Приложение 2

Часто возникающие вопросы

Лабораторная работа 1

1. При построении зависимостей напряжения, потерь мощности и других величин от передаваемой мощности по линии необходимо выбрать диапазон изменения активной мощности. Как это сделать? Какие промежуточные значения в этом диапазоне взять для проведения опытов?

Задана мощность режима максимальных нагрузок – это верхнее значение диапазона. Нижнее значение, если оно не оговорено преподавателем, следует взять 40…50 % от мощности режима максимальных нагрузок. Всего следует сделать 4-5 опытов, располагая значения мощности через примерно одинаковый интервал.

2. Какую реактивную мощность нужно задавать при проведении опытов?

Во всех случаях, когда требуется задать значение реактивной мощности, оно определено условиями проведения опытов. Это либо заданное значение коэффициента реактивной мощности, либо выбранное значение мощности компенсации. В режиме холостого хода Q₂ = 0.

3. В эксперименте с компенсацией реактивной мощности не ясно, какую величину реактивной мощности требуется скомпенсировать.

Компенсация реактивной мощности приводит к снижению передаваемой реактивной мощности по линии. Увеличивая мощность компенсации, мы снижаем эту мощность и разгружаем линию по реактивной мощности. При этом потери активной мощности в линии снижаются. Можно полностью скомпенсировать реактивную мощность в конце линии. В работе следует провести несколько опытов, постепенно уменьшая мощность в конце линии (увеличивая мощность компенсации) до тех пор, пока потери активной мощности в линии не начнут снова возрастать. Минимальные потери активной мощности не всегда соответствуют нулевой мощности в конце линии (полная компенсация). Чтобы заметить это, следует взять точки опытов вблизи минимума потерь чаще, чем в других случаях.

4. Какой диапазон изменения напряжений по концам линии следует взять при построении зависимостей передаваемой мощности от модуля и фазы напряжения?

Напряжение в начале линии во всех опытах берется одним и тем же.

Напряжение в конце может изменяться в допустимых пределах, обусловленных нормальным режимом работы линии. Верхнее значение равно максимально допустимому значению рабочего напряжения линии. Нижнее значение, как правило, берут не ниже –10 % от номинального напряжения.

Uном, кВ	35	110	150	220	330	500	750	1150
Umax, кВ	40,5	126	172	252	363	525	787	1200

Фаза напряжения в конце линии при передаче активной мощности от начала линии к ее концу почти всегда отрицательна (вектор напряжения в конце отстает от вектора напряжения в начале линии). Диапазон изменения фазы напряжения в конце линии зависит от длины линии. Для коротких линии он менее 10 градусов, для линии в несколько сотен километров он достигает 20…40 градусов и более. Значения фазы напряжения удобно подбирать опытным путем.

Лабораторная работа 2

1. Как подбирать регулировочные ответвления?

Регулировочные ответвления имеют напряжения. Их надо вычислить по заданному типу РПН трансформатора. Так, например, если имеется РПН ±6×1,5 %, то всего имеем 13 ответвлений: 6 в одну сторону (уменьшения), 6 ­– в другую (увеличения) и одно ответвление номинальное. Его напряжение равно номинальному напряжению обмотки трансформатора, в которую включено устройство РПН. Если номинальное напряжение обмотки с РПН равно 121 кВ, то для вычисления всех напряжений ответвлений определяется шаг напряжения ответвления. Это 2 % в нашем случае, или 2,42 кВ (два процента от 121 кВ). В сторону уменьшения напряжения ответвления имеем 121 – 2,42 = = 118,58; 121 – 2·2,42 = 116,16 … 121 – 6·2.42 = 106,48 кВ. В сторону увеличения напряжения ответвлений получаются так же, но с суммированием добавки напряжения.

В работе следует подбирать номера или напряжения регулировочных ответвлений так, чтобы получить требуемое (желаемое) напряжение в точке регулирования.

2. Как определить требования к диапазону изменения напряжения на шинах питающей подстанции?

Здесь требуется определить допустимый диапазон изменения напряжения на шинах питающей подстанции, в котором основная электрическая сеть энергосистемы должна поддерживать рабочее напряжение.

В этом эксперименте регулировочные ответвления подбирать не следует. Необходимо установить то крайнее регулировочное ответвление РПН, которое даст наибольшее повышение (понижение) напряжения на шинах 10 кВ понижающей подстанции.

В режиме максимальных нагрузок на шинах 10 кВ понижающей подстанции имеется угроза появления пониженного напряжения. Поэтому, используя предельные возможности РПН для повышения напряжения (установление крайнего отрицательного ответвления), будем снижать напряжение в ЦП до тех пор, пока напряжение на шинах 10 кВ не станет равным желаемому значению в этом режиме. Это и будет нижняя граница допустимого диапазона напряжения. Верхняя граница диапазона определяется из предположения, что напряжение в ЦП настолько велико, что для поддержания на шинах 10 кВ понижающей подстанции требуется выведение регулятора РПН в противоположное крайнее положение (установление крайнего положительного ответвления). В этом случае будем повышать напряжение в ЦП до тех пор, пока напряжение на шинах 10 кВ понижающей подстанции не станет равным желаемому напряжению.

