Файл: Технологические потери электрической энергии в распределительных и питающих сетях.docx

ЭЭСявляетсяВсережимныймоделирующийкомплексреальноговремениэлектроэнергетическихсистем(ВМКРВЭЭС),которыйбылсозданвЭнергетическоминституте Томского политехнического университета.СовременныеЭЭСявляютсясложнымимногопараметрическимидинамическимисистемами,всеэлементыкоторыхжесткосвязаннымеждусобой,инанапряжениевисследуемомузлеоказываетвлияниевсяЭЭСвцелом. Поэтому на достоверность получаемых результатов влияет адекватностьматематическихмоделейвсего значимогоэлектрооборудованиявЭЭС.

---

1. 2.1 Управляемый подмагничиванием шунтирующий реактор и батареи статических конденсаторов

Основнымназначениемуправляемогоподмагничиваниемшунтирующегореактораявляетсярегулированиенапряженияиреактивноймощности.Плавноерегулированиепотребляемойреактивноймощностиопределяет его преимущество перед традиционными средствами компенсации.Преимуществами УШР перед другими альтернативными устройствами в ЭЭСявляются:

1. 
   Регулировочный диапазон составляет более 100% номинальной мощности УШР, при этом обеспечивается плавное регулирование с неограниченным ресурсом возможных изменений;
   
2. 
   Отсутствие устройств РПН и других движущихся механических частей;
   
3. 
   Возможность нормированной по времени перегрузки УШР до 130% и кратковременной перегрузки до 200%;
   
4. 
   Регулирование напряжения и реактивной мощности непосредственно в точке подключения реактора;
   
5. 
   Использование для регулирования маломощных вентильных устройств с меньшими потерями и отсутствием необходимости в водяном охлаждении;
   
6. 
   Традиционные требования к квалификации обслуживающего персонала на подстанции;
   
7. 
   Более низкий уровень потерь в эксплуатационных режимах;
   
8. 
   Наружная установка основного силового оборудования для любой климатической зоны;
   
9. 
   Существенно более низкая стоимость.
   

2. 2.2 Конструктивные особенности и принцип действия управляемого подмагничиванием шунтирующего реактора

В управляемом шунтирующем реакторе с подмагничиванием плавноерегулированиепотребляемойреактивноймощности,аследовательно,инапряжениявузлеподключения,осуществляетсязасчетнасыщениясталимагнитопроводапостоянным

---

потоком,созданнымисточникомпостоянногонапряжения.Магнитная система одной фазы управляемого реактора состоит из двухстрежнейнакоторыхрасположеныобмотки,верхниеибоковыеярма.НастрежняхрасполагаютсяобмоткиСО-сетеваяобмоткаподключеннаякэлектрическойсети,ОУ-обмоткауправления,подключеннаякисточникупостоянногонапряжения,КО–компенсационнаяобмотка,компенсируетгармоникиравные трем.Расположениеобмотокнамагнитопроводепредставленынарисунке 5.Рисунок5–РазрезмагнитнойсистемыфазыУШР220кВ:1 – стержни; 2 – нижнее горизонтальное ярмо; 3 – нижнее горизонтальное ярмо; 4–вертикальные ярма.ДвесекцииобмоткиОУрасположеннынаполустержняхприэтомсоединенывстречно.Такоесоединениеобмотокобъясняетсятем,чтоЭДС наводимыевОУобщиммагнитнымпотокомвкаждойсекциибудутвзаимокомпенсировать друг друга и тем самым обеспечивается независимостьобмоткиуправления.Сетеваяобмоткаохватываетдвастержняиприэтомсоединенасогласно.СетевыеобмоткиУШРподключаетсяктрехфазнойсетиисоединяются по схеме «звезда с заземленной нейтралью». Ток протекающий пообмотке одной фазы УШР создает магнитные потоки в полустержнях фазырасщепленного магнитопровода, а амплитуда магнитной индукции примерносоответствуетиндукциинасыщенияэлектротехническойстали,изкоторогособранмагнитопроводУШР.Данноесвойствоувеличиваетпроцент

---

использования стали и позволяет задействовать максимальный диапазон регулирования устройства.

Компенсационная обмотка так же как и обмотка управления сосредоточена на двух полустержнях. КО соединяется в треугольник и выполняет две основные функции:

• 
  компенсация гармоник кратных трем;
  
• 
  выступает в роли вторичной обмотки питающего трансформатора к которой подключается полупроводниковый преобразователь, предназначенный для питания обмотки управления постоянны напряжением.
  

Принцип действия такой системы основывается на том, что каждая изобмоток создает свои магнитные потоки: сетевая обмотка – переменный потокпромышленнойчастоты,обмоткауправления–постоянный,регулируемыйпотокподмагничивания.Постоянныйпотокподмагничиваниясмещаетпеременный поток вобластьнасыщениякривой намагничиваниястали,чтоприводиткизменениюиндуктивностиисоответственноиндуктивногосопротивления.ФактическидляУШРиспользуетсяпринципмагнитногоусилителя,заключающегося вследующем:Приотсутствиетокавобмоткеуправленияиндуктивноесопротивление сетевой обмотки X_СОL_СО· =_· , (5)Где L_CO – индуктивность сетевой обмотки; ω- угловая частота; Wco – число витков сетевой обмотки; S- активное сечение магнитопровода; l– средняя длина магнитной линии в магнитопроводе; _абсолютная магнитная проницаемость.При неизменных S,^wСО l

---

индуктивностьL_COопределяетсяабсолютной магнитнойпроницаемостью ^а. При ^IУ=0 магнитопроводхарактеризуется ненасыщенным состоянием, что соответствует участку на кривой намагничивания показанном на рисунке 6, зона 1. В этом случае магнитная проницаемость _а1B₁/H_{1 велика и соответственно индуктивность сетевой обмотки. Значение тока в сетевой обмотке будет соответствовать минимальному значению, равное} ^I_CO^H₁^l/w_СО. Напряженность магнитного поля ^Hm1 находится по индукции B_m1U/(4,44fw_CОS)_.Подадимна обмоткууправленияпостоянныйток,которыйобеспечиваетпереход магнитопровода внасыщенноесостояниерисунке 6,зона2.Рисунок6–КриваянамагничиванияинасыщениеэлектротехническойсталиВзоненасыщенияматериалбудетиметьмагнитнуюпроницаемость^{а2 B2 / H2} значительно меньшую чем в ненасыщенном состоянии. Индуктивноесопротивлениесетевойобмоткивнасыщенномсостояниимагнитопроводаопределяетсямагнитнойпроницаемость,котораяснасыщениемсталиуменьшается,чтоприводиткуменьшениюзначенияиндуктивностиисоответственно ииндуктивногосопротивления.ВреальныхконструкцияхУШРприизменениисостояниясталиего

---