения (рис. 2) составляется на основе принципиальной.

1

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Обозначения, приведенные на схеме:

- Е1, Е2 - эквивалентные эдс примыкающих систем

(1)

где Uнр - наибольшее рабочее напряжение, для 500 кВ = 525 кВ

- Zc - волновое сопротивление воздушной линии (ВЛ), Ом;

- - коэффициент фазы, который практически не зависит от конструкции ВЛ, = 1,0710-3 рад/км;

- - волновая длина ВЛ: .

X1=Xкз1+XАТ1, (2)

X2=Xкз2+XАТ2, (3)

, (4)

(5)

где: - напряжение короткого замыкания автотрансформатора (%)

nАТ - число автотрансформаторов мощностью SАТ на подстанции, выбираемое из условия:

(6)

Принимаю, что на обеих подстанциях, приведённых в схеме, стоят по два автотрансформатора типа АТДЦН 500000/500/220. Выпишем каталожные данные трансформаторов, которые нам пригодятся для дальнейших расчётов в таблицу 1.

Таблица 1 - Каталожные данные автотрансформатора АТДЦН

SАТ, МВА	uК, %	?PКв-с, МВт	?PХ, МВт	IX, %	?QХ, МВар
500	12	1,050	0,22	0,3

После этого рассчитаем параметры схемы замещения:

1.2 Определение волнового сопротивления ВЛ, требуемого по условиям устойчивости

Волновое сопротивление линии Zc выбирается из условия не превышения максимальной передаваемой мощности Pмакс пропускной способности электропередачи:

(7)

где Pэп - пропускная способность электропередачи;

Кз=0,2 - нормируемый коэффициент запаса по статической устойчивости;

Pпред - предельная мощность электропередачи:

Взаимное сопротивление электропередачи:

(8)

Из формул для предельной мощности и взаимного сопротивления вытекает требование к взаимному сопротивлению электропередачи по условию обеспечения устойчивости:

(9)

Соотношение (9) с учетом выражения для нахождения Xэп представляет собой квадратичное неравенство относительно волнового сопротивления передачи:

(10)

Используя это соотношение, выбираем требуемую величину Zc по условию обеспечения нормированного запаса устойчивости при передаче максимальной мощности:

(11)

где

.

По формуле (11) находим допустимое значение Zc

(12)

2. ОБОСНОВАНИЕ ОПТИМАЛЬНОЙ КОНСТРУКЦИИ ФАЗЫ

2.1 Определение радиуса расщепления фазы

После определения требуемой величины волнового сопротивления возникает задача выбора с учетом технических ограничений конструктивных параметров расщепленной фазы: радиуса расщепления rр, числа проводов в фазе n и их радиуса r.

Так как параметры n и r неизвестны, воспользуемся приближёнными выражениями для вычисления радиуса расщепления фазы rp и уточнённого значения волнового сопротивления:

rр 0,05·Uн = 0,05·500 кВ = 25 см, (13)

(14)

где - среднегеометрическое расстояние между фазами при горизонтальном подвешивании проводов.

Для определения Dср выбираем тип промежуточной опоры [рис.50.25, 6] - П-1Ц-Ст -0. Исходя из ее геометрических размеров, находим расстояния между фазами. Эскиз опоры с размерами приведен в приложении 1. Из эскиза видно, что провода на этой опоре подвешиваются горизонтально. Среднегеометрическое расстояние найдено раньше именно для этого случая. Зная Dср можем вычислить Zс и сравнить его со значением (12):

2.2 Определение области допустимых параметров расщепленной фазы

При отыскании числа проводов n в фазе и их радиуса r удобно использовать плоскость с системой координат r-n. На ней определяется область, в которой удовлетворяются технические ограничения на допустимый уровень радиопомех, допустимый по механическим условиям минимальный и максимальный шаг расщепления, а также ограничения на величину минимального радиуса отдельных проводов фазы по механической прочности и максимально возможный радиус провода.

2.2.1 Отыскание границы области по допустимому уровню радиопомех

Условием допустимого уровня радиопомех является соблюдение неравенства

(15)

где Еф.макс - действующее значение максимальной напряженности на поверхности проводов;

Ер.п - допустимая напряженность на проводах по условию радиопомех.

При выборе радиуса и числа проводов в фазе условие (15) удобно представить в следующем виде:

(16)

где

rр - радиус расщепления, см.

Придавая параметру r различные значения и вычисляя по (16) соответствующие значения n, на плоскости r-n строится кривая, ограничивающая область допустимых параметров снизу.

