Занятия 15-16. Повышение пропускной способности ДЭП

Задача 15.1

Гидростанция через двухцепную линию электропередачи напряжением 500 кВ, длиной 1000 км присоединяется к системе бесконечной мощности (рис. 15.1а). Генераторы передающей станции снабжены АРВ сильного действия, поддерживающими напряжение в начале линии постоянным U ₁ = 525 кВ. Напряжение на шинах приемной системы поддерживается неизменным во всех нормальных эксплуатационных режимах U _1с = U ₂ = 220 кВ.

Параметры элементов системы и ее исходного режима:

линия 3х(АС 400/51), l = 1000 км:

r ₀ = 0,024 Ом/км;

x ₀ = 0,298 Ом/км;

b ₀ = 3,76·10^-6 (Ом·км);

автотрансформаторы приемной системы 2х(3хАОЦТН-533000/500/220):

S _{ат ном} = 533 МВА;

x _в = 17,2 Ом (в три фазы);

x _с = 0;

x _н = 24 Ом.

Передаваемая активная мощность в исходном режиме P ₁ = 1800 МВт, коэффициент трансформации автотрансформатора в исходном режиме k _т = 0,419.

Рис. 15.1. Схема электропередачи: а – исходная; б – схема замещения

Требуется: построить зависимости P ₁ = f (δ₁₂) и Q ₁ = f (δ₁₂) для определения допустимой загрузки линии электропередачи в двух случаях: 1) без учета распределенности параметров линии; 2) с учетом распределенности ее параметров. Схема замещения электропередачи представлена на рис.4.5б.

Решение.

Угловые характеристики мощности определяются уравнениями:

;

.

Найдем исходные величины, входящие в уравнения.

Напряжение на шинах приемной системы U ₂, приведенное к напряжению U _ном = 500 кВ при заданном коэффициенте трансформации автотрансформатора, равно

кВ.

1. Без учета распределенности параметров линии определяем:

- параметры схемы замещения

; ;

- собственное и взаимное сопротивление

;

;

;

.

Поставляя численные значения полученных величин в выражения угловых характеристик мощностей, получим искомые зависимости P ₁ = f (δ₁₂) и Q ₁ = f (δ₁₂) без учета распределенности параметров линии электропередачи:

;

.

Для построения угловых характеристик зададимся значениями угла δ₁₂. Результаты расчетов приведены в табл. 15.1 и на рис.15.2 (пунктирной линией).

Таблица 15.1

Рис. 15.2. Угловые характеристики мощности электропередачи

2. С учетом распределенности параметров линии будем иметь:

- параметры схемы замещения

;

;

- собственное и взаимное сопротивление

;

;

;

.

Поставляя численные значения полученных величин в выражения угловых характеристик мощностей, получим искомые зависимости P ₁ = f (δ₁₂) и Q ₁ = f (δ₁₂) с учетом распределенности параметров линии электропередачи:

;

.

Задаваясь значениями угла δ₁₂, можно получить ряд значений P ₁ и Q ₁, которые занесены в табл. 15.2.

Таблица 15.2

По данным табл.4.3 построены зависимости на рис.4.6 сплошной линией.

Задача 4.3

Электропередача, напряжением U _ном = 330 кВ, длиной 500 км, связывающая ГЭС с системой бесконечной мощности, имеет одну промежуточную подстанцию (рис.4.7). Первый участок – двухцепная линия длиной l ₁ = 350 км. Оба участка выполнены проводами марки 2х(АС 400/51).

От ГЭС передается мощность P ₁ = 780 МВт, мощность нагрузки промежуточной подстанции - P ₂ = 400 МВт. Параметры схемы замещения, волновые параметры и результаты расчета реактивных мощностей по концам участков идеализированной линии представлены на рис.4.8.

Требуется: проверить апериодическую устойчивость электропередачи.

Решение.

Рис. 4.7. Схема электропередачи

Рис. 4.8. Схема замещения и волновые параметры электропередачи

1. Определяем значения реактивных мощностей по концам участков идеализированной электропередачи.

Участок 1:

U _нбр = 363 кВ;

МВт > P ₁ = 780 МВт;

.

Напряжения по концам первого участка:

.

МВт;

;

; ;

Q _1к = 0,031·850,6 = 26,03 МВар.

Участок 2:

МВт > P ₂ = 380 МВт;

.

Напряжения по концам второго участка:

.

МВт; ;

; ;

Q _2н = -0,025·426,42 = -10,83 МВар.

2. Определяем реактивные мощности Q”_c2 и Q’_с2, генерируемые половинами первого и второго участков линии.

Напряжение в узле 2 находим как среднее арифметическое значение напряжений, полученных по концам первого и второго участков:

кВ;

Мвар;

Мвар.

3. Определяем мощность обобщенной нагрузки в узле 2 с учетом баланса реактивных мощностей в этом узле и генерации участков линии (рис.4.9)

Рис. 4.9. Схема замещения для определения обобщенной

мощности нагрузки в узле 2

;

4. Переводим мощность обобщенной нагрузки в сопротивление

;

5. Находим собственные и взаимные сопротивления в Т-образной схеме рис.4.10:

Рис. 4.10. Т – образная схема замещения для определения собственных и взаимных сопротивлений

Ом; ;

Ом; .

6. Проверяем правильность вычисления собственных и взаимных сопротивлений путем определения мощности P ₁ в исходном режиме:

;

Погрешность в определении P ₁ составляет 0,3%

.

7. Находим предел мощности (предел апериодической устойчивости) P _1max

;

.