Проектирование районной электрической сети
Основными разделами являются: составление вариантов схемы электрической сети и выбор наиболее рациональных вариантов; Выбор номинальных напряжений электрической сети; определение необходимости установки и выбор компенсирующих устройств в электрической сети; выбор трансформаторов на подстанциях; выбор сечений проводов воздушных линий электропередачи; технико-экономическое обоснование… Читать ещё >
Проектирование районной электрической сети (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова»
Факультет (институт) Вечерне-заочный Кафедра Электроснабжение промышленных предприятий Пояснительная записка к курсовому проекту (работе) по дисциплине Электрические сети
ПРОЕКТИРОВАНИЕ РАЙОННОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ Студент группы 9ЭПП-81
А.А. Зонов Руководитель проекта (работы) к.т.н., доцент И.А.Гутов
Барнаул 2013
Реферат
- Объем данного курсового проекта составляет 49 листов пояснительной записки и 2 листа графической части. Пояснительная записка содержит 37 таблиц, 8 рисунков, 5 источников литературы. Курсовой проект содержит 14 разделов. Ключевые слова: электрическая сеть, мощность, номинальное напряжение, подстанция, оборудование, батареи конденсаторов, трансформатор, компенсирующее устройство.
- Основными разделами являются: составление вариантов схемы электрической сети и выбор наиболее рациональных вариантов; Выбор номинальных напряжений электрической сети; определение необходимости установки и выбор компенсирующих устройств в электрической сети; выбор трансформаторов на подстанциях; выбор сечений проводов воздушных линий электропередачи; технико-экономическое обоснование окончательного варианта исполнения электрической сети; уточненный расчет компенсирующих устройств в электрической сети; точный электрический расчет установившихся режимов работы электрической сети; выбор устройств регулирования.
- Данный курсовой проект является учебным.
- Содержание
- 1. Задание и исходные данные для проектирования
- 2. Составление вариантов схемы электрической сети и выбор наиболее рациональных вариантов
- 3. Приближённый расчёт потокораспределения в электрической сети
- 4. Выбор номинальных напряжений электрической сети
- 5. Баланс активной и реактивной мощностей в электрической сети
- 5.1 Приближённый баланс активной мощности в сети
- 5.2 Приближённый баланс реактивной мощности в сети
- 6. Определение необходимости установки и выбор компенсирующих устройств в электрической сети
- 7. Выбор трансформаторов на подстанциях
- 8. Выбор сечений проводов воздушных линий электропередачи
- 9. Составление схемы замещения электрической сети и определение ее параметров
- 10. Разработка схемы соединений
- 11. Технико-экономическое обоснование окончательного варианта исполнения электрической сети
- 11.1 Определение капиталовложений на сооружение электрической сети
- 11.2 Определение ежегодных издержек на эксплуатацию электрической сети
- 11.3. Определение окончательного варианта исполнения электрической сети
- 12. Уточненный расчет компенсирующих устройств в электрической сети
- 12.1 Определение нескомпенсированной реактивной нагрузки
- 12.2 Определение суммарной реактивной мощности компенсирующих устройств на основании точного расчета мощностей
- 12.3 Расчет суммарных мощностей компенсирующих устройств
- 12.4 Корректировка нагрузки
- 13. Точный электрический расчет установившихся режимов работы электрической сети
- 14. Выбор устройств регулирования напряжения в электрической сети
- Список использованных источников
1. Задание и исходные данные для проектирования
Спроектировать электрическую сеть для электроснабжения указанных потребителей от электрической системы в соответствии с вариантом ЗА. Месторасположение источника питания и потребителей электроэнергии указано на рисунке 1.1, а их характеристики — в таблице 1.1. Электрическая сеть расположена в объединенной энергосистеме (ОЭС) Сибири, III районе по гололеду.
В таблице 1.1 приведены значения активной мощности нагрузок потребителей в максимальном режиме Рi=Рмаксi.
Расстояния между точками:
l01=13км; l02=24 км; l03=22 км; l04=12 км; l12=20 км; l13=28 км; l14=25 км; l23=16 км; l24=29 км; l34=20 км.
Рисунок 1.1 — Месторасположение источника питания и потребителей электроэнергии
Таблица 1.1 — Характеристика источника питания и потребителей электроэнергии
№ ПС | Рмаксрi, МВт | Qмаксрi Мвар | ¦Sмаксрi¦ МВА | Рпаврi, МВт | Qпаврi Мвар | ¦Sпаврi¦ МВА | cosi | Тмi, ч | Uннi, кВ | Доля нагрузки 3-й категории d3i,% | |
Источник питания 0 | ; | 0,82 | ; | ; | ; | ||||||
Подстанция 1 | 12,5 | 25,3 | 12,5 | 25,3 | 0,87 | ||||||
Подстанция 2 | 25,8 | 45,1 | 25,8 | 45,1 | 0,82 | ||||||
Подстанция 3 | 22,2 | 31,9 | 22,2 | 31,9 | 0,72 | ||||||
Подстанция 4 | 11,4 | 20,5 | 11,4 | 20,5 | 0,83 | ||||||
Определяются значения полной мощности нагрузок потребителей, исходя из активной мощности нагрузки и коэффициента мощности cosi потребителей, указанных в таблице 1.1.
(1.1)
Определение электрической нагрузки на подстанциях в послеаварийном режиме
(1.2)
2. Составление вариантов схемы электрической сети и выбор наиболее рациональных вариантов
Производится предварительный анализ и выбор вариантов разомкнутой и замкнутой схемы исполнения сети. Результаты сводятся в таблицу 2.1.
