Расчет параметров линий сверхвысокого напряжения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

В курсовой работе производится расчет параметров линий сверхвысокого напряжения, определение распределения напряжений, токов и мощностей в линии. Происходит исследование параметров и режимов компенсированных, настроенных электропередач, определение условий, при которых повышается пропускная способность линий. Решение практических задач и аналитическое исследование режимов линий иллюстрируется таблицами, графиками и подробными пояснениями, характеризующими физические процессы и явления, происходящие в дальних электропередачах.

Быстрое протекание переходных процессов в энергосистемах, вызванных аварийными небалансами активной мощности, требует применения противоаварийной автоматики (ПА), контролирующей режим электропередач:

- опасные перегрузки ЛЭП из-за непредвиденных изменений балансов мощности генераторов и нагрузки в различных частях ОЭС;

- опасные набросы мощности на электропередачи при внезапных отключениях генераторов в приёмной или нагрузки в передающей частях энергосистемы;

- внезапное отключение в одной из межсистемных ЛЭП, угрожающее нарушением динамической устойчивости.

ПА выявляет опасные для устойчивости аварийные возмущения, определяет по ним интенсивность управляющих воздействий на нагрузку электропередачи и производит их реализацию.

1. Определение волновых параметров ЛЭП

1.1 Линия выполнена одиночным проводом в фазе

Воздушная ЛЭП напряжением 500 кВ имеет одноцепные опоры с горизонтальным расположением проводов, расстояние между которыми D = 12 м. Активное сопротивление Ом/км; активная проводимость gо принимается равной нулю. Линия выполнена проводами марки 3х(АС-400/93) с диаметром каждого из проводов, равным 29,1 мм. Провода в фазе расположены по вершинам равностороннего треугольника со стороной, а = 60 см. Линия имеет длину l=1000 км.

Условно будем считать провод круглым и сплошным и найдем радиус провода.

Радиус одиночного провода , мм2

(1)

где Fэ - площадь сечения, мм2,

.

В общем случае удельное индуктивное сопротивление фаз воздушной линии для расчета симметричных режимов можно определить по выражению:

(2)

где - радиус провода ;

Dср - среднегеометрическое расстояние между фазами, определяемое по выражению (3).

Рисунок 1 - Горизонтальное расположение проводов фаз.

При горизонтальном расположении проводов фаз, как показано на рисунке 1, среднегеометрическое расстояние равно:

(3)

где D - расстояние между средней и крайними фазами.

Для определения удельной емкостной проводимости bo, обусловленной емкостями между проводами разных фаз и емкостью провод - земля можно воспользоваться выражением:

(4)

Определим удельное индуктивное сопротивление и удельную емкостную проводимость, согласно выражениям (2) и (4) соответственно:



.

В этом случае сопротивления и проводимости, отнесенные к 1 км длины линии, будут:

Коэффициент распространения волны , 1/км,

(5)

Коэффициент затухания , 1/км

.

Коэффициент фазы , град/км,

.

Волновое сопротивление линии , Ом,

, (6)

.

При неучете активных сопротивлений и проводимости линии натуральная мощность линии составляет, МВт,

, (7)

.

1.2 Линия выполнена расщепленным проводом в фазе

Рисунок 2 -Расположение проводов фаз по вершинам равностороннего треугольника со стороной a.

В случае расщепленных проводов при определении сопротивлений и проводимостей линии следует пользоваться эквивалентным значением внешнего радиуса провода , см,

, (8)

При трех проводах в фазе сопротивления и проводимости будут равны:

, (9)

, (10)

Коэффициент распространения волны определяется по формуле (5),

.

Коэффициент затухания, 1/км,

.

Коэффициент фазы, град/км,

Волновое сопротивление линии определяется по формуле (6),

.

