С промежуточным отбором мощности

Задача 11.1

Электропередача, связывающая ГЭС с системой бесконечной мощности, длиной 650 км, напряжением U _ном = 500 кВ, имеет одну промежуточную подстанцию, расположенную в 400 км от ГЭС. Первый участок линии выполнен проводами марки 3х(АС 400/51), второй – 3х(АС 330/43) (рис. 11.1). Нагрузка промежуточной подстанции составляет Р ₃ = 300 МВт, cosφ₃ = 0,91 (из них 10% распределяется на стороне низкого напряжения п/ст 3).

В нормальном режиме от ГЭС передается мощность Р ₁ = 1000 МВт. На генераторах ГЭС установлены АРВ сильного действия (АРВ СД), которые поддерживают напряжение в начале линии U ₁ = 525 кВ.

На промежуточной подстанции установлено 2 автотрансформатора АТЦТН-320000/500/220, на шинах низкого напряжения которых установлено 4 синхронных компенсатора КСВБ-50-11, мощностью по 45 Мвар каждый.

Требуется: определить пропускную способность электропередачи (P _max) и коэффициент запаса по мощности K _з^р. Параметры схемы замещения и исходного режима приведены на рис.11.2.

Рис. 11.1. Схема электропередачи

Рис. 11.2. Схема замещения электропередачи и параметры исходного режима

Решение.

1. Переводим значения мощностей всех нагрузок, мощности, генерируемой линиями и мощности, выдаваемой СК, в сопротивления при заданных значениях напряжений в узлах схемы систем (рис. 11.2).

На стороне низкого напряжения подстанции 3:

;

На стороне среднего напряжения подстанции 3:

МВА;

В узле 1

Мвар

(если за положительное направление для нагрузки принять направление от узла);

В узле 2:

Мвар;

В узле 3:

Мвар;

Схема замещения рис. 11.2 после перевода значений мощностей всех нагрузок, мощности, генерируемой линиями и мощности, выдаваемой синхронными компенсаторами, в сопротивления, приведена на рис. 11.3а.

2. Осуществляем преобразование схемы к Т-образному виду с целью дальнейшего определения собственных и взаимных проводимостей:

Ом;

Ом;

Ом;

Ом;

Схема замещения рис. 11.3а после 1-го этапа преобразования имеет вид, изображенный на рис. 11.3б.

Примечание. Следует заметить, что величина сопротивления Z ₄ может быть получена при представлении суммарной мощности в узле 3, определяемой исходным режимом (рис. 11.2), в виде сопротивления нагрузки:

Рис. 11.3. а - схема замещения электропередачи после перевода значений мощностей нагрузок в сопротивления; б, в, г – схема замещения

соответственно после 1-го, 2-го и 3-го этапов преобразования

В схеме рис. 11.3б производим преобразование треугольника со сторонами Z ₁₀, Z _л1 и Z ₄ в звезду:

.

После 2-го этапа преобразования схема рис. 12.3б имеет вид 12.3в. Производим преобразование треугольника со сторонами Z ₅₀, Z ₂₅ и Z ₂₀ в звезду:

.

Схема рис. 11.3в после 3-го этапа преобразования имеет вид рис. 11.3г.

3. Определяем собственные и взаимные сопротивления между узлами 1 и 2 в схеме рис. 11.3г

;

.

4. Проверяем правильность вычисления собственных и взаимных сопротивлений, определив мощность P ₁, выдаваемую ГЭС в исходном режиме:

;

;

МВт.

5. Определяем пропускную способность линии электропередачи (P _max) при установке на генераторах ГЭС АРВ сильного действия (рис. 12.4):

,

что превышает нормативное значение коэффициента запаса по мощности (K ^р_{3 норм} = 20%), т.е. статическая устойчивость системы обеспечивается.

Рис. 11.4. Угловая характеристика мощности P = f (δ)