Регулирование напряжения в передающих и системообразующих электрических сетях
Факультет: ФЭН
Группа: ЭН1-64
Студент: Степанов Д.А.
Преподаватель: Арестова А.Ю.
Оценка о защите:
Новосибирск, 2018
Цель работы: Изучение принципов, методов и средств регулирования напряжения в передающих и системообразующих электрических сетях.
Задание: Для электрической сети, представленной на рис. 1 проверить возможность регулирования напряжения на шинах понижающих подстанций.
Исходные положения:
1. Параметры сети 500/220/110/35/10 кВ приводятся на схеме.
2. Сеть 110/10 кВ (узлы 1 и 2) в расчетную модель не включаются, так как регулирование напряжения в этой сети было выполнено в работе 2. Из работы 2 в качестве данных для узла 3 берутся мощность и диапазон допустимых напряжений для режима максимальных и минимальных нагрузок, таблица 1.
Таблица 1 - Исходные данные по режиму узла 3
| Режим | P, МВт | Q, Мвар | U min, кВ | U max, кВ |
| макс. нагрузок | 72,6 | 47,2 | ||
| мин. нагрузок | 35,4 | 18,5 |
3. Напряжение в пункте питания:
В режиме максимальных нагрузок 525 кВ;
В режиме минимальных нагрузок 525 кВ
4. Ограничения по верхнему пределу рабочих напряжений в узлах:
с напряжением 35 кВ – 40,5 кВ;
с напряжением 110 кВ – 126 кВ;
с напряжением 220 кВ – 252 кВ;
с напряжением 500 кВ – 525 кВ.
4. В качестве послеаварийных режимов рассматриваются:
отключение одного трансформатора АОДЦТН-167/500/220
Расчет параметров средств регулирования напряжения
1. Проводимости реакторов на 500 кВ: 6 групп из трех однофазных реакторов. Проводимость одного однофазного реактора 654 мкСм при мощности группы 3х60 = 180 Мвар.
Таблица 2 - Проводимость включенных реакторов (0 … 6)·654 мкСм.
| Число реакторов | ||||||
| Проводимость, мкСм |
Рисунок 1 – Полная схема электрической сети 500/220/110/35/10 кВ
2. РПН автотрансформатора АОТДЦТН-167/500/220 установлено на стороне СН. Напряжение номинальной отпайки 230 кВ. Ответвления ±8×1,4 % (3,22 кВ).
Таблица 3 - Ответвления РПН трансформатора АОТДЦТН-167/500/220
| 233,22 | 236,44 | 239,66 | 242,88 | 246,1 | 249,32 | 252,54 | 255,76 |
| –1 | –2 | –3 | –4 | –5 | –6 | –7 | –8 |
| 226,78 | 223,56 | 220,34 | 217,12 | 213,9 | 210,68 | 207,46 | 204,24 |
3. РПН автотрансформатора АТДЦТН-125/220/110 установлено на стороне СН.
Таблица 4 - Напряжение номинальной отпайки 121 кВ Ответвления ±6×2 % (2,04 кВ).
| 123,04 | 125,08 | 127,12 | 129,16 | 131,2 | 133,24 |
| –1 | –2 | –3 | –4 | –5 | –6 |
| 118,96 | 116,92 | 114,88 | 112,84 | 110,8 | 108,76 |
4. РПН линейного регулятора ЛТДН-63,35.
Таблица 5 - Напряжение номинальной отпайки 38,5 кВ. Ответвления ±10×1,5 % (0,578 кВ).
| 39,078 | 39,656 | 40,234 | 40,812 | 41,39 | 41,968 | 42,546 | 43,124 | 43,702 | 44,28 |
| –1 | –2 | –3 | –4 | –5 | –6 | –7 | –8 | –9 | –10 |
| 37,922 | 37,344 | 36,766 | 36,188 | 35,61 | 35,032 | 34,454 | 33,876 | 33,298 | 32,72 |
5. Синхронный компенсатор КСВБ-100-11 имеет располагаемую реактивную мощность:
– при работе с опережающим током (режим перевозбуждения) S+расп = 100 Мвар;
– при работе с отстающим током (режим недовозбуждения) S–расп = 50 Мвар.
План выполнения работы
1. Подбор параметров средств регулирования производится последовательно для:
· режима максимальных нагрузок;
· режима минимальных нагрузок;
· аварийных режимов.
2. В начале получается базовый режим – устанавливаются нейтральные параметры средств регулирования (РПН) и нулевое значение мощности КУ. Реакторы отключены.
Если режим не сходится, то следует попробовать установить крайние (отрицательные) отпайки РПН или зафиксировать напряжение на шинах 10 кВ подстанции 500/220/10 кВ.
3. Последовательно для каждого режима меняются параметры средств регулирования в соответствие со стратегией, описанной в методических указаниях. Каждый шаг (опыт) фиксировать в протоколе подбора параметров.