Таблица 2.1 -Характеристика вариантов разомкнутой и замкнутой схем
Вариант | Участок | lЛЭП, км | lЛЭП, км | Номер п/ст | Кол-во выключателей n, шт. | n, шт. | Pi нагрузки, МВт | Момент мощности Pilс, МВткм | Pilс, МВткм | |
Варианты разомкнутых схем | ||||||||||
0 (РЭС) | ||||||||||
15(20) | ||||||||||
2(7) | ||||||||||
0 (РЭС) | ||||||||||
2(7) | 15(20) | |||||||||
0 (РЭС) | ||||||||||
2(7) | ||||||||||
15(20) | ||||||||||
0 (РЭС) | ||||||||||
Варианты замкнутых схем | ||||||||||
0 (РЭС) | ||||||||||
0 (РЭС) | ||||||||||
0 (РЭС) | ||||||||||
0 (РЭС) | ||||||||||
Делаем вывод о выборе варианта схемы.
Из рассмотренных схем наилучшим вариантом исполнения сети является: в разомкнутой сети — схема в), для замкнутой — схема г).
3. Приближённый расчёт потокораспределения в электрической сети
Схемы электрической сети для различных режимов работы приведены на рисунке 3.1.
Рисунок 3.1 — Схема разомкнутой сети для:
а) максимального; б) послеаварийного режимов работы.
Схема замкнутой сети для:
в) максимального; г) послеаварийного режимов работы.
Рассчитываются потоки мощности для участков сети в максимальном и послеаварийном режимах в соответствии с формулами приведенными ниже. Результаты сводятся в таблицу 3.1.
Для разомкнутой сети:
Для сети с замкнутым контуром:
Точка 2 является точкой потокораздела активной и реактивной мощностей. В послеаварийном режиме из строя выходит наиболее загруженный участок 01.
Таблица 3.1 — Расчет потокораспределения в электрической сети
Участок | Кол-во цепей n, шт. | L уч, км | Рмаксрi, МВт | Qмаксрi, Мвар | ¦Sмаксрi¦, МВА | Рпаврi, МВт | Qпаврi, Мвар | ¦Sпаврi¦, МВА | |
Разомкнутая сеть | |||||||||
18,5 | 12,91 | 22,56 | 25,82 | 45,12 | |||||
23,99 | 41,67 | 47,98 | 83,33 | ||||||
6,24 | 12,64 | 12,47 | 25,29 | ||||||
8,5 | 5,71 | 10,24 | 11,42 | 20,48 | |||||
Сеть с замкнутым контуром | |||||||||
44,9 | 30,87 | 51,61 | ; | ; | ; | ||||
37,1 | 29,58 | 51,53 | 60,45 | 113,89 | |||||
22,9 | 18,4 | 27,93 | 12,47 | 25,29 | |||||
14,1 | 7,42 | 17,2 | 38,29 | 71,95 | |||||
8,5 | 5,71 | 10,24 | 11,42 | 20,48 | |||||
4. Выбор номинальных напряжений электрической сети
Номинальное напряжение Uном вычисляется по формуле Илларионова:
а потери напряжения:
.
Результаты расчетов, а так же ближайшие стандартные наибольшие и наименьшие напряжения приведены в таблице 4.1. Результаты проверки напряжения сведены в таблицу 4.2
Таблица 4.1 — Результаты расчетов напряжения для электрической сети.
Участок | lуч, км | Pучмаксрi МВт | Qучмаксрi Мвар | Pучпаврi МВт | Qучпаврi Мвар | Uномуч, кВ | Uном=35 кВ | Uном=110 кВ | Uном=220 кВ | |||||||||
r0 | x0 | ДUучмакср | ДUучпавр | r0 | x0 | ДUучмакср | ДUучпавр | r0 | x0 | ДUучмакср | ||||||||
Разомкнутая сеть | ||||||||||||||||||
18,5 | 12,91 | 25,82 | 77,53 | 0,3 | 0,4 | 4,9 | 9,8 | 0,2 | 0,4 | 1,29 | 2,58 | 0,1 | 0,4 | ; | ||||
23,99 | 47,98 | 97,10 | 0,3 | 0,4 | 11,69 | 23,38 | 0,2 | 0,4 | 3,12 | 6,24 | 0,1 | 0,4 | ; | |||||
6,24 | 12,47 | 61,35 | 0,3 | 0,4 | 2,15 | 4,3 | 0,2 | 0,4 | 0,56 | 1,12 | 0,1 | 0,4 | ; | |||||
8,5 | 5,71 | 11,42 | 54,57 | 0,3 | 0,4 | 1,66 | 3,32 | 0,2 | 0,4 | 0,44 | 0,88 | 0,1 | 0,4 | ; | ||||
30,87Сеть с замкнутым контуром | ||||||||||||||||||
44,9 | 30,87 | ; | ; | 103,07 | 0,3 | 0,4 | 9,59 | ; | 0,2 | 0,4 | 2,52 | ; | 0,1 | 0,4 | ||||
37,1 | 29,58 | 60,45 | 105,34 | 0,3 | 0,4 | ; | ; | 0,2 | 0,4 | 3,85 | 8,12 | 0,1 | 0,4 | 1,55 | ||||
22,9 | 18,4 | 12,47 | 86,33 | 0,3 | 0,4 | 8,13 | ; | 0,2 | 0,4 | 2,17 | 1,71 | 0,1 | 0,4 | 0,87 | ||||
14,1 | 7,42 | 38,29 | 69,25 | 0,3 | 0,4 | ; | ; | 0,2 | 0,4 | 0,84 | 3,94 | 0,1 | 0,4 | 0,32 | ||||
8,5 | 5,71 | 11,42 | 54,57 | 0,3 | 0,4 | 1,66 | 3,32 | 0,2 | 0,4 | 0,44 | 0,88 | 0,1 | 0,4 | ; | ||||
Таблица 4.2 — Проверка напряжения для электрической сети
Участок | Uном=35 кВ | Uном=110 кВ | Uном=220 кВ | Окончательное Uном, кВ | |||
УДUмакср?5,25 | УДUпавр?7 | УДUмакср?16,5 | УДUпавр?22 | УДUмакср?33 | |||
Разомкнутая сеть | |||||||
16,59 | 33,18 | 4,41 | 8,82 | ; | |||
2,15 | 4,3 | 0,56 | 1,12 | ; | |||
1,66 | 3,32 | 0,44 | 0,88 | ; | |||
Сеть с замкнутым контуром | |||||||
1,66 | 3,32 | 0,44 | 0,88 | ; | |||
17,73 | ; | 4,69 | 13,17 | 1,87 | |||
17,73 | ; | 4,69 | 13,17 | 1,87 | |||
Проверка напряжения производится в соответствии со следующим критериям:
— для максимального режима Uмакср15%Uном;
— для послеаварийного режима Uпавр20%Uном.