Натуральная мощность линии вычисляется по формуле (7),

Из расчетов в пунктах 1.1 и 1.2 можно сделать вывод о том, что расщепление проводов приводит к значительному снижению погонного индуктивного сопротивления x0 и увеличению емкостной проводимости b0. При расщеплении фазы существенно уменьшается волновое сопротивление Zc и возрастает натуральная мощность линии Pc, а коэффициент распространения меняется мало, так как уменьшение индуктивного сопротивления сопровождается x0 увеличением емкостной проводимости b0. Дальнейшие расчеты применяются для расщепленной фазы.

2. Представление линии 500 кВ четырехполюсником, нахождение обобщенных постоянных А, В, С и D с учетом и без учета потерь в линии.

Линия представляется четырехполюсником с обобщенными постоянными А, В, С и D рисунок 3.

Рисунок 3 - Линия представленная четырехполюсником с обобщенными постоянными А, В, С и D.

2.1 Нахождение обобщенных постоянных А, В, С и D с учетом потерь в линии.

Волновые параметры линии:

Для линий длиной до 1000 км можно принять, что ,.

Определим и по найденным величинам и :

, (11)

.

, (12)

Линия представляется симметричным четырехполюсником с обобщенными постоянными.

Вычисляются обобщенные постоянные:

А = D = , (13)

В = , (14)

(15)

Полученные результаты проверяются по условию

, (16)

.

2.2 Нахождение обобщенных постоянных А, В, С и D без учета потерь в линии

Пренебрегая активным сопротивлением линии (r0=0), получается 0=0,

, (17)

.

В этом случае волновое сопротивление

, (18)

Ом.

Гиперболические функции от комплексного аргумента и для линии без потерь переходят в круговые функции от действительного аргумента:

, (19)

.

, (20)

Обобщённые постоянные, согласно выражениям (13), (14) и (15), будут иметь вид:

Проверим результаты по условию (16):

.

Сравнение результатов расчётов А, В, С, D и с учётом и без учёта потерь показывает, что модули волнового сопротивления и обобщённых постоянных в обоих случаях оказывают достаточно близкими по величине. Существенное искажение А, В, С и D от потерь имеет место при больших длинах линий (более 2000 км). Поэтому для исследования вопросов пропускной способности, перенапряжения, токов коротких замыканий возможно рассматривать вместо реальной линии - идеальную, без потерь.

3. Определение параметров схемы замещения линии. Выбор мощности реактора по условиям выравнивания напряжения в режиме холостого хода линии

ЛЭП напряжением 500 кВ длиной 1000 км, выполненная проводами марки 3х(АС-400/93), состоит из двух участков по 500 км. В середине линии установлено компенсирующее устройство, состоящее из 3-х шунтирующих реакторов одинаковой мощности.

Требуется определить параметры схемы замещения линии и выбрать мощность реакторов по условию выравнивания напряжения в режиме холостого хода.

Участки линии представляются в виде П-образных схем замещения. Т.к. линия является длинной, то необходимо определить поправочные коэффициенты для перерасчета постоянных каждого участка:

, (21)

где - поправочный коэффициент по активному сопротивлению.

, (22)

.

, (23)

где - поправочный коэффициент по реактивному сопротивлению.

, (24)

.

, (25)

где - поправочный коэффициент по емкостной проводимости,

, (26)

,

Для выравнивания напряжения в режиме холостого хода суммарная проводимость компенсирующих реакторов должна быть равна проводимости П-образных схем замещения участков в точке их соединения, т.е. в средней точке линии:

, (27)

Номинальная мощность одного реактора (3-х фаз), МВАр,

, (28)

После отключения реакторов представим линию П-образной схемой замещения. Поправочные коэффициенты для пересчёта постоянных линии в этом случае будут равны:

Тогда параметры П-образной схемы замещения всей линии будут иметь величины:

4. Исследование параметров линии при поочередном отключении трех шунтирующих реакторов установленных в средней точке линии

На ЛЭП производится поочерёдное отключение трех шунтирующих реакторов, установленных в средней точке линии. Волновое сопротивление линии Ом, проводимость каждого реактора См.

