Некоммерческое акционерное общество
АЛМАТИНСКИЙ ИНСТИТУТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ
Кафедра “Электрические станции, сети и системы ”
ДАЛЬНИЕ ПЕРЕДАЧИ И РЕЖИМЫ РАБОТЫ
ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ И СИСТЕМ
Методические указания и задания к
расчетно-графическим работам
(для студентов всех форм обучения специальности
050718 – Электроэнергетика)
СОСТАВИТЕЛИ: Н.А. Генбач, Ж.К. Оржанова. Дальние передачи и режимы работы электрических сетей и систем. Методические указания и задания к выполнению расчетно-графических работ для студентов всех форм обучения специальности 050718 – Электроэнергетика. Алматы: АИЭС, 2008.-11с.
Дисциплина «Дальние передачи и режимы работы электрических сетей и систем» рассматривает особенности режимов дальних электропередач постоянного и переменного тока. Компактные воздушные линии электропередач СВН. Способы управления режимами. Условия существования режимов, методы расчета установившихся режимов, оптимизация, надежность, долгосрочное и краткосрочное планирование режимов.
Методические указания предназначены для выполнения РГР и содержат: цель и задачи, объем и содержание работы, указания по их выполнению и оформлению.
1 Цель и задачи работы
Целью расчетно-графических работ является развитие навыков самостоятельного решения задач по основным разделам курса, уметь отвечать на поставленные вопросы, а также развить навыки работы с технической литературой.
Расчетно-графические работы состоят из двух задач для практического решения и вопросов по основному курсу.
Расчетно-графические работы выполняются по вариантам, приведенным ниже.
2 Методические указания
Для выполнения РГР необходимо освоить теоретический курс согласно учебной программе и перечню литературы. Задания и вопросы, которые необходимо проработать приведены в настоящем методическом указании.
РГР выполняется в виде пояснительной записки объемом 5-10 страниц рукописного текста и сопровождается схемами, графиками, рисунками, таблицами.
Пояснительная записка должна иметь титульный лист, введение, необходимый текстовой и цифровой информативный материал, список литературы и оглавление. Выполненная работа должна отвечать требованиям ГОСТов, норм, современным системам обозначения единиц измерений (система СИ) и стандарта ФС РК 10352-1910-У-е-002-2003.
3 Задание к расчетно-графической работе №1. Основные параметры электропередач и их определение
В РГР №1 рассматривается определение расчетных параметров схем замещения линий и электропередач в целом. Согласно таблице 1, по журналу преподавателя выбирается вариант задания.
Расчет
сопротивлений и проводимостей трехфазных линий производится по формулам,
известным из курсов ТОЭ, электрических сетей и систем [1, 2, 3, 4].
Сопротивления и проводимости линий, отнесенные к 1 км длины,
обозначаются: 
– активное сопротивление, Ом/км; 
–индуктивное сопротивление, Ом/км; 
–
емкостная проводимость,
; 
проводимость,- связанная с потерями на корону и в
изоляции .
Распределение напряжений и токов линии (участка), работающей в нормальном режиме, характеризуется уравнениями
(1)
где 
.
(2)
Величину g0 называют
коэффициентом распространения волны, 
– коэффициентом затухания, 
– коэффициентом
фазы. Разделяя уравнение
(2) на действительную и мнимую части, найдем
(3)
В линиях передач высокого напряжения активное
сопротивление проводов значительно меньше индуктивного, а отсутствие
коронирования в нормальном режиме, достигаемое увеличением диаметра проводов
(расщепление), практически сводит значение g0 к нулю. Поэтому для
определения 0 и можно пользоваться упрощенными
формулами
,
(4)
.
(5 )
Для воздушных линий
величина лежит
в пределах 
– в пределах 0,06¸0,065 град/км.
Комплексная величина
(6)
имеет размерность сопротивления и называется волновым сопротивлением.
Если
пренебречь величинами 
и
,
то 
становится действительной величиной.
Пример 1. Воздушная линия электропередачи напряжением 500 кВ имеет одноцепные опоры с горизонтальным расположением проводов, расстояние между которыми D=12 м; сечение фазного провода составляет 1446 мм2,
активное сопротивление 
активная проводимость 
принимается
равной нулю.
Требуется
вычислить коэффициент распространения g0, волновое сопротивление 
и натуральную мощность линии в двух
случаях:
а) линия выполнена одиночным проводом диаметром 50 мм;
б) выполнена проводами марки 3хАСО-500 в фазе с диаметром каждого из проводов, равным 30,2 мм.
Провода
в фазе расположены по вершинам равностороннего треугольника со стороной 
.