Окончательно принимается номинальное напряжение дляUном=110 кВ.
— разомкнутой сети: участки 01, 04 -35 кВ; участки 03, 23 -110 кВ;
— сети с замкнутым контуром: участок 04 -35 кВ; участки 01, 03, 12, 23 -110 кВ.
5. Баланс активной и реактивной мощностей в электрической сети
5.1 Приближённый баланс активной мощности в сети
Приближённый баланс активной мощности в сети рассчитывается по выражению [4]:
Считается, что установленная мощность генераторов источника питания Pип достаточна для покрытия потребностей сети: .
Реактивная мощность, выдаваемая источником питания в сеть Qип, определяется по выражению:
Баланс для радиальных участков 01 и 04 разомкнутой сети Uном=35 кВ:
РнагрУ= Р1+Р4= 22+17= 39 МВт; Рсети= 1,13•39= 44,07 МВт;
Рип= Рсети= 44,07 МВт; Qип= Рип•tg?ип= 44,07•0,698= 30,76 МВт.
Баланс для радиально-магистрального участка 032 разомкнутой сети Uном=110 кВ:
РнагрУ= Р2+Р3= 37+23= 60 МВт; Рсети= 1,13•60= 67,8 МВт;
Рип= Рсети= 67,8 МВт; Qип= Рип•tg?ип= 67,8•0,698= 47,32Мвар.
Баланс для радиального участка 04 сети с замкнутым контуром Uном=35 кВ:
РнагрУ= Р4= 17 МВт; Рсети= 1,13•17= 19,21 МВт;
Рип= Рсети= 19,21 МВт; Qип= Рип•tg?ип= 19,21•0,698= 13,41 Мвар.
Баланс для кольцевого участка 1 230 сети с замкнутым контуром Uном=110 кВ:
РнагрУ= Р1+Р2+Р3= 22+37+23= 82 МВт; Рсети= 1,13•82= 92,66 МВт;
Рип= Рсети= 92,66 МВт; Qип= Рип•tg?ип= 92,66•0,698= 64,68 Мвар.
5.2 Приближённый баланс реактивной мощности в сети
Приближённый баланс реактивной мощности в сети рассчитывается по формулам, приведенным ниже. Результаты расчетов сведены в таблицу 5.1
Таблица 5.1 — Результаты расчетов мощности в сети
Участок | кол-во цепей n, шт. | lуч, км | Sмаксуч МВА | ДQуч, Мвар | Qi, Мвар | Uном, кВ | x0 | ДQЛЭП, Мвар | Qнагр, Мвар | ДQтр, Мвар | Qрез, Мвар | QсУ, Мвар | Qсети, Мвар | |
Разомкнутая сеть | ||||||||||||||
22,56 | 0,54 | 25,8 | 0,4 | 3,07 | 7,7 | 4,8 | 3,07 | 58,1 | ||||||
41,67 | 2,53 | 22,2 | 0,4 | |||||||||||
12,64 | 1,36 | 12,5 | 0,4 | 2,18 | 23,9 | 4,12 | 2,39 | 31,4 | ||||||
10,24 | 0,82 | 11,4 | 0,4 | |||||||||||
Сеть с замкнутым контуром | ||||||||||||||
51,61 | 1,15 | 12,5 | 0,4 | 3,76 | 60,5 | 10,23 | 6,05 | 3,76 | 73,76 | |||||
51,53 | 1,93 | 22,2 | 0,4 | |||||||||||
27,93 | 0,52 | 25,8 | 0,4 | |||||||||||
17,2 | 0,16 | 25,8 | 0,4 | |||||||||||
10,24 | 0,82 | 11,4 | 0,4 | 0,82 | 11,4 | 1,85 | 1,14 | 14,64 | ||||||
6. Определение необходимости установки и выбор компенсирующих устройств в электрической сети
Определяется мощность компенсирующих устройств.
Для радиальных участков 01 и 04 разомкнутой сети:
Qку= Qсети— Qип= 31,4−30,76= 0,64 Мвар.