Требуется определить вторичные волновые параметры Zв и обобщённые постоянные электропередачи для случаев трех, двух и одного включенных реакторов, а также собственные и взаимные проводимости и параметры П-образной схемы замещения передачи при трех включенных реакторах. Построить графические зависимости Zв = f(n), Рс = f(n), A = f(n), B = f(n), C = f(n), D = f(n), где n - число включенных реакторов.

Согласно выражениям (13), (14) и (15), каждая из половин линии представляется в виде четырехполюсника с параметрами

Обобщенные постоянные установки шунтирующих реакторов без учета потерь:

.

где n - число включенных реакторов.

Рассматривая последовательное соединение всех трёх звеньев линии, определяется матрица искомых величин:

. (29)

После умножения матриц

, (30)

, (31)

, (32)

Результаты расчётов А, В, С и D по приведённым выше формулам представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Результаты расчётов А, В, С и D

n	А	В, Ом	С, мСм	D
0	0,493	j234,338	j3,224	0,493
1	0,5704	j246,523	j2,729	0,5704
2	0,648	J258,707	j2,235	0,648
3	0,725	J270,892	j1,7402	0,725

Для рассматриваемой линии

, (33)

.

, (34)

.

Результаты расчётов Zв, и Рс по приведённым формулам представлены в таблице 2.

Таблица 2 - Результаты расчётов Zв, и Рс

n		, град
0	269,602	60,437	927,292
1	300,535	54,5	831,849
2	340,239	48,16	734,778
3	394,546	41,34	633,639

Присоединение к линии реакторов приводит к уменьшению электрической длины линии и увеличению характеристического сопротивления, что снижает предел передаваемой мощности по линии. Таким образом, присоединение реакторов к промежуточным точкам линии оправдывается лишь при малых нагрузках для выравнивания напряжений и уменьшения потерь.

Определяются собственные и взаимные сопротивления передачи:

,

.

,

Для проводимостей П-образной схемы замещения имеется (рисунок 4)

,

,

Рисунок 4 - П-образная схема замещения.

На рисунках 5-9 приведены графики зависимостей Zв=f(n), Рс=f(n), А=f(n), B=f(n), C=f(n), D=f(n), где n - число включенных реакторов.



Рисунок 5 - Зависимость волнового сопротивления от количества реакторов Zв=f(n).

Рисунок 6 - Зависимость натуральной мощности линии от количества реакторов Рс=f(n).

Рисунок 7 - Зависимость параметров А и D от количества реакторов А=f(n) и D=f(n).

линия напряжение мощность потеря

Рисунок 8 - Зависимость параметра В от количества реакторов B=f(n).



Рисунок 9 - Зависимость параметра С от количества реакторов C=f(n).

5. Исследование влияния УПК на волновые параметры линии и пропускную способность

В середине линии имеется установка продольной емкостной компенсации (УПК) без шунтирующих реакторов.

Требуется определить обобщённые постоянные электропередачи, вторичные волновые параметры (Zв , g=b+ja), собственные и взаимные сопротивления и проводимости П-образной схемы замещения для различных степеней продольной компенсации. Активным сопротивлением линии можно пренебречь. Построить графические зависимости Zв = f(К), Рс = f(К),
A = f(К), B = f(К), C = f(К), D = f(К), где К - степень компенсации, l =1000 км.

Степень продольной компенсации

(35)

где xс - сопротивление установки конденсаторов, Ом.

УПК можно представить в виде четырёхполюсника с обобщенными постоянными

.

Рассматривая последовательное соединение всех трёх звеньев, находится матрица обобщенных постоянных

После умножения матрицы получаем:

, (36)

, (37)

, (38)

Результаты расчётов по приведённым формулам представлены в таблице 3.

Таблица 3 - Результаты расчетов параметров А, В, С, D

k	А	В, Ом	С, мСм	D
0	0,494	j234,338	j3,224	0,494
0,25	0,608	j181,372	j3,471	0,608
0,5	0,723	j128,406	j3,718	0,723
0,75	0,837	j75,44	j3,966	0,837
1,0	0,952	j22,474	j4,213	0,952

Из таблицы 3 видно, что увеличение степени продольной компенсации приводит к увеличению постоянной А, и уменьшению постоянной В, что является положительным фактором.