Решение 1. При горизонтальном расположении проводов среднее геометрическое расстояние между проводами
В этом случае сопротивления и проводимости, отнесенные к 1 км длины линии, будут
Следовательно, искомые величины
При неучете активных сопротивлений и проводимости линии натуральная мощность рассчитывается по формуле
(7)
2. В случае расщепленных проводов при определении сопротивлений и проводимостей линии следует пользоваться эквивалентным значением внешнего радиуса провода
При трех проводах в фазе сопротивления и проводимости будут
Искомые параметры линии при этом составляют
Таким образом, при расщеплении проводов коэффициент распростр-анения меняется мало, так как уменьшение индуктивного сопротивления сопровождается увеличением емкостной проводимости. Существенно уменьшается при этом волновое сопротивление и возрастает натуральная мощность линии.
Условия задачи для самостоятельного выполнения
Воздушная линия электропередачи напряжением U (здесь и далее, согласно варианту задания) кВ имеет одноцепные опоры с горизонтальным расположением проводов, расстояние между которыми D, сечение фазного провода, активное сопротивление r0; активная проводимость g0 принимается равной нулю.
Требуется вычислить коэффициент распространения g0, волновое сопротивление Zс, натуральную мощность Рс, активное сопротивление линии rл, индуктивное сопротивление линии хл, емкостную проводимость линии bл, в случаях, когда линия выполнена проводами марки согласно варианту задания.
Т а б л и ц а 1 –Данные для выполнения первой РГР
|
№ |
l – км, длина линии |
Dср- м, среднегео-метрическое расстояние м/у проводами линии |
Номинальное сечение провода, мм2 |
Количество проводов в фазе |
U – кВ, напряжение |
|
1 |
350 |
11 |
300/39 |
3 |
500 |
|
2 |
400 |
12 |
300/39 |
3 |
500 |
|
3 |
450 |
12 |
400/51 |
3 |
500 |
|
4 |
500 |
12 |
500/64 |
3 |
500 |
|
5 |
300 |
12 |
240/32 |
2 |
330 |
|
6 |
400 |
12 |
300/39 |
2 |
330 |
|
7 |
500 |
14 |
400/51 |
2 |
330 |
|
8 |
350 |
14 |
500/64 |
2 |
330 |
|
9 |
800 |
14 |
300/66 |
3 |
500 |
|
10 |
900 |
15 |
330/43 |
3 |
500 |
|
11 |
1000 |
15 |
400/51 |
3 |
500 |
|
12 |
1100 |
12 |
500/64 |
3 |
500 |
|
13 |
1200 |
12 |
240/56 |
5 |
750 |
|
14 |
2200 |
15 |
300/66 |
5 |
750 |
|
15 |
2000 |
12 |
400/51 |
5 |
750 |
|
16 |
1500 |
15 |
400/93 |
4 |
750 |
|
17 |
2400 |
12 |
500/64 |
4 |
750 |
|
18 |
6000 |
15 |
240/39 |
11 |
1150 |
|
19 |
4500 |
24,2 |
300/48 |
8 |
1150 |
|
20 |
3000 |
24,2 |
330/43 |
8 |
1150 |
|
21 |
350 |
14 |
300/39 |
2 |
330 |
|
22 |
700 |
15 |
400/51 |
3 |
500 |
|
23 |
600 |
10 |
500/64 |
4 |
500 |
|
24 |
650 |
10 |
500/64 |
3 |
500 |
|
25 |
700 |
12 |
300/39 |
2 |
500 |
4 Задание к расчетно-графической работе №2. Режимы электропередач. Нахождение распределения напряжений, токов
В расчетно-графической работе №2 изучаются установившиеся режимы электропередач переменного тока; рассматриваются закономерности распределения напряжений, токов и мощностей в линиях, режимные характеристики электропередач, некоторые зависимости, определяющие режимы линий; даются расчеты параметров компенсирующих устройств и выявляются пределы передаваемой мощности и средства их увеличения. Согласно таблице 2, по журналу преподавателя выбирается вариант задания.
Пример
2. Линия длиною 
выполнена
проводами марки 3хАСО-500. Требуется найти напряжение в середине линии при
передаче мощности 
и
определить фазу напряжения и тока в начале линии.
В
обоих случаях напряжения по концам линии равны 500 кВ; линия рассматривается
без потерь (
);
волновое сопротивление линии 
натуральная мощность 
коэффициент
изменения фазы на единицу длины 
.
Решение. Определяются обобщенные постоянные линии
Так как четырехполюсник, замещающий линию
электропередачи, симметричен, то 
, следовательно, 
.
Передаваемая мощность в относительных единицах
Реактивная мощность в конце линии
или, в именованных единицах,
.
Так как линия работает без перепада напряжения, то реактивная мощность в начале линии равна реактивной мощности в конце и противопо-ложна по знаку. Следовательно,
.
Таким образом, поскольку по линии передается мощность
меньше натуральной (
<1),
то она генерирует избыточную реактивную мощность, которую необходимо
компенсировать на приемном и передающем концах.
