Przesył energii elektrycznej

Sprawozdanie 4

Temat:Badanie rozpływu mocy w liniach WN dwustronnie

zasilanych ćwiczenie nr 2.

Jarosław Mizera

Patrycja Szypuła

26 listopada 2013

Energetyka EN-DI3

L6

POLITECHNIKA RZESZOWSKA

im. Ignacego Łukasiewicza

1

Spis treści

1. Zagadnienia do zrealizowania

3

2. Rozwiązania dla pierwszego układu - podwyższone napięcie na generatorze.

3

2.1. Rzeczywiste napięcia każdej z szyn. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3

2.2. Policzyć rzeczywiste spadki napięcia. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3

2.3. Punkt spływu.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4

2.4. Rozpływ prądów i mocy. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4

2.5. Sprawność przesyłu mocy. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4

2.6. Wnioski . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4

3. Rozwiązania dla 2 układu - znamionowe napięcia generatorów przy obciażeniu pojem-

nościowym na szynie 3.

4

3.1. Rzeczywiste napięcia każdej z szyn. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5

3.2. Policzyć rzeczywiste spadki napięcia. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5

3.3. Punkt spływu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5

3.4. Rozpływ prądów i mocy. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5

3.5. Sprawność przesyłu mocy. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5

3.6. Wnioski . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6

4. Rozwiązania dla 3 układu - podwyższone napięcie gen. nr 2 przy obciażeniu pojemno-

ściowym na szynie 3.

6

4.1. Rzeczywiste napięcia każdej z szyn. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6

4.2. Policzyć rzeczywiste spadki napięcia. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6

4.3. Punkt spływu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7

4.4. Rozpływ prądów i mocy. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7

4.5. Sprawność przesyłu mocy. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7

5. Sieć w USA

8

5.1. Elektrownia dużej mocy. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8

5.2. Linia przesyłowa prądu stałego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

10

Spis rysunków

1.

Układ 1-układ o podwyższonym napięciu. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3

2.

Rozpływ prądów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4

3.

Układ 2-obciażenie pojemnościowe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4

4.

Rozpływ prądów - obciażenie poj.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5

5.

Układ 3-zw. moc gen. przy obciażeniu poj.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6

6.

Rozpływ prądów - obciażenie poj.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7

7.

Elektrownia Diablo Canyon. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8

8.

Elektrownia-parametry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

9

9.

Elektrownia-parametry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

9

10.

Linia Intermountian . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

10

11.

Moc linii. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

10

2

1. Zagadnienia do zrealizowania

Należy :

• Dla każdego układu z dwoma generatorami :

– policzyć rzeczywiste napięcie każdej z szyn

– policzyć rzeczywiste spadki napięcia

– znaleźć punkt spływu

– narysować rozpływ prądów w układzie

– narysować rozpływ mocy(P i Q) w układzie

– policzyć sprawność przesyłu mocy

– zanotuj wnioski

• dla siecie rzeczywistej:

– przeanalizuj sieć elektroenergetyczną tej częsci USA

– zwróć szczególną uwagę na występujące poziomy napieć w sieci NN oraz linie prądu stałego DC

– przeanalizuj zanotowane informacje dotyczace linii DC

2. Rozwiązania dla pierwszego układu - podwyższone napięcie na gene-

ratorze.

Rysunek 1: Układ 1-układ o podwyższonym napięciu.

2.1. Rzeczywiste napięcia każdej z szyn.

U

1

= 1pu = 345kV

(1)

U

2

= 1, 045pu = 1, 045· 345 = 360, 525kV

(2)

U

3

= 1, 0015pu = 1, 0015· 345 = 345, 5175kV

(3)

2.2. Policzyć rzeczywiste spadki napięcia.

∆U

12

= 345 − 360, 525 = −15, 525kV

(4)

∆U

23

= 360, 525 − 345, 5175 = 15, 0075kV

(5)

∆U

13

= 345 − 345, 5175 = −0, 5175kV

(6)

3

2.3. Punkt spływu.

Punktem spływu będzie szyna 3cia, ponieważ występuje tam najniższe napięcie przy odbiorze energii.