Вторичные волновые параметры линии с УПК найдем по формулам (33) и (34):

.

.

Результаты расчётов Zв, и Рс по приведённым формулам представлены в таблице 4.

Таблица 4 - Результаты расчётов Zв, и Рс

k	, Ом	, град	, МВт
0	263.602	60,395	948,399
0,25	228.583	52,516	1093,695
0,5	185.828	43,711	1345,33
0,75	137.925	33,144	1812,579
1,0	73.038	17,9	3422,876

Данные таблицы 4 показывают, что с увеличением степени компенсации существенно улучшаются волновые параметры линии электропередачи.

Определяются значения собственных и взаимных сопротивлений для k = 0,5:

.

Ом.

.

Проводимости П-образной схемы замещения с УПК (рисунок 10).

,

.

,

Рисунок 10 - П-образная схема замещения линии с УПК.

Дальнейшие расчеты выполняются аналогичным образом, результаты, полученные в ходе расчетов, представлены в таблице 5.

Таблица 5 - Результаты расчетов собственных и взаимных сопротивлений и проводимостей П-образной схемы замещения для различных степеней продольной компенсации.

k	, Ом	, Ом	, Ом	, мСм	, мСм
0	474,368	474,368	j234,338	2,159	2,159
0,25	298,309	298,309	j181,372	2,161	2,161
0,5	177,6	177,6	128,406	2,157	2,157
0,75	90,131	90,131	j75,44	2,161	2,161
1,0	23,607	23,607	j22,474	2,136	2,136

Данные таблицы 5 показывают, что с увеличением степени компенсации существенно уменьшаются собственные и взаимные сопротивления, а проводимости не изменяют своего значения по величине, вследствие того, что собственные и взаимные сопротивления уменьшаются в равной степени.

На рисунках 11-15 приведены графики зависимостей Zв=f(K), Рс=f(K), А=f(K), B=f(K), C=f(K), D=f(K), где K - степень компенсации шин.



Рисунок 11 - Зависимость волнового сопротивления от степени компенсации Zв=f(K).



Рисунок 12 - Зависимость натуральной мощности линии от степени компенсации Рс=f(K).



Рисунок 13 - Зависимость параметров А и D от степени компенсации А=f(K) и D=f(K).



Рисунок 14 - Зависимость параметра В от степени компенсации B=f(K).



Рисунок 15 - Зависимость параметра С от степени компенсации C=f(K).

6. Определение напряжения в середине линии, фазы напряжения и тока в начале линии

Линия электропередачи длиной l = 1000 км выполнена проводами марки 3х(АС-400/93).

Требуется определить напряжение в середине линии при передаче мощности Р2 = 0,75Рс и Р2 = 1,2Рс МВт и определить фазу напряжения и тока в начале линии. В обоих случаях напряжения по концам линии равны 500 кВ; линия рассматривается без потерь (U1 = U2 = 500 кВ; r0 = 0); волновое сопротивление линии Zc = Ом; натуральная мощность Pc = 925,995 МВт; коэффициент изменения фазы на единицу длины град/км.

Определяются обобщенные постоянные линии

, (39)

.

, (40)

Ом.

(41)

1/Ом.

6.1 Передача мощности меньше натуральной

.

Передаваемая мощность в относительных единицах

, (42)

.

Реактивная мощность в конце линии , о.е.

, (43)

.

В именованных единицах

, (44)

Так как линия работает без перепада напряжения, то реактивная мощность в начале линии равна реактивной мощности в конце и противоположна по знаку. Следовательно,

Таким образом, поскольку по линии передаётся мощность меньше натуральной, то она генерирует избыточную реактивную мощность, которую необходимо компенсировать на приёмном и передающем концах (рисунок 16).



Рисунок 16 - Схема замещения при передаче по линии мощности, меньше натуральной ().

Угол 2 между током и напряжением определется:

(45)

Ток в конце линии, кА

(46)

Вектор напряжения считается направленным по положительной вещественной оси, т.е. .