Для радиально-магистрального участка 032 разомкнутой сети:
Qку= Qсети— Qип= 58,1−47,32= 10,78 Мвар.
Для радиального участка 04 сети с замкнутым контуром:
Qку= Qсети— Qип= 14,64−13,41= 1,23 Мвар.
Для кольцевого участка 1 230 сети с замкнутым контуром:
Qку= Qсети— Qип= 73,76−64,68= 9,08 Мвар.
Так как, то это свидетельствует о недостаточной величине реактивной мощности в сети, и в этом случае необходимо устанавливать компенсирующие устройства.
;
Данные по расчету и выбору КУ приведены в таблице 6.1.
Таблица 6.1 — Расчет и выбор КУ
№ пст | Qкуi, Мвар | Тип БК | Qбк, Мвар | Кол-во БК | Qку, Мвар | Uном, кВ | Pi, Мвт | |||
— 0,638 | ; | ; | ; | ; | ; | 0,627 | 0,567 | |||
2,886 | КС-1,05−60 | 2,4 | 2,4 | 0,627 | 0,698 | |||||
7,912 | КСГ-1,05−125 | 4,9 | 9,8 | 0,627 | 0,964 | |||||
1,292 | КС-1,05−60 | 2,4 | 2,4 | 0,598 | 0,672 | |||||
Производится уточнение мощности нагрузок п/ст на основании выбранных БК по формуле
.
Результаты сведены в таблицу 6.2.
Таблица 6.2 — Расчет уточненных мощностей нагрузок подстанций
№ пст | Pмаксрi, МВт | Qнескпсi, Мвар | Qку, Мвар | Sмаксрi, МВА | |Sмаксрi|, МВА | Sпаврi, МВА | |Sпаврi|, МВА | |||||
12,5 | ; | +j | 12,5 | 25,3 | 19,50 | +j | 2,85 | 19,71 | ||||
25,8 | 2,4 | +j | 23,4 | 43,8 | 23,00 | +j | 5,08 | 23,56 | ||||
22,2 | 9,8 | +j | 12,4 | 26,1 | 27,00 | +j | 3,77 | 27,26 | ||||
11,4 | 2,4 | +j | 9,0 | 19,2 | 26,00 | +j | 6,34 | 26,76 | ||||
Рассчитываются потоки мощности для участков сети в максимальном и послеаварийном режимах в соответствии с формулами приведенными ниже. Результаты сводятся в таблицу 6.3.
Для разомкнутой сети:
Для сети с замкнутым контуром:
В послеаварийном режиме из строя выходит наиболее загруженный участок 01.
Таблица 6.3 — Расчет потокораспределения в электрической сети
Участок | lуч, км | Рмаксрi, МВт | Qмаксрi, Мвар | |Sмаксрi|, МВА | Рпаврi, МВт при выходе из строя уч-ка | Qпаврi, Мвар при выходе из строя уч-ка | |Sпаврimax|, МВА | |||
Сеть с замкнутым контуром | ||||||||||
44,9 | 26,36 | 52,07 | ; | ; | 48,27 | ; | ||||
37,1 | 21,72 | 42,99 | ; | 48,27 | ; | 95,15 | ||||
22,9 | 13,89 | 26,78 | 12,47 | 35,8 | 25,29 | |||||
14,1 | 9,51 | 17,01 | 35,87 | 12,4 | 69,05 | |||||
8,5 | 4,5 | 9,62 | 9,0 | 9,0 | 19,24 | |||||
Разомкнутая сеть | ||||||||||
18,5 | 11,7 | 21,89 | 23,4 | 43,78 | ||||||
17,9 | 34,93 | 35,8 | 69,87 | |||||||
6,24 | 12,65 | 12,47 | 25,29 | |||||||
8,5 | 4,5 | 9,62 | 19,24 | |||||||
7. Выбор трансформаторов на подстанциях
При питании потребителей 1 и 2 категории на подстанции устанавливаются 2 трансформатора, мощность которых выбирается по выражению:
(7.1)
где — максимальная нагрузка подстанции с учетом мощности компенсирующих устройств, МВА;
— коэффициент перегрузки.
Расчетные и каталожные данные по выбору трансформаторов приведены в таблице 7.1
Таблица 7.1 — Расчетные и каталожные данные по выбору трансформаторов
№ пст | Si, МВА | Siномтррасч, МВА | Sномтр, МВА | Кол-во тр-ров | Тип тр-ра | ±n*E0,% | Uкз, % | ДPкз, МВт | ДPхх, МВт | Iхх, % | Rтрi, Ом | Xтрi, Ом | UномннкВ | |
Разомкнутая сеть | ||||||||||||||
25,3 | 18,07 | ТРДНС-25 000/35 | ±8Ч1,5 | 9,5 | 0,115 | 0,025 | 0,5 | 0,25 | 5,1 | 6,3−6,3 | ||||
43,78 | 31,27 | ТРДН-40 000/110 | ±9Ч1,78 | 10,5 | 0,172 | 0,036 | 0,65 | 1,4 | 34,7 | 6,3/6,3 | ||||
26,13 | 18,66 | ТРДН-25 000/110 | ±9Ч1,78 | 10,5 | 0,120 | 0,027 | 0,7 | 2,54 | 55,9 | 6,3/6,5 | ||||
19,24 | 13,74 | ТДНС-16 000/35 | ±8Ч1,5 | 0,85 | 0,018 | 0,55 | 0,45 | 8,4 | 6,3−6,3 | |||||
Сеть с замкнутым контуром | ||||||||||||||
25,3 | 18,07 | ТРДН-25 000/110 | ±9Ч1,78 | 10,5 | 0,120 | 0,027 | 0,7 | 2,54 | 55,9 | 6,3/6,5 | ||||
43,78 | 31,27 | ТРДН-40 000/110 | ±9Ч1,78 | 10,5 | 0,172 | 0,036 | 0,65 | 1,4 | 34,7 | 6,3/6,3 | ||||
26,13 | 18,66 | ТРДН-25 000/110 | ±9Ч1,78 | 10,5 | 0,120 | 0,027 | 0,7 | 2,54 | 55,9 | 6,3/6,5 | ||||
19,24 | 13,74 | ТРДН-16 000/35 | ±8Ч1,5 | 0,85 | 0,018 | 0,55 | 0,45 | 8,4 | 6,3−6,3 | |||||
8. Выбор сечений проводов воздушных линий электропередачи
Для воздушных линий 110−220 кВ выбираются сталеалюминевые провода марки АС, а для прокладки линий используются железобетонные опоры [1,4].