2.2.2 Отыскание границы области по ограничению на максимальный шаг расщепления

По механическим условиям желательно, чтобы шаг расщепления (расстояние между соседними проводами в фазе, расположенными по окружности) не превышал некоторую допустимую величину:

Принимаем для Uном = 500 кВ dдоп = 45 см. Шаг расщепления связан с радиусом расщепления выражением (17).

(17)

Из (17) вытекает условие, ограничивающее область допустимых параметров (18).

(18)

Прямая, соответствующая равенству в условии (18), ограничивает область на плоскости r-n снизу и совместно с ранее рассмотренным условием (17) определяет общую границу снизу на допустимые параметры. При этом возможны случаи, когда одно из условий (16) и (18) является более жестким (соответствующая ему линия проходит выше) и полностью определяет нижнюю границу области допустимых параметров.

2.2.3 Отыскание границы области по ограничению на минимальный шаг расщепления

При возникновении колебаний проводов надёжная работа ВЛ обеспечивается, если удовлетворяется следующее условие

(19)

где М - параметр, значение которого на основе имеющегося опыта эксплуатации рекомендуется принимать равным не менее 24.

Если учесть связь между шагом и радиусом расщепления (17), то можно найти неравенство, описывающее ограничение допустимой области по минимальному шагу расщепления:

(20)

Построив на плоскости r-n линию, соответствующую равенству в условии (20), находят границу, ниже которой на плоскости располагаются допустимые варианты конструкции фазы, т.е. рассматриваемое ограничение является ограничением сверху.

2.2.4 Отыскание границ области по ограничениям на радиус провода

Область допустимых конструктивных параметров фазы ограничена слева ординатой

(21)

где rдоп = 1,08 см - допустимый радиус провода по механической прочности, соответствующий проводам с сечением не менее 240 мм2.

Справа область допустимых параметров ограничена следующим образом:

(22)

где rmax = 2,12 см - радиус провода АС-1000/56, имеющего максимальное сечение из всех, выпускаемых российской промышленностью.

Покажем найденную по выражениям (16), (18), (20), (21), (22) область допустимых значений параметров расщепления фазы на рисунке 3.

1

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 3 - Область, удовлетворяющая техническим ограничениям

2.3 Выбор наилучших вариантов конструкции фазы

Учитывая то, что в данной области находится большое число вариантов, дальнейший выбор наилучших вариантов конструкции фазы осуществим при помощи проведения минимизации приведённых затрат.

Время максимальных потерь на нагрев и корону находятся по формулам (23) и (24), соответственно.

, (23)

(24)

где T = 8500 - число часов работы линии в году.

По графикам кривых, приведённых на стр.317 в [5], при помощи полученных значений ?н и ?к и в зависимости от района расположения электропередачи, определяем стоимости потерянной электроэнергии на нагрев Сн = 0,0175 руб/кВтч и корону Ск = 0,017 руб/кВтч.

Минимизируя приведенные затраты по j и , находим экономическую плотность тока и экономический коэффициент запаса по короне по формулам (25) и (26) соответственно.

, (25)

(26)

где EВЛ - доля от капиталовложений на сооружение ВЛ, учитывающая нормативный коэффициент сравнительной эффективности капитальных вложений и ежегодные издержки на амортизацию и обслуживание, EВЛ = 0,148;

? - уд. сопротивление сталеалюминиевых проводов, ? = 29,5 .

Находим постоянные параметры, необходимые для отыскания локальных минимумов приведённых затрат.

, (27)

(28)

где - коэффициент заполнения сечения провода алюминием.

Точка пересечения кривых (27) и (28) на плоскости соответствует глобальному оптимуму. Однако, поскольку искомое решение имеет дискретный характер (целое число проводов в фазе n и вполне определенные марки проводов и их радиусы r), то оптимальным является ближайший к точке пересечения вариант. Совместив рисунок 1 с пересечением кривых (27), (28), можно убедиться, что глобальный оптимум попал в пределы допустимой по техническим ограничениям области (рис.4).



Рисунок 4 - Выбор наилучшего варианта конструкции фазы

Ранее, при выборе промежуточной опоры для определения Dср, было замечено, что в [6] авторы предлагают к закреплению на опоре два типа проводов: АС-400/51 или АС-500/64 (как видим, по три провода в фазе). Помимо этого в [2], [3], предложены к креплению на опоре при Uном = 500 кВ сталеалюминиевые провода только по три провода в фазе. По четыре, пять проводов в фазе делается на уровни напряжения свыше пятисот киловольт. Поэтому, несмотря на то, что одно из ограничений снизу проходит выше n=3 на рисунке 4, для дальнейших расчётов принимаем один вариант - АС-400/51.