Напряжение в начале линии,

(47)



Следовательно, модуль напряжения в начале линии равен модулю напряжения в конце, угол между и составляет 38,289 градуса.

Ток в начале линии ,

(48)

Следовательно, модуль тока в начале линии равен модулю тока в её конце, а аргумент изменяет свое значение и знак на противоположный.

Для половины длины линии определяются обобщенные постоянные

Напряжение в середине линии ,

6.2 Передача мощности больше натуральной

.

Передаваемая мощность в относительных единицах ,

.

Реактивная мощность в конце линии, вычисляется по формуле (43),

При передаче по линии мощности, больше натуральной (), в линию необходимо выдавать реактивную мощность с обоих концов, (рисунок 17).

Рисунок 17 - Схема замещения при передаче по линии мощности, больше натуральной ().

Реактивная мощность в конце линии в именованных единицах вычисляется по формуле (44),

Так как линия работает без перепада напряжения, то реактивная мощность в начале линии равна реактивной мощности в конце и противоположна по знаку. Следовательно,

Угол 2 между током и напряжением вычисляется по формуле (45),

Ток в конце линии,

.

Вектор напряжения считается направленным по положительной вещественной оси, т.е. .

Напряжение в начале линии, вычисляется по формуле (47):

Следовательно, модуль напряжения в начале линии равен модулю напряжения в конце, угол между и составляет 71,533 градуса.

Ток в начале линии , вычисляется по формуле (48):

Следовательно, модуль тока в начале линии равен модулю тока в её конце, а аргумент изменяет свое значение, не меняя знака.

Напряжение в середине линии ,

7 Исследование режима ЛЭП при разомкнутом выключателе на конце линии, режимов при передачи по линии мощности меньше и больше натуральной.

7.1 Режим холостого хода

Линия длиной l = 1000 км разомкнута на конце, в начале линии подведено напряжение 500 кВ. Требуется произвести расчёт распределения напряжения вдоль линии. Построить графическую зависимость напряжения в функции расстояния от начала ЛЭП.

В линии, разомкнутой с приёмного конца (при I2 = 0), напряжение в промежуточных точках определяется из уравнения при А = 0,4939.

, (49)

Откуда

Для середины линии

(50)

Напряжение для любой промежуточной точки рассматриваемой линии х

где Ах = cos0(1000 - lx);

lx - расстояние, отсчитанное от начала линии, м.

Результаты расчета представлены в таблице 5.

По данным таблицы 6 строится зависимость Ux = f(lx) , (рисунок 18).

Таблица 6 - Распределение напряжения вдоль линии

	0	50	100	150	200	250	300	350
	500,04	545,72	589,89	632,41	673,18	712,08	749,01	783,85
	400	450	500	550	600	650	700	750
	816,51	846,91	874,95	900,56	923,675	944,22	962,15	977,39
	800	850	900	950	1000	-	-	-
	989,93	997,72	1006,73	1010,95	1012,351	-	-	-

7.2 Режим передачи по линии мощности меньше натуральной P < Pc

Передаваемая по линии мощность меньше натуральной при условии кВ.

Напряжение для любой точки рассматриваемой линии, кВ,

(51)

.

Результаты расчета представлены в таблице 7, графическая зависимость приведена на рисунке 18.

Таблица 7 - Распределение напряжения вдоль линии в режиме Р < Рс.

	0	50	100	150	200	250	300	350
	499,98	502,72	505,49	508,29	511,06	513,82	516,51	519,35
	400	450	500	550	600	650	700	750
	522,18	524,89	527,65	524,87	522,13	519,35	516,57	513,8
	800	850	900	950	1000	-	-	-
	511,04	508,29	505,52	502,76	500	-	-	-

7.3 Режим передачи по линии мощности больше натуральной Р > Рс

Передаваемая по линии мощность больше натуральной при условии кВ.

Напряжение для любой точки рассматриваемой линии, кВ,

(52)

Результаты расчета представлены в таблице 8, графическая зависимость приведена на рисунке 18.