Результаты выбора и проверки сечений проводов ВЛЭП сводятся в таблицы 8.1−8.2, при этом используются следующие формулы:
(8.1)
где — ток, протекающий по участку сети, в нормальном режиме, А;
— ток, протекающий по участку сети, в послеаварийном режиме, А.
Таблица 8.1 — Выбор сечений проводов воздушных ЛЭП
Участок | кол-во цепей n, шт. | Sмаксрi, МВА | |Sмакср| МВА | Iмакср, А | Марка-сечение провода Fi, мм2 | Iдоп, А | |||
Разомкнутая сеть | |||||||||
+j | 6,24 | 12,65 | 208,68 | АС-120 | |||||
8,5 | +j | 4,5 | 9,62 | 158,69 | АС-120 | ||||
+j | 17,9 | 34,93 | 183,33 | АС-120 | |||||
18,5 | +j | 11,7 | 21,89 | 114,89 | АС-120 | ||||
Сеть с замкнутым контуром | |||||||||
44,9 | +j | 26,39 | 52,08 | 273,36 | АС-185 | ||||
37,1 | +j | 21,72 | 42,99 | 225,64 | АС-185 | ||||
22,9 | +j | 13,89 | 46,78 | АС-120 | |||||
14,1 | +j | 9,51 | 17,01 | 89,28 | АС-120 | ||||
8,5 | +j | 4,5 | 9,62 | 158,69 | АС-120 | ||||
Таблица 8.2 — Проверка сечений проводов воздушных ЛЭП
Уч-ок | Iдоп, А | Sпав, МВА при выходе из строя участка | |Sпавр|, МВА при выходе из строя участка | Iпавр, А при выходе из строя участка | Iпаврmax А | Марка-сечение провода Fi, мм2 | ||||||||
Сеть с замкнутым контуром | ||||||||||||||
; | ; | ; | +j | 48,75 | ; | 95,4 | ; | 499,41 | 499,41 | АС-185/29 | ||||
+j | 48,27 | ; | ; | ; | 95,15 | ; | 499,41 | ; | 499,41 | АС-185/29 | ||||
+j | 12,47 | +j | 36,28 | 25,29 | 70,12 | 132,74 | 368,04 | 368,04 | АС-120/19 | |||||
+j | 35,87 | +j | 14,26 | 69,05 | 27,06 | 362,42 | 142,03 | 362,42 | АС-120/19 | |||||
+j | 9,0 | +j | 9,0 | 19,24 | 19,25 | 317,38 | 317,54 | 317,54 | АС-120/19 | |||||
Разомкнутая сеть | ||||||||||||||
+j | 12,47 | 25,29 | 417,18 | 417,18 | АС-150/29 | |||||||||
+j | 19,24 | 317,38 | 317,38 | АС-120/19 | ||||||||||
+j | 35,8 | 69,87 | 366,72 | 366,72 | АС-120/19 | |||||||||
+j | 23,4 | 47,78 | 229,79 | 229,79 | АС-120/19 | |||||||||
9. Составление схемы замещения электрической сети и определение ее параметров
Схема замещения радиально-магистральной сети представлена на рисунке 9.1; сеть, имеющая замкнутый контур — на рисунке 9.2.
Рисунок 9.1-Схема замещения радиально-магистральной сети
Рисунок 9.2 -Схема замещения сети, имеющей замкнутый контур.
Результаты расчета параметров схем замещения ВЛЭП и трансформаторов разомкнутой сети и сети, имеющей замкнутый контур, приведены в таблице 9.1−9.2
Параметры схем замещения элементов электрической сети определяются следующим образом.
— для ВЛЭП:
(9.1)
где n — количество цепей на участке.
— для трансформаторной подстанции:
(9.2)
где n — количество трансформаторов на подстанции.