Рисунок 2 - Расчетная схема сети в программе RastrWin
Рисунок 3 - Расчетная схема сети
Таблица 6 - Напряжения в узлах сети при подборе параметров средств регулирования
| Номер | п/с 500/220/10 кВ | п/с 220/110/35 кВ | Узлы с регулируемыми и контролируемыми U | Примечание | |||||||||||||
| Реакторы | РПН-СН | СК | РПН-СН | ЛР | (параметры регуляторов) | ||||||||||||
| РЕЖИМ МАКСИМАЛЬНЫХ НАГРУЗОК | |||||||||||||||||
| 38,5 | 83,74 | 21,42 | 185,82 | 215,63 | 9,79 | 503,05 | 506,42 | При номин-х отпайках | |||||||||
| 255,76 | 38,5 | 110,64 | 31,91 | 227,4 | 246,42 | 10,08 | 510,98 | 513,39 | Крайняя отп. (7-9) | ||||||||
| 255,76 | 38,5 | 114,2 | 33,18 | 233,43 | 251,55 | 10,45 | 517,24 | 518,91 | СК, Фиксация U 8=10,5 кВ | ||||||||
| 255,76 | 42,546 | 114,2 | 36,76 | 233,43 | 251,55 | 10,45 | 517,24 | 518,91 | +7 отп. на ЛР | ||||||||
| 255,76 | 123,04 | 42,546 | 115,94 | 36,76 | 233,43 | 251,55 | 10,45 | 517,24 | 518.91 | +1 отп. на (3-5) | |||||||
| РЕЖИМ МИНИМАЛЬНЫХ НАГРУЗОК | |||||||||||||||||
| 38.5 | 127,84 | 39,35 | 248,93 | 254.48 | 12,08 | 579,06 | 561,06 | При номин-х отпайках | |||||||||
| 38,5 | 106,56 | 32,31 | 209,9 | 217,58 | 10,16 | 498,81 | 486,63 | Включены 6 реакторов | |||||||||
| -25,4 | 38,5 | 105,49 | 31,95 | 207,96 | 215,77 | 496,64 | 484,65 | 6 реакторов и СК, Фиксация U 8=10 кВ | |||||||||
| -25,4 | 127,12 | 38,5 | 110,71 | 31,95 | 207,97 | 215,77 | 496,64 | 484,65 | +3 отп. на (3-5) | ||||||||
| -25.4 | 127.12 | 42,546 | 110,71 | 35,21 | 207,97 | 215,77 | 496,64 | 484,65 | +7 отп. На (4-5) | ||||||||
| ПОСЛЕАВАРИЙНЫЙ РЕЖИМ – ОТКЛЮЧЕНИЕ ОДНОЙ ЦЕПИ ЛЭП-220 кВ | |||||||||||||||||
| 255,76 | 123,04 | 42,546 | 70,73 | 17,5 | 164,78 | 200,99 | 7,57 | 485,02 | 490,61 | Послеаварийный режим(отключился один трансформатор АОДЦТН-167/500/220) | |||||||
| 255,76 | 133,24 | 44,28 | 74,99 | 17,5 | 162,49 | 199,43 | 7,49 | 483,66 | 489,42 | Крайние отпайки всех РПН | |||||||
| 255,76 | 133,24 | 44,28 | 116,66 | 36,3 | 215,25 | 230,63 | 9,03 | 511,54 | 513,54 | Мощность узла 4 снижена на 26 + j17.1 МВА | |||||||
Примечания. При подборе параметров средств регулирования были приняты следующие условия и ограничения.
Для узла 3: (111 < U <126) кВ (из результатов лабораторной работы 2).
Для узла 4: (37 < U < 38,5) кВ и U = 35 кВ (задано, соответственно в режиме максимальных и минимальных нагрузок).
Для узлов 6 и 7: U < 252 кВ (по условиям работы изоляции ЛЭП).
Для узла 8: U = 10,5 кВ и U = 10 кВ (соответственно в режиме максимальных и минимальных нагрузок).
Для узлов 10 и 11: U < 525 кВ (по условиям работы изоляции ЛЭП).
Выводы
1. В режиме максимальных нагрузок регулирование напряжения может быть осуществлено имеющимися средствами регулирования: РПН, ЛР и СК.
2. В режиме минимальных нагрузок для компенсации избыточной зарядной мощности ЛЭП-500 кВ требуется включить все 6 линейных шунтирующих реакторов на шинах 500 кВ подстанции: 500/220/10 кВ.
3. В послеаварийном режиме(отключение одного трансформатора АОДЦТН-167/500/220) напряжения на шинах подстанции 220/110/35 кВ снизилось до недопустимых пределов: на шинах 35 кВ (узел 4) – 17,5 кВ, а на шинах 110 кВ (узел 3) – 70,73 кВ. В качестве меры повышения этих напряжений было выполнено включение крайних отпаек всех РПН и отключение части нагрузки в узле 4 (на 26 +j17,1 МВА). В результате напряжение в узле 4 повысилось до 36,3 кВ, а в узле 3 до 116,66. Так как в узле 3 требуется напряжение не ниже 124 кВ, дополнительно следует уменьшить мощность нагрузки узла 1, что делалось в ЛР 2.