Таблица 8 - Распределение напряжения вдоль линии в режиме Р > Рс.

	0	50	100	150	200	250	300	350
	500,03	497,1	494,18	491,26	488,35	485,4	482,45	479,56
	400	450	500	550	600	650	700	750
	476,65	473,72	470,79	473,71	476,62	479,56	482,48	485,41
	800	850	900	950	1000	-	-	-
	488,33	491,27	494,19	497,11	500,1	-	-	-

Рисунок 18 - Распределение напряжения вдоль линии, разомкнутой с приёмного конца

Из рисунка 18 видно, что режим холостого хода для линии не допустим, так как изоляция не выдержит такого повышения напряжения.

8. Определение зависимостей реактивных мощностей начала и конца линии от передаваемой активной мощности

Эти мощности должны обеспечивать постоянство напряжений в начале и конце линии на номинальном уровне, т.е. кВ, при этом параметры четырехполюсника принимаем по пункту 2.1:

Необходимо построить графические зависимости реактивных мощностей начала и конца линии в функции передаваемой активной мощности Q2=f(P1) и Q1=f(P1) , Q2=f(P2) и Q1=f(P2) где P1 - мощность в начале линии.

Вычисляются следующие комбинации обобщенных постоянных:

,

,

.

Задаваясь мощностью Р1 от 0 до 1000, получим

(53)



Или в относительных единицах, при натуральной мощности PС=925,995 Мвт

Дальнейшие расчеты выполняются аналогичным образом, результаты, полученные в ходе расчетов, представлены в таблице 9.

Таблица 9 - Зависимость реактивной мощности начала участка от активной мощности Q1=f(P1).

Р1, МВт	0	200	400	600	800	1000
Р1*, о. е.	0	0,216	0,432	0,648	0,864	1,079
Q1, МВАр	-544,289	-539,689	-496,21	-408,366	-261,217	-6,673
Q1*, о. е.	-0,588	-0,583	-0,536	-0,441	-0,282	-0,0072

(54)

Таблица 10 - Зависимость реактивной мощности конца участка от активной мощности Q2=f(P1).

Р1, МВт	0	200	400	600	800	1000
Р1*, о. е.	0	0,216	0,432	0,648	0,864	1,079
Q2, МВАр	542,555	496,8	412,825	284,586	109,984	-80,713
Q2*, о. е.	0,586	0,537	0,446	0,307	0,119	-0,087

(55)

Таблица 11 - Зависимость реактивной мощности конца участка от активной мощности Q2=f(P2)

Р2, МВт	0	200	400	600	800	1000
Р2*, о.е.	0	0,216	0,432	0,648	0,864	1,079
Q2, МВАр	544,289	459,541	391,696	257,427	129,639	-150,979
Q2*, о. е.	0,588	0,535	0,423	0,278	0,14	-0,23

(56)

Таблица 12 - Зависимость реактивной мощности начала участка от активной мощности Q1=f(P2).

Р2, МВт	0	200	400	600	800	1000
Р2*, о. е.	0	0,216	0,432	0,648	0,864	1,079
Q1,МВАр	-542,555	-538,93	-489,851	-398,178	-220,387	12,408
Q1*, о. е.	-0,586	-0,582	-0,529	-0,43	-0,238	0,0134

Полученные зависимости Q2=f(P1) и Q1=f(P1), Q2=f(P2) и Q1=f(P2) приведены на рисунке 19.



Рисунок 19 - Зависимости реактивных мощностей начала и конца участка от передаваемой активной мощности Q2=f(P1) и Q1=f(P1), Q2=f(P2) и Q1=f(P2).

Для линии без потерь все характеристики Q=f(P) пересекают ось действительных величин при Р=1, под влиянием потерь активной мощности симметрия распределения реактивной мощности в линиях (участках) нарушается.