Для данного провода радиус r = 1,375 см, суммарное сечение алюминиевой части фазных проводов F = 3·394 мм2.

2.4 Расчет технико-экономических показателей ВЛ

Для выбранного варианта определим удельные потери на нагрев и корону при передаче максимальной мощности.

, (29)

(30)

где - коэффициент запаса по короне.

(31)

С учётом (33) формула (32) примет вид:

Определим удельную стоимость ВЛ:

(32)

Определяем приведённые затраты:

(33)

Вычисляем годовые потери электроэнергии:

(34)

Коэффициент полезного действия по энергии:

(35)

После определения КВЛ, зВЛ, ?WВЛ и ?ВЛ рассчитаем для выбранного варианта погонные параметры электропередачи:

(36)

где rЭ - эквивалентный радиус расщепления.

(37)

Эквивалентный радиус высчитывается через уточнённый радиус расщепления (рис. 5), вычисляемый через принятый допустимый шаг расщепления dдоп = 45 см.

1

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Как известно, провода на опоре могут подвешиваться горизонтально или по вершинам равностороннего треугольника. В нашем расчёте принимаем, что провод подвешен по второму варианту. Сторона треугольника равна dдоп (как показано на рисунке 5). Проведя к ней медиану из противоположного угла, получаем катет прямоугольного треугольника размером dдоп/2. Зная противоположный полученному катету угол, равный 600, вычисляем гипотенузу треугольника - rp.

По погонным параметрам вычисляем волновое сопротивление и волновую длину идеальной ВЛ.

Ом, (38)

(39)

Полученное значение Zc проверяется по условию устойчивости работы электропередачи (12).

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОСТОЯННЫХ A, B, C, D ЛИНИИ И ПАРАМЕТРОВ ЕЕ П-ОБРАЗНОЙ СХЕМЫ ЗАМЕЩЕНИЯ

3.1 Расчет для идеальной линии

Ранее были определены волновое сопротивление Zc и волновая длина линии . При помощи этих двух параметров линию можно рассчитывать через представление её в виде четырёхполюсника или через П-образную схему замещения. На рисунке 6 ВЛ представлена в виде четырехполюсника. Постоянные четырехполюсника, замещающего идеальную линию, рассчитываются по выражениям:

(40)

1

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис.6 - Представление идеальной ВЛ в виде четырёхполюсника

Линия может быть представлена также П-образной схемой замещения (рис.7). При этом её параметры определяются следующим образом:

(41)

1

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 7 - Представление идеальной ВЛ П-образной схемой замещения

3.2 Расчет для линии с учетом потерь

Поскольку удельные потери на корону имеют сильно нелинейную зависимость от величины напряжения на линии, то при определении волнового сопротивления ВЛ и её коэффициента затухания учет этих потерь активной проводимостью некорректен. Правильней в расчетных схемах потери на корону сосредотачивать по концам линии, определяя их как:

(42)

где Ркмакс = 0,0095 - максимальные удельные потери на корону,

определяемые по (30).

В этом случае при определении величины волнового сопротивления ВЛ и ее коэффициента затухания учитывается только активное сопротивление проводов. Прежде, чем определить Zс надо найти величины ?c и коэффициента затухания a.

(43)

где ? - волновая длина идеальной линии;

R0 - погонное активное сопротивление фазных проводов, определяемое по справочным данным [3], R0 = 0,025 Ом/км.

, (44)

Ом (45)

где Zc - волновое сопротивление идеальной линии.

После определения Zc и ?, также как и в пункте 4.1, ищем параметры четырёхполюсника и П-образной схемы замещения. На рисунке 5 линия представлена в виде четырехполюсника, параметры которого определяются следующими соотношениями:

(46)

1

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

 (47)

1

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 9 - Представление линии с потерями в виде П-образной схемы замещения

4. ВЫБОР КОМПЕНСИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВ

4.1 Расчет зарядной мощности ВЛ и выбор шунтирующих реакторов

Для компенсации зарядной мощности ВЛ 330-1150 кВ применяются шунтирующие реакторы, число которых выбирается исходя из 70-100% компенсации зарядной мощности.

Зарядная мощность линии равна:

Мвар (48)

где - натуральная мощность линии при

максимальном рабочем напряжении.

Число шунтирующих реакторов, устанавливаемых на линии, выбирается из соотношения

(49)

где Qшр = 3·60 Мвар - мощность трехфазной группы однофазных шунтирующих реакторов, выбираемая по справочным данным [5].

