CC BY
45
ЭНЕРГЕТИКА И ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА
УДК 621.316
ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ РЕЗЕРВИРОВАНИЯ ВЛ 6-10 КВ С УЧЕТОМ ОТКЛОНЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ
Г.Ф. КУЦЕНКО, А.А. ПАРФЁНОВ
Учреждение образования «Гомельский государственный технический университет имени П. О. Сухого»,
Республика Беларусь
Как известно, уровень рабочего напряжения в сети существенно влияет на техникоэкономические характеристики электроприемников, поэтому ГОСТ 13109-97 [1] нормирует допустимые отклонения напряжения на их выводах. Как и для многих других показателей качества электроэнергии, для отклонения напряжения установлены два вида нормированных значений: нормально допустимые (±5 %) и предельно допустимые (±10 %). В течение 95 % каждых суток (22 ч 48 мин) электроэнергия должна отпускаться с отклонениями не более нормально допустимых, а в течение остальных 5 % (1 ч 12 мин) отклонения могут выходить за пределы ±5 %, но не должны превышать ±10 %.
В данной статье исследуется возможность взаимного резервирования воздушных линий электропередачи 6-10 кВ при аварийном отключении питания какой-либо линии и анализируется величина отклонения напряжения при этом. Исследования проводились на примере моделей ВЛ 6-10 кВ.
Модель - это физический или абстрактный образ моделируемого объекта, удобный для проведения исследований и позволяющий адекватно отображать интересующие исследователя физические свойства и характеристики объекта [2].
В результате исследований 200 линий электропередачи было построено 7 моделей воздушных линий электропередачи 6-10 кВ. Критерием для отбора линии и отнесения ее к той или иной модели был такой параметр, как общая протяженность воздушной линии. В результате анализа совпадений этого параметра и было построено 7 моделей. Модель представляет собой схему линии определенной конфигурации со своей структурой и параметрами. Для каждой модели определены марка, сечение провода, протяженность каждого участка, показаны коммутационные аппараты. Более подробно характеристики моделей описаны в ранее опубликованных работах [3, 4]. На рис. 1 показаны модели 1, 3, 5, 7 и пример резервирования модели 1 с моделью 2.
Анализ отклонения напряжения был проведен для различных значений коэффициентов загрузки всех трансформаторов линии от 0,35 до 1,0. В таблице 1 приведены значения отклонения напряжения лишь при двух коэффициентах загрузки трансформаторов
1,0 и 0,35 и для двух случаев резервирования: модели 1 с другими моделями и модели 7 с другими моделями. Эти значения коэффициентов нагрузки соответствуют, согласно суточному графику нагрузки, часам максимальной и минимальной нагрузки. Резервирование линий проводилось по следующей формуле:
Ш+Ш], (1)
где ші - номер модели линии, остающейся в работе, Ш] - номер модели линии отключенной.
В таблице 1 номера узлов модели ш}- обозначены со штрихом (см. рис. 1), а серым цветом показаны наибольшие отклонения напряжения.
84
ВЕСТНИК ГГТУ ИМ. П. О. СУХОГО № 1 •2003
Анализ результатов расчета показывает, что при коэффициенте нагрузки равным
1,0 отклонения напряжения в узлах модели удовлетворяют нормально допустимым нормам при резервировании по следующим формулам: 1+1, 1+2, 1+3, 2+1, 2+2, 2+3, 3+2. При коэффициенте нагрузки равным 0,35 - 1+1, 1+2, 1+3, 1+4, 1+5, 1+6, 2+1, 2+2, 2+3, 2+4, 2+5, 2+6, 3+1, 3+2, 3+3, 3+4, 4+1, 4+2, 4+3.
Следовательно, при максимальной нагрузки линии возможно резервирование первых трех моделей друг с другом, при минимальной нагрузке возможно резервирование моделей 1-4 с другими моделями, а резервирование моделей 5-7 с другими невозможно ни в одном случае.
Проанализируем возможность резервирования не всей линии, а части линии. При этом возобновляется питание не всех потребителей, присоединенных к линии, а лишь их части. Так, при максимальной нагрузке линии с соблюдением нормально допустимых норм качества возможно резервирование по следующим формулам: 1+4 до узла 3’, 1+5 до узла 6’, 1+6 до узла 4’, 1+7 до узла 11’, 2+4 до узла 5’, 2+5 до узла 9’. Резервирование 4, 5, 6, 7 с другими моделями невозможно даже частично.
При минимальной нагрузке линии с соблюдением нормально допустимых норм качества возможно резервирование по следующим формулам: 1+7 до узла 3’, 2+7 до узла 4’, 3+5 до узла 3’, 3+6 до узла 2’, 3+7 до узла 9’. Резервирование 5-7 моделей частично при минимальной нагрузке также невозможно.