2.4. Rozpływ prądów i mocy.

Rysunek 2: Rozpływ prądów

2.5. Sprawność przesyłu mocy.

η =

P

odb

P

gen

=

(130 + 90)· 10

6

(169 + 60)· 10

6

· 100% ≈ 96, 07%

(7)

2.6. Wnioski

W odniesieniu do układu z pierwszego z ćw.:

• Występują mniejsze spadki napieć.
• Spadek sprawności przesyłu o 97,908-96,07=1,838%

3. Rozwiązania dla 2 układu - znamionowe napięcia generatorów przy

obciażeniu pojemnościowym na szynie 3.

Rysunek 3: Układ 2-obciażenie pojemnościowe.

4

3.1. Rzeczywiste napięcia każdej z szyn.

U

1

= 1pu = 345kV

(8)

U

2

= 1pu = 1· 345 = 345kV

(9)

U

3

= 0, 9976pu = 0, 9976· 345 = 344, 172kV

(10)

3.2. Policzyć rzeczywiste spadki napięcia.

∆U

12

= 345 − 345 = 0kV

(11)

∆U

23

= 345 − 344, 172 = 0, 828kV

(12)

∆U

13

= 345 − 344, 172 = 0, 828kV

(13)

3.3. Punkt spływu

Punktem spływu będzie szyna 3cia, ponieważ występuje tam największy spadek napięcia.

3.4. Rozpływ prądów i mocy.

Rysunek 4: Rozpływ prądów - obciażenie poj.

3.5. Sprawność przesyłu mocy.

η =

P

odb

P

gen

=

(130 + 90)· 10

6

(165 + 60)· 10

6

· 100% ≈ 97, 778%

(14)

5

3.6. Wnioski

W odniesieniu do układu z pierwszego z ćw.:

• Występują mniejsze spadki napieć, praktycznie zerowe.
• Niewielki spadek sprawności przesyłu 97,908-97,778=0,13%

4. Rozwiązania dla 3 układu - podwyższone napięcie gen. nr 2 przy ob-

ciażeniu pojemnościowym na szynie 3.

Rysunek 5: Układ 3-zw. moc gen. przy obciażeniu poj.

4.1. Rzeczywiste napięcia każdej z szyn.

U

1

= 1pu = 345kV

(15)

U

2

= 1, 045pu = 1, 045· 345 = 360, 525kV

(16)

U

3

= 1, 03pu = 1, 03· 345 = 355, 35kV

(17)

4.2. Policzyć rzeczywiste spadki napięcia.

∆U

12

= 345 − 360, 525 = −15, 525kV

(18)

∆U

23

= 360, 525 − 355, 35 = 5, 175kV

(19)

∆U

13

= 345 − 355, 35 = −10, 35kV

(20)

6

4.3. Punkt spływu

Punktem spływu będzie szyna 3cia, ponieważ występuje tam najniższe napięcie przy odbiorze energii.

4.4. Rozpływ prądów i mocy.

Rysunek 6: Rozpływ prądów - obciażenie poj.

4.5. Sprawność przesyłu mocy.

η =

P

odb

P

gen

=

(130 + 90)· 10

6

(169 + 60)· 10

6

· 100% ≈ 96, 07%

(21)

W odniesieniu do układu z pierwszego z ćw.:

• Występują mniejsze spadki napieć, praktycznie zerowe.
• Spadek sprawności przesyłu 97,908-96,07=1,838%

7

5. Sieć w USA

5.1. Elektrownia dużej mocy.

→ Wybrana elekrownia w systemie elektroenergetycznym Stanów Zjednoczonych.

Rysunek 7: Elektrownia Diablo Canyon.

8

→ Parametry wybranej elektrowni.

Rysunek 8: Elektrownia-parametry

→ Linia przesyłowa przy elektrowni.

Rysunek 9: Elektrownia-parametry

9

5.2. Linia przesyłowa prądu stałego

→ Parametry wybranej linii.

Rysunek 10: Linia Intermountian

→ Moc linii i inwertera.

Rysunek 11: Moc linii.

10