Принимаю к установке nшр = 2.

Более мощной системой считаю вторую, так как мощность короткого замыкания в данной системе больше, чем в первой. Поскольку число устанавливаемых реакторов чётное, одну группу устанавливаю со стороны более мощной системы 2, одну - со стороны системы 1.

Таким образом, для компенсации зарядной мощности ВЛ применяем две трёхфазные группы шунтирующих реакторов типа РОДЦ-6000/500 по 180 Мвар каждая.

4.2 Оценка уровней напряжений в режиме холостого хода при одностороннем питании ВЛ

При плановых включениях линии возникают режимы одностороннего питания, которые могут иметь длительность до 20 минут. Уровень напряжения на линии в этих режимах не должен превышать

(50)

Для проверки выполнения этого условия необходимо рассчитать уровень напряжения по концам ВЛ (U1, U2) для случаев включения линии со стороны отправной и приемной системы. Расчеты выполняются при следующих допущениях:

1) ВЛ принимается идеальной и представляется четырёхполюсником с параметрами A, B, C, D;

2) ЭДС примыкающих систем принимаются Е1 = Е2 = Uном = 500кВ.

Перед началом расчетов определяются проводимости шунтирующих реакторов, намеченных к установке по концам ВЛ:

, (51)

(52)

где Qр1 = 180, Qр2 = 180 Мвар - мощности групп шунтирующих реакторов со стороны отправной и приемной систем.

Согласно схемы замещения, представленной на рисунке 10, напряжения на открытом конце ВЛ и в ее начале при включении линии со стороны отправной системы равны:

, (53)

(54)

где А1'2, А12 - параметры соответствующих эквивалентных четырехполюсников, определяемых выражениями (55).

1

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 10 - Схема замещения ВЛ, включенной только со стороны отправной системы

(55)

Параметры А, В, С, D берём из пункта 3.1, где был произведён расчёт для идеальной линии. Параметры берём именно оттуда, так как одним из допущений является представление линии идеальной.

На рисунке 11 приведена схема замещения для оценки повышений напряжения при включении ВЛ со стороны приёмной системы. В этом случае напряжения в концевых точках определяются так:

, (56)

(57)

где А21,А2`1 - параметры, определяемые по (58).

1

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 11 - Схема замещения ВЛ, включенной только со стороны приёмной системы

(58)

Как видим, после расстановки реакторов в отношении 1:1 напряжения (53), (54), (56), (57) при включении линии на холостой ход превышают допустимое значение, равное Uдоп = 1,05·Uнб = 551,25 кВ. Поэтому проделываем вычисления с формулы (51) ещё раз, прибавляя дополнительно одну группу реакторов к системе 1 и 2.

После проделанных вычислений получаем следующие значения напряжений: U2(1) = 530,7 кВ; U1(1) = 541,4 кВ; U1(2) = 533,2 кВ; U2(2) = 544,2 кВ. Видно, что ни одно значение не превышает 551,25 кВ.

4.3 Оценка уровней напряжения в режиме холостого хода при двухстороннем питании

Режим холостого хода линии при двухстороннем питании возникает непосредственно после включения на параллельную работу систем, а также в процессе нормальной работы, когда переток активной мощности по линии снижается до нуля (рис.12). Максимальные повышения напряжения в этом режиме имеют место в промежуточных точках линии. Величина их по условиям надежной работы изоляции не должна превосходить наибольшего рабочего напряжения .

1

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 12 - Расчетная схема ВЛ, работающей в холостую при двухстороннем питании

Для определения напряжения в любой промежуточной точке ВЛ удобно воспользоваться выражением

(59)

где

Bx1', Bx2' - параметры четырехполюсника соответственно слева и справа от точки х;

B1'2' - параметр четырёхполюсника всей электропередачи.

Для определения параметров Bx1', Bx2' B1'2' следует воспользоваться таблицей, показывающей, как определять параметры эквивалентного четырехполюсника по известной схеме.

Необходимо рассчитать напряжение в средней точке линии x

(L1 = L2 = L/2), при этом параметры четырехполюсников, замещающих половины ВЛ, равны:

(60)

Далее проводили эквивалентирование левой от точки х стороны и правой, т.е. вносили реакторы и сопротивления в схему четырёхполюсника. После этого получили параметры Вх1` = j167,43 и Вх2` = j144,6.Такое же эквивалентирование проделали для полной схемы и получили В1`2` = j325,73. Подставив эти значения в (59), получили:

(61)

Полученное значение Uх не превышает Uнб = 525 кВ.