Таблица 9.1 — Определение параметров схемы замещения воздушных ЛЭП
Участок сети | Кол-во цепей ЛЭП | Марка-сечение провода F, мм2 | Uном, кВ | lуч, км | r0, Ом/км | x0, Ом/км | b0*10-6, См/км | Rуч, Ом | Xуч, Ом | Qучс'= Qучс''Мвар | |
Разомкнутая сеть | |||||||||||
АС-180/19 | 0,249 | 0,427 | 2,66 | 1,992 | 3,416 | 0,52 | |||||
АС-150/24 | 0,198 | 0,420 | 2,7 | 2,178 | 4,62 | 0,72 | |||||
АС-120/19 | 0,249 | 0,414 | 1,619 | 2,691 | |||||||
АС-120/19 | 0,249 | 0,414 | 1,494 | 2,484 | |||||||
Сеть с замкнутым контуром | |||||||||||
АС-185/29 | 0,162 | 0,413 | 2,75 | 2,106 | 5,369 | 0,22 | |||||
АС-185/29 | 0,162 | 0,413 | 2,75 | 3,564 | 9,086 | 0,37 | |||||
АС-120/19 | 0,249 | 0,427 | 2,66 | 4,98 | 8,54 | 0,2 | |||||
АС-120/19 | 0,249 | 0,427 | 2,66 | 3,984 | 6,832 | 0,26 | |||||
АС-120/19 | 0,249 | 0,414 | 1,494 | 2,484 | |||||||
Таблица 9.2 — Определение параметров схем замещения трансформаторов подстанций
Номер п/ст | Кол-во трансф-ов, шт. | Тип трансформатора | Sномтр, МВА | ДPхх, МВт | Iхх, % | ДSст, МВА | Zтр=Rтр+jXтр Ом | |||||
Разомкнутая сеть | ||||||||||||
ТРДНС-25 000/35 | 0,025 | 0,5 | 0,05 | +j | 0,25 | 0,13 | +j | 2,55 | ||||
ТРДН-40 000/110 | 0,036 | 0,65 | 0,07 | +j | 0,52 | 0,7 | +j | 17,35 | ||||
ТРДН-25 000/110 | 0,027 | 0,7 | 0,05 | +j | 0,35 | 1,27 | +j | 27,95 | ||||
ТДНС-16 000/35 | 0,018 | 0,55 | 0,04 | +j | 0,18 | 0,23 | +j | 4,2 | ||||
Сеть с замкнутым контуром | ||||||||||||
ТРДН-25 000/110 | 0,027 | 0,7 | 0,05 | +j | 0,35 | 1,27 | +j | 27,95 | ||||
ТРДН-40 000/110 | 0,036 | 0,65 | 0,07 | +j | 0,52 | 0,7 | +j | 17,35 | ||||
ТРДН-25 000/110 | 0,027 | 0,7 | 0,05 | +j | 0,35 | 1,27 | +j | 27,95 | ||||
ТДНС-16 000/35 | 0,018 | 0,55 | 0,04 | +j | 0,18 | 0,23 | +j | 4,2 | ||||
10. Разработка схемы соединений
Схема электрических соединений разомкнутой сети приведена на рисунке 10.1, а для сети с замкнутым контуром на рисунке 10.2.
Рисунок 10.1 — Схема электрических соединений разомкнутой сети
Рисунок 10.2 — Схема электрических соединений сети с замкнутым контуром
11. Технико-экономическое обоснование окончательного варианта исполнения электрической сети
11.1 Определение капиталовложений на сооружение электрической сети
Расчеты по определению капиталовложений на сооружение воздушных ЛЭП и подстанций электрической сети приведены в таблице 11.1 — 11.2.
Таблица 11.1 — Капиталовложения на сооружение воздушных ЛЭП
Участок | lуч, км | Тип опор | Марка-сечение провода F, мм2 | С0ЛЭП, тыс.руб./км | КЛЭП=С0ЛЭПЧlуч, тыс.руб. | КЛЭПУ, тыс.руб. | КЛЭПУ, тыс.руб. | |
Разомкнутая сеть (вариант I) | ||||||||
Ж/бдвухцепные | АС-120/19 | 20,4 | 326,4 | 775,2 | 1214,2 | |||
Ж/бдвухцепные | АС-120/19 | 20,4 | 448,8 | |||||
Ж/бдвухцепные | АС-150/24 | 17,8 | 231,4 | |||||
Ж/бдвухцепные | АС-120/19 | 17,3 | 207,6 | |||||
Сеть с замкнутым контуром (вариант II) | ||||||||
Ж/бодноцепные | АС-185/29 | 13,8 | 179,4 | 954,6 | 1199,4 | |||
Ж/бодноцепные | АС-185/29 | 13,8 | 303,6 | |||||
Ж/бодноцепные | АС-120/19 | 13,1 | ||||||
Ж/бдвухцепные | АС-120/19 | 13,1 | 209,6 | |||||
Ж/бодноцепные | АС-120/19 | 20,4 | 244,8 | 244,8 | ||||
Таблица 11.2 — Капиталовложения на сооружение подстанций
Элемент сети | Стоимость | КП/СТУ, тыс.руб. | |||||||||||||
РЭС | п/ст1 | п/ст2 | п/ст3 | п/ст4 | |||||||||||
Разомкнутая сеть (вариант I) | |||||||||||||||
РУ на РЭС | х x | ; | ; | ; | ; | 1803.2 | |||||||||
ОРУ на подстанции | ; | ; | ; | ; | ; | ||||||||||
типовая схема | ; | 2*36+4*2.4 | 2*36+4*11.5 | 2*36+4*11,5 | 2*5.4+4*2.4 | ||||||||||
дополнительные выключатели | ; | ; | ; | ; | ; | ||||||||||
трансформаторы | ; | x | x | x | x | 61.2 | |||||||||
БК | ; | ; | x | x | x | ||||||||||
постоянная часть затрат | ; | ||||||||||||||
Итого | 279.4 | 265.8 | |||||||||||||
Сеть с замкнутым контуром (вариант II) | |||||||||||||||
РУ на РЭС | x | ; | ; | ; | ; | 2001.8 | |||||||||
ОРУ на подстанции | ; | ; | ; | ; | ; | ||||||||||
типовая схема | ; | 2*36+4*11,5 | ; | ; | 2*5.4+4*2.4 | ||||||||||
дополнительные выключатели | ; | ; | ; | ; | ; | ||||||||||
трансформаторы | ; | x | x | x | x | ||||||||||
БК | ; | x | x | x | x | ||||||||||
постоянная часть затрат | ; | ||||||||||||||
Итого | |||||||||||||||
11.2 Определение ежегодных издержек на эксплуатацию электрической сети
Определяются технико-экономические показатели:
;
алэп=2,4%, ап/ст=6,4%, орлэп=0,4%, орп/ст=3,0%.