Как правило, ограничение на максимально возможное значение напряжения в ЦП не позволит неограниченно повышать напряжение и поэтому верхней границей допустимого диапазона напряжения в ЦП будет предельное рабочее напряжение для данного номинального напряжения.

В режиме минимальных нагрузок границы допустимого диапазона находятся аналогично, но с другим желаемым напряжением.

3. В чем особенности регулирования напряжения в послеаварийном режиме?

Послеаварийный режим является более тяжелым по отношению к нормальному режиму. Предполагается, что авария произошла в то время, когда энергосистема проходила максимум нагрузки. Как правило, уровни напряжения в послеаварийном режиме становятся очень низкими и поэтому важно знать, смогут ли устройства регулирования обеспечить требуемые значения напряжений в заданных точках сети. В тех случаях, когда с помощью имеющихся средств не удается поднять уровни напряжения, используют крайние меры – отключение части потребителей, тем самым снижая нагрузку элементов сети.

В отдельных случаях используют дополнительные средства регулирования напряжения – компенсирующие устройства.

Лабораторная работа 3

1. В схеме электрической сети имеется три трансформатора с устройством РПН. С какого трансформатора нужно начать подбор регулировочных ответвлений?

Начинать подбор регулировочных ответвлений следует с тех трансформаторов, которые могут изменять напряжение во всей сети или с большей ее части. Такими трансформаторами в схеме работы являются автотрансформаторы подстанции с высшим напряжением 500 кВ. Их влияние распространяется на всю сеть 220/110/35 кВ. Но прежде нужно убедиться в том, что в сети 500 кВ уровни напряжений не превышают максимально возможных рабочих значений, и при необходимости включить или отключить ШР на ЛЭП-500 кВ.

Следует иметь в виду, что регулирование напряжения в системообразующей электрической сети должно не только удовлетворять требованиям нормальной работы сетевого оборудования, но и предоставлять возможности средствам регулирования распределительных сетей обеспечивать регулирование напряжений в требуемых диапазонах. Примером тому является наличие требований к допустимому диапазону изменения напряжения на шинах 110 кВ подстанции 220/110/35, которые были получены в лабораторной работе 2.

Вообще процесс подбора регулировочных ответвлений выполняется в несколько приближений и после первого прохода по подбору ответвлений, возможно, потребуется откорректировать ранее выбранные ответвления.

2. Когда «включить» в работу автоматическое регулирование мощности синхронного компенсатора на подстанции 500/220/10 кВ?

«Включить», т.е. зафиксировать в расчетной модели сети напряжение на шинах 10 кВ, где установлен СК, следует сразу, как только начался процесс подбора регулировочных ответвлений на трансформаторах этой подстанции, поскольку мощность компенсации изменит потокораспределение реактивной мощности в сети и, следовательно, уровни напряжения во всей прилегающей сети. Как только расчет показывает требуемую мощность СК больше допустимой (номинальной), следует зафиксировать не напряжение, а предельную мощность СК.

Лабораторная работа 4

1. Как найти оптимальное потокораспределение мощностей в схеме замкнутой электрической сети?

Поиск осуществляется методом перебора вариантов с различными положениями регуляторов РПН автотрансформаторов схемы или мощностями нагрузки двух секций шин при разомкнутом режиме работы сети. Алгоритм метода перебора изложен в методических указаниях к работе.

2. При выполнении второй части работы, когда находится оптимальное потокораспределение в разомкнутой сети, необходимо ли возвращаться в исходное состояние по регулировочным ответвлениям трансформаторов?

Да, установите коэффициенты трансформации на номинальные значения. Найдите оптимальное потокораспределение мощностей в разомкнутой сети и оцените эффект от снижения потерь, но этот эффект следует оценивать относительно режима работы сети в замкнутом режиме. Посмотрите самый первый расчет замкнутой электрической сети: сколько передается мощности по линии 110 кВ и сколько – по сети 220 кВ через автотрансформаторы? Эти значения будут исходными в подборе мощностей секций шин 110 кВ сети в разомкнутом режиме.

После определения оптимального режима работы разомкнутой сети следует посмотреть, насколько дополнительно снижаются потери от изменения коэффициентов трансформации автотрансформаторов сети 220 кВ.

Очевидно, что изменение регулировочных ответвлений на автотрансформаторах не приведет к изменению потерь мощности в сети 110 кВ. Поэтому, изменяя ответвления, мы попросту имеем эффект снижения (увеличения) потерь от изменения уровня напряжения в сети 220 кВ. Никакого перераспределения мощностей между линиями 110 и 220 кВ не происходит.

3. Какой шаг в изменении мощностей нагрузок секций шин следует взять?

Выбирая большой шаг, вы рискуете пропустить оптимальное потокораспределение. Маленький шаг увеличит количество расчетов. Возьмите шаг, равный примерно 10 % от общей мощности нагрузки, а в той области, где может находиться оптимальное решение, сделайте несколько дополнительных расчетов.