Составление вариантов и предварительный их анализ

В каждом узле нагрузки с помощью компенсирующих устройств (конденсаторных батарей) повышаем cos до значения 0.95.

tg = 0.33 (при cos = 0.95).

Определяем потребляемую мощность в районе с желаемым cos .

Q = P* tg.

S₁=.

P1=22 МВт Q1 = 7.3 МВАр S1 = 23.17 МВА.

P2=56 МВт Q2 = 18.5 МВАр S2 = 59 МВА.

P3=39 МВт Q3 = 12.9 МВАр S3 = 41.1 МВА.

P4=41 МВт Q4 = 13.5 МВАр S4 = 43.14 МВА.

P5=32 МВт Q5 = 10.5 МВАр S5 = 33.7 МВА При составлении вариантов эл. сети учитываем, что каждая сеть должна обеспечить достаточную надежность эл. снабжения. Электрическая сеть является существенным звеном в цепи электроснабжения потребителей и поэтому влияет на изменение показателей качества электроэнергии и эл. сеть должна быть экономичной.

Так как на всех подстанциях есть потребители первой категории, для которых невозможен длительный перерыв в электроснабжении, то эти потребители должны обеспечиваться резервом от сети.

УЧАСТОК, А — 4.

SА-4 = S1 + S5 + S4 = 95 + j31.3.

где: Uнноминальное напряжение сети, кВ.

n — число цепей ЛЭП.

Выбираем сечение проводника по экономической плотности тока.

мм где: j эк — экономическая плотность тока, А/мм .

В соответствии со стандартом выбираем провод марки АС — 240 и проверяем его по нагреву.

Допустимый ток для таких проводов, прокладываемых при температуре +20 С вне помещения равен 610 А.

В послеаварийном режиме (при отключении одной линии) рабочий ток возрастает :

Iпав = 2* 262 = 524 А 610 А По условию короны выбранное сечение удовлетворяет, так как оно больше 70 мм .

Проверяем по допустимой потере напряжения в режиме наибольшей нагрузки:

кВ где: R0 — удельное активное сопротивление ЛЭП сечением 240 мм, Ом/км (R0 = 0.13 Ом/км).

Х0 — удельное реактивное сопротивление ЛЭП сечением 240 мм, Ом/км (Х0 = 0.369 Ом/км).

l — длина линии, км.

UА-4 = 0.74 + 1.5 + 3.12 = 5.36 кВ, что составляет 4.8 10 .

Проверяем по допустимой потере напряжения в послеаварийном режиме (отключение одной цепи линии) :

UA-1 = 2*3.12 = 6.24 кВ.

U5−4 = 2*0.74 = 1.48 кВ.

U1−5 = 2*1.5 = 3 кВ.

UА-4 = 3 + 1.48 + 6.24 = 10.72 кВ, что составляет 9.7 и меньше допустимого 20 .

УЧАСТОК, А -3.

SА-3 = S2 + S3 = 95 + j31.3.

мм В соответствии со стандартом выбираем провод марки АС — 240 и проверяем его по нагреву.

Допустимый ток для таких проводов, прокладываемых при температуре +20 С вне помещения равен 610 А.

В послеаварийном режиме (при отключении одной линии) рабочий ток возрастает :

Iпав = 2* 262 = 524 А 610 А По условию короны выбранное сечение удовлетворяет, так как оно больше 70 мм .

Проверяем по допустимой потере напряжения в режиме наибольшей нагрузки:

кВ.

UА-3 = 0.6 + 3.33 = 3.93 кВ, что составляет 3.5 10 .

Проверяем по допустимой потере напряжения в послеаварийном режиме (отключение одной цепи линии) :

UA-2 = 2*3.33 = 6.66 кВ.

U2−3 = 2*0.6 = 1.2 кВ.

UА-4 = 1.2 + 6.66 = 7.86 кВ, что составляет 7.1 и меньше допустимого 20 .

При расчете замкнутой сети вместо сопротивлений проводов используем их длины, предполагая, что сеть однородная, то есть выполнена проводом одного сечения. Принимаем, что напряжения во всех точках цепи одинаково и равно UН .

Находим потокораспределение:

Точка 4 является точкой потокораспределения по активной и реактивной мощности.

На основании графиков равноэкономичности сетей предварительно принимаем Uн =220 кВ.

мм В соответствии со стандартом выбираем провод марки АС — 300 и проверяем его по нагреву.