9. Принципиальная схема автоматики защиты ЛЭП от аварийного перенапряжения

Рисунок 20 - Принципиальная схема автоматики защиты ЛЭП от аварийного перенапряжения

10. Описание действия автоматики защиты ЛЭП от аварийного перенапряжения

Защита выполнена применительно к наиболее распространенной схеме РУ с двумя выключателями на присоединение. Защита имеет две ступени и выполнена с пофазным контролем величины напряжения и реактивной мощности, обеспечивающим ее действие в неполно-фазных режимах. В качестве пусковых реле напряжения применены реле с повышенным коэффициентом возврата РН-58. Схема цепей тока выполнена таким образом, что реле мощности 1KW.. .3KW и реле тока 1КА.. .ЗКА могут быть включены на ток линии без тока реактора или в сумме с ним. В большинстве случаев целесообразно реле мощности и тока включать на ток линии без тока реактора (на 1ТТ и 2ТТ). Именно такое включение соответствует значению мощности срабатывания избирательного органа Qcp , исходя из величины зарядной мощности Qc min. Однако в некоторых случаях, когда не удается выбрать уставку пускового органа защиты по напряжению, используют лишь избирательный орган реактивной мощности. Основное назначение такой защиты- ликвидация опасного перенапряжения для оборудования на отключенном конце линии. В указанном случае целесообразно с точки зрения настройки включить реле мощности и тока на ток линии в сумме с током реактора (на ITT, 2ТТ, ЗТТ). Однако в случае неполнофазного отключения линии выходное реле защиты 4KL, действующее на отключение трех фаз линии, может не вернуться в исходное положение за счет того, что повышенное напряжение на линии и сток реактивной мощности в реактор могут сохраниться на фазах, не отключенных с противоположной стороны ЛЭП. В этом случае надежность срабатывания имеющегося устройства резервирования на отключающемся конце ЛЭП будет снижена. Для устройства УРОВ потребовалось бы применение двух реле тока, фиксирующих отказ выключателя, что нежелательно. Рассмотренное включение реле мощности может быть допущено, если не предполагается использование УРОВ. Включение же реле мощности только на ток линии без тока реактора не снижает надежности УРОВ. Чувствительная ступень, использующая реле максимального напряжения 1KV...3KV и реле активной мощности 1KW.. .3KW для контроля величины и направления реактивной мощности линии, действует с выдержкой времени первой, на включение реактора (реле времени, создающие эту выдержку, находятся на панели автоматики реактора), со второй выдержкой времени , определяемой выдержкой времени проскальзывающего контакта 1КТ2 и 4KL, на отключение линии. Пуск грубой ступени защиты осуществляется от реле максимального напряжения 4KV.. .6KV. Она не имеет своего пофазного контроля величины и направления реактивной мощности, а использует орган контроля чувствительной ступени (реле 1KL). Грубая ступень с выдержкой времени, создаваемой проскальзывающим контактом 2КТ2, действует на отключение линии. В качестве выходного реле 4KL защиты от повышения напряжения в схеме использовано многотактное реле с фиксированным положением якоря типа РП-8. Применение этого реле позволило использовать для его пуска проскальзывающие контакты 1КТ2 и 2КТ2, в цепи срабатывания 4KL дополнительно включен контакт 1KL2, размыкающий ее при возврате. Обе ступени защиты действуют на отключение линии через выходные реле резервных защит с запретом АПВ и на пуск УРОВ. Блокировка по току линии, предотвращающая неправильные действия защиты при больших реверсивных токах активной мощности, выполнена с помощью реле тока ПСА, 2КА, ЗКА. Если такая блокировка не требуется, контакты реле должны быть замкнуты на клемнике панели. Как уже указывалось выше, в защите от повышения напряжения иногда не используется орган напряжения. Тогда с помощью перемычек на клемнике исключаются контакты реле напряжения 1KV...3KV. Предусматривается только возможность защиты линии без контроля реактивной мощности (например, если от подстанции отходит одна линия). Схема устройства резервирования при действии защиты от повышения напряжения на линии и отказе выключателя срабатывает по факту действия защиты( контакты 1КТЗ и 2КТЗ). УРОВ с выдержкой времени действует на отключение и запрет АПВ соответствующей системы шин. Для повышения надежности действия устройства резервирования в выходные цепи УРОВ включены дополнительные контакты 4KL2.. .4KL5 выходного реле защиты от повышения напряжения. Этим предотвращается неправильное срабатывание устройства резервирования при случайном срабатывании реле 2KL или 3KL. Последняя сигнализируется с выдержкой времени (с помощью контактов 2KL3 и 3KL3). Вместе с тем случайное срабатывание реле 4KL без срабатывания 2KL или 3KL тоже не ведет к срабатыванию реле УРОВ. Последовательное включение в выходные цепи УРОВ контакта 4KL, 2KL или 3KL не устраняет неправильного действия. Если персонал при всех включенных накладках и снятой перемычке на клемнике в цепи отключения линии проверит исправность этой цепи путем приведения в действие пусковой цепи защиты, например, нажатием на реле 1KL. Для выполнения проверки выходной цепи защиты специально предусмотрен испытательный блок ЗБИ. Со съемом его крышки одновременно размыкаются выходные цепи и самой защиты и устройства резервирования. Тем не менее, на случай, если персонал ошибочно не воспользуется указанным блоком, а разомкнет только цепи отключения линии на клемнике, предусмотрено следующее: в цепи катушек реле 2KL и 3KL включены контакты 1KL и 2KL, которые замыкаются только при наличии импульса на отключение выключателя, то есть только в цепях срабатывания защиты. В остальных случаях, в том числе и при проверке защиты, указанные контакты разомкнуты, что исключает неправильное срабатывание реле 2KL и 3KL. Однако наличие нормально замкнутых контактов 1KL и 2KL создает опасность отказа срабатывания УРОВ, например, при наличии обрыва цепи контактов реле 1KL и 2KL. В том случае, когда на данной станции или подстанции не предполагается использование УРОВ, его цепи отсоединяются на клемнике панели. Предусматривается два вида сигнализации: аварийная и предупредительная. Аварийная сигнализация свидетельствует о срабатывании каждой из ступеней защиты и о действии УРОВ. Предупредительная действует при неисправности выходных реле защиты и УРОВ.