Таблица 1
Значения отклонения напряжения в узлах модели при резервировании
1+1
Номер узла 2 2' 1' 3' 3-П2' 3-П3'
кн 1,0 ъи, % 1,11 1,60 1,77 1,81 1,88 1,83
0,35 0,39 0,56 0,62 0,63 0,66 0,64
1+2
Номер узла 2 3' 2' 1' 3-П3' 4' 4-П2' 4-П3'
кн 1,0 ъи, % 0,88 1,20 1,28 1,45 1,32 1,32 1,33 1,35
0,35 0,31 0,42 0,45 0,51 0,46 0,46 0,46 0,47
1+3
Номер узла 2 5' 4' 3' 2' 1' 7' 7-П6' 7-П7' 6' 6-П3' 6-П4' 4-П5'
кн 1,0 ъи, % 1,37 2,52 2,71 2,86 3,10 3,79 2,65 2,66 2,87 2,90 2,94 2,98 2,75
0,35 0,48 0,88 0,95 1,00 1,08 1,33 0,93 0,93 1,01 1,02 1,03 1,04 0,96
1+4
Номер узла 2 7' 6' 5' 4' 3' 2' 1' 6-П7' 5-П6' 8' 8-П4' 8-П5'
кн 1,0 ъи, % 1,61 3,23 3,44 3,61 4,08 4,59 5,19 6,98 3,50 3,73 4,21 4,26 4,25
0,35 0,56 1,13 1,20 1,26 1,43 1,61 1,82 2,44 1,23 1,31 1,47 1,49 1,49
1+5
Номер узла <м СЛ 00 г~- <0 3' СЧ - С - 8 9' С 6 о 4' С 0 5' С 0 6' С 1 СЧ 7' С 2
кн 1,0 ъи, % 1,7 3,7 3,9 4,2 4,6 5,1 5,5 7,1 8,9 10,3 4,1 4,6 5,6 5,6 5,7 5,3 5,36 5,4 5,5
0,35 0,6 1,3 1,4 1,4 1,6 1,8 1,9 2,5 3,1 3,6 1,4 1,6 1,9 1,9 2,0 1,8 1,8 1,9 1,9
1+6
Номер узла 2 г~- 6' 5' 4' 3' 2' - С 17 9' с 5 8' С - 8 9' 4' С - 9 <0 С - 9 0' 6' С - 0 ЦН 7' С - 8' С -
кн 1,0 ъи, % 1,7 3,9 4,1 1,3 4,9 5,7 ,3 10, 14,0 4 к3 6,0 6,1 6,2 6,3 6,3 5,1 5,1 5,26 5,3 5,3
0,35 0,6 1,4 1,4 1,5 1,7 2,0 -,6 3,5 1,4 ,5 2,1 2,1 2,2 2,2 2,2 1,8 1,8 1,8 1,85 1,9
ЭНЕРГЕТИКА И ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА
85
Окончание табл. 1
1+7
Номер узла 2 3' 2' 0' 9' 8' 7' 6' 5' 4' 3' 2' ' '9 С - 3 '2 с - 8
кн 1,0 ъи, % 2,41 4, 55 4,59 4,64 5,59 6,22 6,75 7,75 8,63 9,64 11,7 13,2 15,2 18,6 4,60 6,80
0,35 0,84 1, 59 1,61 1,62 1,96 2,18 2,36 2,71 3,02 3,37 4,09 4,62 5,32 6,53 1,61 2,38
Номер узла 4' 6' С - 4 5' 7' С - 5 8' С - 5 6' 9' С - 6 7' '0 С - 7 С - 7 8' '4 С - 8 '5 С - 8 9' '6 С - 9 '7 С - 9
кн 1,0 ъи, % 9,19 9, 34 9,29 9,41 9,33 7,88 7,92 7,96 7,99 7,98 5,71 5,77 5,77 4,85 4,89 4,94
0,35 3,22 3, 27 3,25 3,29 3,27 2,76 2,77 2,79 2,80 2,79 2,00 2,02 2,02 1,70 1,71 1,73
7+1
Номер узла 13 2' 1' 3' 3-П2' 3-П3'
кн 1,0 ъи, % 23,4 24,10 24,27 24,30 24,37 24,33
0,35 8,2 8,43 8,49 8,51 8,53 8,52
7+2
Номер узла 13 3' 2' 1' 3-П3' 4' 4-П2' 4-П3'
кн 1,0 ъи, % 20,9 21,70 21,78 21,95 21,82 21,82 21,83 21,85
0,35 7,31 7,59 7,62 7,68 7,64 7,64 7,64 7,65
7+3
Номер узла 13 5' 4' 3' 2' 1' 7' 7-П6' 7-П7 6' 6-П3 6-П4' 4-П5'
кн 1,0 ъи, % 26,16 27,58 27,78 27,92 28,16 28,85 27,71 27,73 27,94 27,96 28,00 28,05 27,81
0,35 9,15 9,65 9,72 9,77 9,86 10,10 9,70 9,70 9,78 9,79 9,80 9,82 9,73
7+4
Номер узла 13 ' 6' 5 ' 4' 3' 2' 1' 6 -П7' 5-П6' 8' 8-П4' 8- П5'
кн 1,0 ъи, % 28,7 0,73 30,93 3 1,10 31,58 32,08 32,68 34,47 3 0,99 31,22 31,70 31,76 3 1,74
0,35 10,1 0,75 10,83 1 0,89 11,05 11,23 11,44 12,07 1 0,85 10,93 11,09 11,11 1 1,11
7+5
Номер узла 3 9' 8' 7' 6' 5' 4' 3' 2' _ С ' - 18 СЛ с - 6 0' 4' С - 0 5' С - 0 6' С - 2' 7' С - 2
кн 1,0 ъи, % 30,1 32,4 32,7 32, ) 33,3 33,8 3 4,2 3 5,8 37,6 39, 0 32,8 33,4 34,4 3 4,4 34,5 34,0 34,1 34,1 34,3
