Розв’язок

Проведемо досліди короткого замикання та холостого ходу.

Для досліду короткого замикання зберемо модель, зображену на рисунку 2.15. При цьому блок Powergui необхідно перевести в режим Phasors Simulation, а в параметрах блоку Current Measurement необхідно задати вивід амплітуди та фази струму – Magnitude-Angle.

Знайдемо розрахункове значення струму короткого замикання:

кА;

амплітудне значення струму короткого замикання складає:

кА.

Рисунок 2.15 – Модель досліду короткого замикання

Як видно з рисунку 2.15 виміряне значення струму короткого замикання практично не відрізняється від розрахункового.

Для досліду холостого ходу зберемо модель, зображену на рисунку 2.16.

З прикладу 2.1 відомо, що зарядна потужність одного кілометра лінії складає МВАр/км, тому сумарна зарядна потужність лінії довжиною 20 км буде складати МВАр.

Рисунок 2.16 – Модель досліду холостого ходу

Як видно з рисунку 2.16 виміряне значення реактивної потужності, яку споживає лінія на холостому ході, практично не відрізняється від розрахункового значення . Знак “–” перед значенням реактивної потужності вказує її на ємнісний характер. Незначна активна потужність (27,82 Вт) обумовлена втратами потужності в активному опорі від протікання зарядної потужності лінії. У зв’язку з тим, що через активний опір лінії буде протікати тільки половина зарядної потужності лінії (згідно з схемою заміщення ЛЕП)

Вт.

Як бачимо, розрахункове значення практично не відрізняється від виміряного.

За значенням струму короткого замикання, отриманим шляхом моделювання (див. рисунок 2.15), визначаємо активний та індуктивний опори ЛЕП:

Ом;

Ом;

Ом.

Погонні опори ЛЕП складають:

Ом/км;

Ом/км.

За значеннями потужностей холостого ходу ЛЕП, отриманими шляхом моделювання (див. рисунок 2.16), визначаємо активну та ємнісну провідності ЛЕП:

См;

См.

Погонні провідності ЛЕП:

См/км;

См/км.

Отже, отримані значення опорів та провідностей практично не відрізняються від розрахованих у прикладі 2.1. Це підтверджує адекватність створеної моделі повітряної лінії напругою 110 кВ.

Проте, слід зазначити, що при моделюванні усталених режимів роботи повітряних ліній електропередачі напругою до 35 кВ включно та кабельних напругою 6‑10 кВ з використанням створеної універсальної моделі втрати реактивної потужності в ній будуть частково або повністю компенсуватися зарядною потужністю лінії. Хоча в більшості підручників з дисципліни «Електричні системи і мережі» вказується, що при розрахунках таких електричних мереж дозволяється використовувати спрощену схему заміщення, зображену на рисунку 2.17.

Рисунок 2.17 – Схема заміщення повітряної лінії напругою до 35 кВ включно та кабельної лінії напругою 6-10 кВ

При використанні спрощеної схеми заміщення втрати реактивної потужності в лінії не будуть компенсуватися, що призведе до додаткової похибки при розрахунку параметрів режиму.

Проте, розрахунок режимів роботи електричних мереж напругою 6-35 кВ, в більшості випадків, виконується для отримання відхилень напруги на шинах трансформаторних підстанцій, які в меншій мірі залежать від втрат потужності. Тому при моделюванні режимів роботи таких електричних мереж можна використовувати спрощену модель лінії електропередачі (рисунок 2.18), яка виконується на основі блоку 3-Phase Series RLC Branch, для зменшення часу моделювання.

Рисунок 2.18 – Спрощена модель повітряної лінії напругою до 35 кВ включно та кабельної лінії напругою 6-10 кВ

Контрольні запитання

1. Яким чином визначаються активні та індуктивні опори проводів та кабелів?

2. Для чого застосовують розщеплення проводів? Як воно враховується при визначенні індуктивних та активних опорів?

3. Від яких величин залежать активні та реактивні провідності ЛЕП?

4. Які заходи застосовують для зменшення втрат на корону?

5. Порівняйте індуктивні опори і ємнісні струми у повітряних та кабельних ЛЕП. Де вони більші? Чому?