Допустимый ток для таких проводов, прокладываемых при температуре +20 С вне помещения равен 690 А В послеаварийном режиме (отключение линии l5):

А Проверку на корону не производим, так как минимальное сечение проводника на 220 кВ, согласно ПУЭ должно быть не менее 240 мм.

Для линий 220 кВ сечением 300 мм R0 = 0.11 и Х0 = 0.379 Ом/км Определяем падение напряжения в сети в режиме максимальных нагрузок :

Находим падение напряжения в точке потокораздела :

UA-4 =3.69 + 0.75 + 0.15 = 4.59 кВ что составляет 2 .

Находим падение напряжения в послеаварийном режиме (отключение линии l1-В):

кВ.

UA-2−3-4−5-1= 6.23 + 1.93 +1.37 + 0.92 + 0.42 = 10.87 кВ, что составляет 4.9 .

В этом варианте схемы предполагается передача всей необходимой энергии на узловую подстанцию 1 и дальнейшее ее распределение по узлам нагрузки. Передача мощности с подстанции, А на подстанцию 1 осуществляется на напряжении 220 кВ (так как передается S=200.13 МВА). Принимаем АС-240 (с Iдоп = 610 А).

Принимаем провод марки АС-240 (с Iдоп = 610 А).

Fэк = 238 мм, принимаем АС -240.

Принимаем провод марки АС -185 (с Iдоп = 510 А).

Проверяем по допустимому току:

участок А-1: 2*262 = 524 А 610 А участок 1−3: 2*262 = 524 А 610 А участок 1−4: 2*201 = 402 А 510 А Проверку на корону не производим, так как выбранные сечения больше требуемых минимальных сечений.

Проверяем падение напряжения в сети в режиме максимальных нагрузок :

В послеаварийном режиме (отключение одной цепи линии 220 кВ).

UA-1 = 2*2.92 = 5.84 кВ = 2.6.

U1−2 = 2*1.47 = 2.94 кВ = 2.6.

U2−3 = 2*0.6 = 1.2 кВ = 1.

U1−5 = 2*1.5 = 3 кВ = 2.6.

U5−4 = 2*0.74 = 1.48 кВ = 1.4.

ВЫБОР ГЛАВНОЙ СХЕМЫ ЭЛ. СОЕДИНЕНИЙ.

Для подстанций радиальной сети напряжением 110 кВ применяем блочные схемы (два блока с отделителями и неавтоматической перемычкой со стороны линии) без выключателей на стороне высшего напряжения. Для отключения головного выключателя питающей линии при повреждении трансформатора используют короткозамыкатель (для создания устойчивого замыкания, на чувствительность которого способны реагировать защиты головного выключателя) или выполняется передача отключающего импульса по специальным каналам на головную подстанцию. Отделитель служит для автоматического отключения поврежденного трансформатора в бестоковую паузу после отключения головного выключателя.

Для подстанций кольцевой сети с одним источником питания напряжением 220 кВ применяем мостик с выключателем в перемычке и отделителеми в цепях трансформатора. Для сохранения транзита мощности по кольцевой сети при ремонте или ревизии выключателя предусмотрена ремонтная перемычка из двух разъединителей.

Распределительные устройства низшего напряжения выполняется по схеме одиночной секционированной системе шин. При установке трансформаторов с расщепленной обмоткой низшего напряжения применяется одиночная система шин из четырех секций.

Выбор числа и мощности трансформаторов На всех районных подстанциях предусматривается установка двух трансформаторов. Мощность трансформаторов на подстанциях выбирают из такого расчета, чтобы при отключении одного из них оставшейся в работе обеспечил питание потребителей на время ремонта или замены поврежденного с учетом допустимой перегрузки и возможности резервирования по сетям низшего напряжения.

где: SMAX — суммарная максимальная нагрузка подстанции, МВА.

k1 — коэффициент участия в нагрузке потребителей первой и второй категории, принимается равным 0.85.

kав — коэффициент допустимой аварийной перегрузки, принимаемый равным 1.4 .

Мощность автотрансформатора на подстанции 1.

Мощность линейного регулировочного трансформатора на подстанции 1:

Сделаем предварительное сравнение вариантов по затратам цветного металла :

• 1 вариант: 673*107*2 = 144 т.
• 2 вариант: 830*120.7 = 100 т.
• 3 вариант: 673*55.3 *2 + 515*34*2 = 110 т.

Находим потери мощности и энергии в линиях:

— время максимальных потерь.

ч.

по варианту 1:

по варианту 2:

по варианту 3 :