;.; Tґ=/max=/kм2
Результаты расчетов сведены в таблицу 11.3.
Определяются потери электроэнергии в трансформаторах, зависящие и независящие от нагрузки. Данные сводятся в таблицу 11.4.
Определяются потери электроэнергии в воздушных ЛЭП, зависящие и независящие от нагрузки. Данные сводятся в таблицу 11.5.
Определяются потери электроэнергии в батареях конденсаторов, зависящие и независящие от нагрузки. Данные сводятся в таблицу 11.6.
Таблица 11.3 — Технико-экономические показатели
Показатели | Вариант исполнения электрической сети: | ||||
Разомкнутая сеть | Сеть с замкнутым контуром | ||||
110 кВ | 35 кВ | 110кВ | 35кВ | ||
Капиталовложения, Ксети, тыс.руб. | 2259,84 | 1181,04 | 3070,32 | 612,72 | |
Отчисления на амортизацию Иа, тыс.руб. | 107,42 | 54,52 | 150,68 | 27,46 | |
Отчисления на обслуживание и ремонт Иор, тыс.руб. | 43,61 | 21,73 | 62,33 | 10,74 | |
Число часов использования максимума нагрузки Tм, ч | 4656,14 | 4199,73 | 4706,03 | 3368,42 | |
Время максимальных потерь ф, час | 3045,37 | 2592,14 | 3097,12 | 1860,41 | |
Годовое число часов использования максимума нагрузки T’м, ч | 3374,37 | 2872,18 | 3431,71 | 2061,4 | |
Годовое число часов использования максимума нагрузки T''м, ч | |||||
Стоимость 1 МВтЧч потерь электроэнергии З’э, тыс.руб./(МВтЧч) | 1,44*10-2 | 1,5*10-2 | 1,4*10-2 | 1,75*10-2 | |
Стоимость 1 МВтЧч потерь электроэнергии З''э, тыс.руб./(МВтЧч) | 1,2*10-2 | 1,2*10-2 | 1,2*10-2 | 1,2*10-2 | |
Таблица 11.4 — Потери электроэнергии в трансформаторах
№ П/ст | Кол-во тр-ров n, шт. | |Sнагрi|, МВ· А | Sномтрi, МВА | ДPкз, МВт | ф, час | ДWтрiґ, МВтЧч | ДWтрУґ, МВтЧч | ДPхх, МВт | T, ч | ДWтрiґґ, МВтЧч | ДWтрУґґ, МВтЧч | |
Разомкнутая сеть | ||||||||||||
25,3 | 0,115 | 2862,47 | 0,025 | |||||||||
19,24 | 0,085 | 0,018 | ||||||||||
43,78 | 0,172 | 0,036 | ||||||||||
26,13 | 0,120 | 0,027 | ||||||||||
Сеть с замкнутым контуром | ||||||||||||
25,3 | 0,120 | 2862,47 | 0,027 | |||||||||
43,78 | 0,172 | 0,036 | ||||||||||
26,13 | 0,120 | 0,027 | ||||||||||
19,24 | 0,085 | 0,018 | ||||||||||
;
Таблица 11.5 — Потери электроэнергии в воздушных ЛЭП
Участок сети | Кол-во цепей ЛЭП | |Sмакср| МВА | Uном, кВ | Rлэпi, Ом | ф, час | ДWлэпiґ, МВтЧч | ДWлэпУґ, МВтЧч | ДWлэпiґґ, МВтЧч | ДWлэпУґґ, МВтЧч | |
Разомкнутая сеть | ||||||||||
12,65 | 1,619 | 2862,47 | ||||||||
9,62 | 1,494 | |||||||||
34,93 | 2,178 | |||||||||
21,89 | 1,992 | |||||||||
Сеть с замкнутым контуром | ||||||||||
52,08 | 2,106 | 2862,47 | ||||||||
42,99 | 3,564 | |||||||||
26,78 | 4,98 | |||||||||
17,01 | 3,984 | |||||||||
9,62 | 1,494 | |||||||||
Таблица 11.6 — Потери электроэнергии в батареях конденсаторов
Номер п/ст | ДWбкi', МВт ч | ДWбк?', МВт ч | Qбкi, Мвар | Тбк, ч | ДWбкi," МВт ч | ДWбк?," МВт ч | |
Разомкнутая сеть | |||||||
; | ; | 50,4 | |||||
2,4 | 50,4 | ||||||
2,4 | 50,4 | 256,2 | |||||
9,8 | 205,8 | ||||||
Сеть с замкнутым контуром | |||||||
; | ; | 256,2 | |||||
2,4 | 50,4 | ||||||
9,8 | 205,8 | ||||||
2,4 | 50,4 | 50,4 | |||||
11.3 Определение окончательного варианта исполнения электрической сети
Окончательный вариант исполнения сети выбирается исходя из следующих показателей:
;
;;
Данные технико-экономического расчёта методом приведённых затрат сводятся в таблицу 11.7.
