Выбор основных параметров и анализ режимов системы электропередачи

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       6 РАСЧЕТ КРИТЕРИАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ  ЛЭП И ИХ ЗАВИСИМОСТЕЙ 
 

       К критериальным параметрам ЛЭП относятся: 

       1). Критериальная длина ЛЭП ;

       2). Экономический КПД линии ;

       3). Экономическая мощность ;

       4). Экономическая плотность тока ;

       5). Минимальная стоимость передачи электроэнергии по ЛЭП . 

       Расчет  проведем для проводника 5×300/66, остальные результаты сведем в таблицу.

       Критериальная длина ЛЭП рассчитывается по формуле: 

                                       (6.1) 

где   – отчисления, связанные с амортизацией и техническим обслуживанием линии. По [1, табл. 8.2],

         – стоимость сооружения 1 км линии, по [2, табл. 3.2] для 5×300/66     

         – активное сопротивление провода, Ом/км;

           – время наибольших потерь, ч. 
 
 
 
 

       Экономический КПД линии: 
 
 

       Экономическая мощность: 
 

       Экономическая плотность тока: 
 
 

       Минимальная стоимость передачи электроэнергии по ЛЭП: 
 
 

_{Таблица 6.1 – Критериальные параметры ЛЭП}

 

       Построим  графики зависимостей критериальных  параметров ЛЭП. 

                      Рисунок 6.1 – График функции  

       Из  графика, изображенного на рисунке 6.1, следует, что с увеличением дальности экономический КПД линии электропередачи уменьшается.  

Рисунок 6.2 – График функции  

       Рисунок 6.2 показывает, что увеличение критериальной длины даёт значительное увеличение экономического КПД. 

Рисунок 6.3 – График функции  

       Из  рисунка 6.3 можно судить о том, что  существенного увеличения критериальной длины можно достичь повышением напряжения линии. 
 
 
 
 
 
 
 

Рисунок 6.4 – График функции  

       График  на рисунке 6.4 даёт наглядное представление об изменении стоимости передачи электроэнергии в зависимости от дальности. 

Рисунок 6.5 – График функции 

       _{Исходя  из рисунка 6.5, делаем вывод, что увеличение критериальной длины даёт значительное уменьшение стоимости передачи электроэнергии.} 
 
 
 
 
 
 

Рисунок 6.6 – График функции  

       Из  рисунка 6.6 следует, что достичь снижения стоимости передачи можно за счёт повышения напряжения линии. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       7 РАСЧЕТ РЕЖИМОВ ЛЭП В РЕЖИМЕ  МАКСИМАЛЬНЫХ И МИНИМАЛЬНЫХ НАГРУЗОК  С УЧЕТОМ И БЕЗ УЧЕТА ПОТЕРЬ 
 

       Приведем  формулы,  необходимые для расчетов [2, стр. 25-26].

       Формулы для точного расчета: 

                                      (7.1) 

                                         (7.2)       

                           

       Формулы для приближенного расчета: 

                                    (7.3) 

                                      (7.4) 

       Расчет проведем для проводника 5×300/66, остальные результаты сведем в таблицу.

       Примем, что напряжение в конце линии  совпадает по модулю с номинальным, а его фаза равна нулю. Вектор тока отстает от напряжения на угол равный .

       В режиме максимальных нагрузок в конце  линии протекает ток :  
 
 

       В режиме минимальных нагрузок: 
 
 

       Рассчитаем режим электропередачи с учетом потерь в ЛЭП.

       В режиме максимальных нагрузок: 
 
 
 
 

       В режиме минимальных нагрузок: 
 
 
 
 

       Рассчитаем режим электропередачи без учета потери в ЛЭП.

       В режиме максимальных нагрузок: 
 
 
 
 

       В режиме минимальных нагрузок: 
 
 
 
 

Таблица 7.1 – Расчет режима максимальных нагрузок для начала ЛЭП

 
 

                      
 

Таблица 7.2 – Расчет режима минимальных нагрузок для начала ЛЭП

 

                                    а)                                                                       б) 

Рисунок 7.1 – Векторные диаграммы токов и напряжений с учетом потерь:           а) в режиме максимальных; б) минимальных нагрузок  

                                     а)                                                                   б) 

Рисунок 7.2 – Векторные диаграммы токов и напряжений без учета потерь:           а) в режиме максимальных; б) минимальных нагрузок  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       8 ПОСТРОЕНИЕ ЗАВИСИМОСТИ СТОИМОСТИ  ПЕРЕДАЧИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ОТ КПД  ЛЭП 
 

       Зависимость стоимости передачи электроэнергии от КПД ЛЭП определяется по формуле: 

(8.1)

 

       Построим  общий график зависимости стоимости  передачи электроэнергии от КПД ЛЭП.

 

Рисунок 8.1 – Зависимость стоимости передачи электроэнергии от КПД         

 

       Наименьшая стоимость передачи электроэнергии для провода 5×300/66, при КПД ЛЭП равном 0,986, равна 0,00117 руб/кВт ч. Для провода 5×400/51, при КПД ЛЭП равном 0,988, равна 0,00103 руб/кВт ч. Для провода 4×500/64, при КПД ЛЭП равном 0,987, равна 0,00104 руб/кВт ч.

       Эти КПД считается экономическим. При отклонении от экономического КПД стоимость передачи электроэнергии значительно возрастает.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       9 ПОВЫШЕНИЕ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ  ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

 
 

       Под пропускной способностью электропередачи  понимается максимальная мощность, которая  может быть передана по ней с учетом всех возможных ограничений. К таким  ограничениям относятся допустимые значения напряжения в узлах электропередачи, коэффициенты запаса по статической  и динамической устойчивости, нагрев проводов свыше допустимого в  данных климатических условиях, пропускная способность оборудования подстанций.

       Для некомпенсированной линии пропускная способность определяется ее электромагнитными  свойствами, находится как

 

                   (9.1)

 

где     коэффициент запаса по статической устойчивости.

       Зависимость предельно передаваемой мощности от длины для сечения 300/66 и номинального напряжения 750 кВ представлена на рисунке 9.1. График показывает, что при длине более 1000 км сооружение таких линий не целесообразно из-за очень низкого значения передаваемой мощности. Значение коэффициента запаса по статической устойчивости примем равным 0,2.

 

Рисунок 9.1. Зависимость предельно передаваемой мощности по ЛЭП от длины

 

       Для повышения пропускной способности  линии и оптимизации распределения  напряжения вдоль линии возможно применение различных схемно-конструктивных решений, так, например, расщепление  фаз, применение продольной или поперечной компенсации.

       Для оптимизации кривой распределения  напряжения и повышения пропускной способности линии применяют  шунтирующие реакторы, при этом наилучшее  влияние на распределения напряжения оказывается при установке реактора в середине линии.

       Рассчитаем  необходимую проводимость реактора, обеспечивающую допустимое напряжение линии u_с [2, стр. 58].

 

                                           (9.2)