Подробный расчёт данного пункта приведен в приложении Б.

5. РАСЧЕТЫ РЕЖИМА РАБОТЫ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

Необходимо рассчитать режим работы электропередачи (рис. 13) при следующих условиях:

– реакторы со стороны приёмной системы считаем отключенными;

– в линии учитываются потери на нагрев и корону;

– мощность в начале линии равна максимальной активной мощности

P1` = Pmax = 800 МВт;

– реактивная мощность в начале линии равна Q1` = 0,1·Pmax = 80 Мвар

– напряжение со стороны отправной системы:U1` = равна Uном = 500 кВ.

Рисунок 13 - Расчетная схема электропередачи

Расчеты проводятся в двух вариантах:

1) ВЛ представляется четырехполюсником с параметрами, вычисленными с учётом потерь в линии. Далее определяются параметры четырехполюсника, эквивалентирующего всю электропередачу:

(62)

Если параметры эквивалентного четырехполюсника определены верно, то должны выполняться следующие скалярные соотношения:

(63)

Режимные параметры конца электропередачи определяются по выражениям:

, (64)

, (65)

, (66)

(67)

После этого рассчитывается угол сдвига фаз между векторами напряжения по концам электропередачи

(68)

Расчёт приведён в приложении В.

2) ВЛ представляется П-образной схемой замещения (рис.14), параметры которой определены ранее.

1

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 14 - П-образная схема замещения электропередачи для расчета режима

Расчет выполняется последовательно слева направо от одного элемента схемы замещения к другому. На каждом шаге определяются значения мощностей и вектора напряжения (модуль и фаза) в точках 1, 2 и 2. Расчет выполняется по известным из курса «Электрических сетей и систем» формулам.

Рассчитываем мощность после трансформатора:

, (69)

Рассчитываем напряжение в узле 1:

 (70)

Мощность, втекающая в линию 1-2:

, (71)

Потери мощности в линии 1-2, мощность в конце этой линии и напряжение в точке 2:

, (72)

(73)

(74)

Так как реакторы с приёмной стороны считаем отключенными, мощность в начале участка 2-2` будем находить без учёта проводимости Yр2. Определим также потери в X2 и мощность в конце участка 2-2`.

 (75)

,

Напряжение в узле 2`:

Сравнивая значения, полученные при расчёте четырёхполюсников в приложении В и рассчитанные вручную, видим, что они почти одинаковы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В курсовом проекте проведен расчет дальней линии электропередачи номинальным напряжением 500 кВ. Выбраны силовые трансформаторы и рассчитаны несколько вариантов конструкции фазы, из них, при использовании технико-экономического сравнения, выбрана наиболее эффективная - с расщеплением на три провода.

Выбраны компенсирующие устройства. Были проведены необходимые расчеты и определены параметры П-образной схемы замещения дальней линии электропередачи и проведено замещение ее с помощью четырехполюсника с определением его параметров. Произведен расчет нескольких режимов линии: холостой ход при питании ВЛ со стороны отправной энергосистемы, холостой ход при питании ВЛ со стороны приемной, при двухстороннем питании ВЛ. Во всех режимах определены параметры схем замещения и оценены уровни напряжения в сравнении с допустимыми напряжениями в данной линии.

Кроме этого, был рассчитан режим работы электропередачи двумя способами: с помощью теории четырехполюсников и с применением формул известных из курса «Электрических сетей и систем».

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Веников В.А., Рыжов Ю.П. Дальние линии электропередачи переменного и постоянного тока. -М.: Энергоатомиздат, 1985.-272с.

Идельчик В.И. Электрические системы и сети. -М.: Энергоатоиздат, 1989.-592с.

Неклепаев Б.Н. Электрическая часть электростанций и подстанций/ Б.Н. Неклепаев, И.П. Крючков. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 608 с.

Проектирование линий электропередачи сверхвысокого напряжения / Под ред. Г.Н. Александрова и Л.Л. Петерсона. - Л.: Энергоатомиздат, 1983. -368с.

Справочник по проектированию электроэнергетических систем / Под ред. С.С. Рокотяна и И.М. Шапиро. - М.: Энергоатомиздат, 1985. - 352 с.

Электротехнический справочник. Т.3., кн.I / Под общ.ред.профессоров МЭИ.-М.: Энергоатомиздат, 1988.-880с.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Стальная промежуточная одноцепная опора на оттяжках ВЛ 500 кВ

Размещено на Allbest.ru