Схема приведена на рисунке 20.

Заключение

В ходе выполнения курсовой работы был произведен расчет параметров линий сверхвысокого напряжения, найдено распределение напряжений, токов и мощностей в линии. Исследовались параметры режимов компенсированных и настроенных электропередач, определили условия, при которых повышается пропускная способность линий. При выполнении работы было показано, что при исследованиях вопросов пропускной способности, перенапряжений, расчетов токов коротких замыканий возможно рассматривать вместо реальной линии - идеальную, без потерь. Для регулирования реактивной мощности и напряжения, а также для снижения внутренних перенапряжений на ЛЭП сверхвысокого напряжения применяются шунтирующие реакторы, однако их применение приводит к снижению предела передаваемой мощности по линии, и, следовательно, присоединение реакторов к промежуточным точкам линии оправдывается лишь при малых нагрузках для выравнивания напряжений и уменьшения потерь. При использовании УПК на линии с увеличением степени компенсации существенно улучшаются волновые параметры линий и увеличивается предел передаваемой мощности, но степень компенсации на реальных линиях ограничена значениями 0,25 - 0,5. Исследования показали, что режим длинных линий с разомкнутым выключателем на конце не допустим, так как происходит недопустимое повышение напряжения из-за емкостного эффекта. В курсовой работе была разработана схема защиты линии от аварийного перенапряжения, которое может возникать при снижении передаваемой мощности по линии.

Библиографический список

1. В. А. Каленик. «Управляемые электропередачи. Примеры расчета и анализа» Учебное пособие. Киров, 2002. - 78с.

2. Идельчик В.И. «Электрические системы и сети» Учебник для вузов. М.: Энергоатомиздат, 1989. - 592с.

3. Рыжов Ю.П. «Дальние электропередачи сверхвысокого напряжения» МЭИ 2007 г. - 488 с.

4. В. А. Каленик. «Дальние линии электропередач». Курс лекций, ВятГТУ, Киров. 1999.

Размещено на Allbest.ru