0,35 10,5 11,3 11,4 11,- 11,6 11,8 1 1,9 1 2,5 13,1 13, 6 11,5 11,6 12,0 2,0 12,0 11,9 11,9 11,9 11,9
7+6
Номер узла 3 7' 6' 5' 4' 3' ь 2' 1' С - 7 9' С - 5 8' 3' С - 8 4' С ' - 99 5' С - 9 0' 6' С - 0 7' С - 8' С -
1,0 и, 29,8 3 2,4 3 2,6 32,7 33,5 3 4,2 35 8 38,( 5 32,5 32,8 3 4,5 34,6 34, 7 34,8 34,8 33,6 33,6 33,7 33,* 5 33,8
кн ),35 % 10,4 1 1,3 1 1,4 11,5 11,7 1 1,9 12, 5 13,; 11,4 11,5 1 2,1 12,1 12, 1 12,2 12,2 11,7 11,8 11,8 11,і 511,8
7+7
Номер узла 3 гг 3' 2' 0' 9' 8' 7' 6' 5' 4' 3' 2' 1' ■ 2 2 с '2 Е 8
кн 1,0 ъи, % 37,2 40,( 40,0 Ю,1 11,0 4 1,6 12,2 43,2 14,1 45,1 47,1 48,6 50,6 54,1 40,0 42,2
0,35 13,0 14,( 14,0 14,0 14,3 1 4,5 14,7 15,1 15,4 15,7 16,5 17,0 17,7 18,9 14,0 14,7
Номер узла 4' чс Е 1 -4 5' г~- С - 5 00 с - 5 6' СЛ с - 6 7' о С - 7 С - 7 8' С - 8 '5 С - 8 9' ю С - 9 г~- С - 9
кн 1,0 ъи, % 44,6 44,* 44,7 14,8 14,8 4 3,3 13,3 43,4 13,4 43,4 41,1 41,2 41,2 40,3 40,3 40,4
0,35 15,6 15,( 15,6 15,7 15,6 1 5,1 15,1 15,2 15,2 15,2 14,4 14,4 14,4 14,1 14,1 14,1
а)
ВЕСТНИК ГГТУ ИМ. П.О. СУХОГО No 1 0 2003
б)
оо
ЭНЕРГЕТИКА И ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА
в)
Оо
Оо
П9
П7
ВЕСТНИК ГГТУ ИМ. И.О. СУХОГО Ml • 2003
г)
Рис. 1. Модели BJT 6-10 кВ сельскохозяйственного назначения
П12
19
П13
АС-50
0,65
П17
АС-50 Ч Р АС-50 АС-50
0,72 0,99 ,1’87
АС-50
0,3
АС-50
0,3
АС-50
0,52
18
П11
П10
>П14
л
СО
<
та
П15
АС-50
0,45
АС-50
0,68
П18
АС-50
0,56
13
кю
П19
Оо
чо
ЭНЕРГЕТИКА И ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА
90
ВЕСТНИК ГГТУ ИМ. П. О. СУХОГО № 1 •2003
Таким образом, можно сделать вывод, что при существующей реальной нагрузке ВЛ 6-10 кВ уровень напряжения будет соответствовать требованиям ГОСТ. Но при возможном дальнейшем росте нагрузки отклонение напряжения будет возрастать и выйдет за пределы требуемых норм качества электроэнергии. Рассматривая возможность резервирования ВЛ 6-10 кВ с соблюдением качества электроэнергии по параметру «установившееся отклонение напряжения» на примере моделей, можно сделать вывод, что невозможно резервирование какой-либо линии с любой другой. Прежде чем произвести подключение одной линии к другой, необходимо провести анализ качества электроэнергии, а затем - резервирование.
Список литературы
1. ГОСТ 13109-97. «Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения» /Меж. гос. Совет по стандарт., метр. и серт. -Минск, 1999.
2. Тарасик В.П. Математическое моделирование технических систем. - Мн.: Ди-зайнПРО, 1997. - С. 5-20.
3. Куценко Г.Ф., Парфенов А. А. Моделирование распределительных сетей напряжением 6-10 кВ //Энергосбережение. Электроснабжение. Автоматизация: Материалы международной научно-технической конференции (22-23 ноября 2001 г). -Гомель. - Учреждение образования «ГГТУ им. П.О. Сухого», 2001. - С. 84-86.
4. Куценко Г.Ф., Парфёнов А.А. Исследование основных характеристик ВЛ 6-10 кВ сельскохозяйственного назначения //Вестник ГГТУ им. П.О. Сухого. - 2001. -№ 2. - С. 28-32.
Получено 29.05.2002 г.