Угол φ2 между током I2 и напряжением U2 определится как
.
Ток в конце линии
Вектор напряжения 
считаем направленным по положительной
вещественной оси, т.е. 
.
Напряжение в начале линии
Следовательно, модуль напряжения в начале линии равен
модулю напряжения в конце, угол между 
и составляет 22,80.
Ток в начале линии
Следовательно, модуль тока в начале линии равен модулю тока в ее конце, а аргумент изменяет знак на противоположный, не меняя своего абсолютного значения.
Определим для половины длины линии обобщенные постоянные
.
Напряжение в середине линии
Передаваемая мощность в относительных единицах
.
Реактивная мощность в конце лини
.
При передаче по линии мощности, больше натуральной (>1), в линию
необходимо выдавать реактивную мощность с обоих концов.
В именованных единицах реактивная мощность в конце линии:
,
.
Ток в конце линии
.
Угол 
.
Напряжение в середине линии
.
Условия задачи для самостоятельного выполнения
Линия
длиною 
км
выполнена проводами марки согласно варианту задания.
1.
Требуется найти напряжения в середине линии при передаче мощности 
,
МВт и определить фазу напряжения и тока в начале линии при условии 
.
2.
Линия с предыдущими параметрами разомкнута на конце; в начале линии подведено = требуется определить .
3.
Определить напряжение в средней точке нагруженной мощностью Р при
включении в эту точку реактора мощностью 
.
Т а б л и ц а 2 - Данные для выполнения второй РГР
|
№ варианта |
Длина линии l, км
|
Напряжение
|
Марка провода |
Передаваемая мощность Р МВт; |
Мощность реактора,
|
|
1 |
500 |
500 |
3хАСО-400 |
300 |
180 |
|
2 |
600 |
500 |
3хАСО-500 |
400 |
180 |
|
3 |
800 |
500 |
3хАСО-400 |
500 |
180 |
|
4 |
900 |
500 |
3хАСО-300 |
600 |
300 |
|
5 |
1000 |
500 |
3хАСО-300 |
500 |
300 |
|
6 |
1000 |
500 |
3хАСО-300 |
800 |
300 |
|
7 |
700 |
500 |
3хАСО-400 |
400 |
180 |
|
8 |
600 |
500 |
3хАСО-300 |
500 |
300 |
|
9 |
500 |
500 |
3хАСО-500 |
750 |
180 |
|
10 |
1200 |
500 |
3хАСО-500 |
600 |
300 |
|
11 |
1000 |
750 |
4хАСО-500 |
1000 |
300 |
|
12 |
1100 |
750 |
4хАСО-600 |
1200 |
360 |
|
13 |
1200 |
750 |
4хАСО-700 |
1300 |
360 |
|
14 |
800 |
750 |
4хАСО-500 |
900 |
300 |
|
15 |
900 |
750 |
4хАСО-600 |
800 |
500 |
|
16 |
700 |
750 |
4хАСО-700 |
500 |
500 |
|
17 |
600 |
750 |
4хАСО-500 |
1000 |
300 |
|
18 |
500 |
750 |
4хАСО-600 |
1100 |
300 |
|
19 |
400 |
750 |
4хАСО-700 |
1200 |
360 |
|
20 |
1100 |
750 |
4хАСО-600 |
950 |
500 |
|
21 |
700 |
500 |
3хАСО-300 |
550 |
260 |
|
22 |
600 |
330 |
3хАСО-300 |
420 |
180 |
|
23 |
550 |
500 |
3хАСО-300 |
500 |
250 |
|
24 |
650 |
500 |
4хАСО-300 |
950 |
180 |
|
25 |
700 |
500 |
4хАСО-300 |
1000 |
180 |
Список литературы
1. Новые средства передачи электроэнергии в энергосистемах. Под ред. Г.Н.Александрова. –Л.: Энергия, 1987.
2. Веников В.А., Рыжов Ю.П. Дальние электропередачи переменного и постоянного тока.– М.: Энергоатомиздат, 1985.
3. Строев Э.С. Наладка и испытание электрооборудования электростанций и подстанций. – М.: Энергоатомиздат, 1986. – 504 с.
4. Примеры анализа и расчетов электропередач имеющих автоматическое регулирование и управление. Под ред. Н.Д.Анисимовой, В.А.Веникова, В.В.Ежкова и др. – М.: Высшая школа, 1967г.
Содержание
|
1 Цель и задачи работы |
|
|
2 Методические указания |
|
|
3 Задание к расчетно-графической работе №1. Основные параметры электропередач и их определение |
|
|
4 Задание к расчетно-графической работе №2. Режимы электропередач. Нахождение распределения напряжений, токов |
|
|
Список литературы |
|