Таблица 11.7 — Основные технико-экономические показатели для предварительно выбранных вариантов исполнения электрической сети
Показатели | Вариант исполнения электрической сети | ||||
Разомкнутая сеть | Сеть с замкнутым контуром | ||||
110 кВ | 35 кВ | 110 кВ | 35 кВ | ||
Капиталовложения, Ксети, тыс.руб. | 2259,84 | 1181,04 | 3070,32 | ||
Потери электроэнергии ДWґ, МВтЧч | |||||
Потери электроэнергии ДWґґ, МВтЧч | 803,4 | 1360,2 | 1833,2 | 365,4 | |
Затраты на возмещение потерь электроэнергии, Зпот, тыс.руб. | 68,09 | 74,84 | 87,6 | 30,08 | |
Ежегодные эксплуатационные издержки Исети, тыс.руб. | 219,12 | 151,09 | 300,61 | 68,28 | |
Приведенные затраты Зпр, тыс.руб. | 783,12 | 810,86 | |||
Относительная разность приведенных затрат рассматриваемых вариантов DЗпр, % | 3,54% | ||||
Поскольку относительная разность приведенных затрат меньше 5%, то оба варианта сети являются равноэкономичными. В связи с этим окончательный вариант выбирается по следующим критериям: удобство эксплуатации, оперативная гибкость, надежность. Всем вышеприведенным параметрам соответствует вариант сети с замкнутым контуром, именно его мы и принимаем к исполнению.
12. Уточненный расчет компенсирующих устройств в электрической сети
электрическая сеть напряжение трансформатор
При минимальном режиме из-за снижения нагрузки можно отключить один из двух трансформаторов на двух трансформаторных подстанциях, если выполняется следующее условие:
12.1 Определение нескомпенсированной реактивной нагрузки
Расчет потерь в стали и в меди для трансформаторов представлен в таблице12.1.
Таблица 12.1 — Расчет потерь в стали и в меди для трансформаторов
№ пст | Максимальный и послеаварийный режим | Минимальный режим | |||||||||||
Кол-во тр-ров | ДPсттрi, МВт | ДQсттрi, Мвар | ДPмаксрмтрi МВт | ДPпаврмтрi МВт | ДQмаксрмтрi МВт | ДQпаврмтрi МВт | Кол-во тр-ров | ДPсттрi, МВт | ДQсттрi, Мвар | ДPмтрi, МВт | ДQмтрi, МВт | ||
0,054 | 0,35 | 0,062 | 0,062 | 1,344 | 1,344 | 0,027 | 0,175 | 0,044 | 0,968 | ||||
0,072 | 0,52 | 0,103 | 0,103 | 2,516 | 2,516 | 0,036 | 0,260 | 0,074 | 1,812 | ||||
0,054 | 0,35 | 0,066 | 0,066 | 1,434 | 1,434 | 0,027 | 0,175 | 0,047 | 1,033 | ||||
0,036 | 0,176 | 0,062 | 0,062 | 1,157 | 1,157 | 0,018 | 0,088 | 0,044 | 0,832 | ||||
Определение расчетных нагрузок без учета компенсирующих устройств производится по следующей формуле:
Результаты расчетов приведены в таблице 12.2
Таблица 12.2 — Расчет расчетных нагрузок
№ пст | Рнагрi, МВт | Qнагрi,Мвар | ДPтрi, МВт | ДQтрi, Мвар | QсУ, Мвар | Sрi, МВА | |||
Максимальный режим | |||||||||
12,5 | 0,116 | 1,964 | 0,22+0,32=0,54 | 22,116 | +j | 13,654 | |||
25,8 | 0,175 | 3,036 | 0,32+0,26=0,58 | 37,175 | +j | 28,256 | |||
22,2 | 0,120 | 1,784 | 0,26+0,37=0,63 | 23,120 | +j | 23,354 | |||
11,4 | 0,098 | 1,333 | 17,098 | +j | 12,733 | ||||
Минимальный режим | |||||||||
13,2 | 7,5 | 0,071 | 1,143 | 0,22+0,32=0,54 | 13,271 | +j | 8,103 | ||
22,2 | 15,5 | 0,110 | 2,072 | 0,32+0,26=0,58 | 22,310 | +j | 16,992 | ||
13,8 | 13,3 | 0,071 | 1,208 | 0,26+0,37=0,63 | 13,871 | +j | 13,878 | ||
10,2 | 6,8 | 0,062 | 0,920 | 10,262 | +j | 7,720 | |||
Послеаварийный режим | |||||||||
12,5 | 0,116 | 1,694 | 0,22+0,32=0,54 | 22,116 | +j | 13,654 | |||
25,8 | 0,175 | 3,036 | 0,32+0,26=0,58 | 37,175 | +j | 28,256 | |||
22,2 | 0,120 | 1,784 | 0,26+0,37=0,63 | 23,120 | +j | 23,354 | |||
11,4 | 0,098 | 1,333 | 17,098 | +j | 12,733 | ||||
Определяются перетоки мощности без учета компенсирующих устройств. Для максимального и минимального режимов:
Для послеаварийного режима:
Результаты расчетов сводятся в таблицу 12.3.
Таблица 12.3 — Расчет перетоков мощности
Уч-ок | Sучi, МВА | |||||||||
Максимальный режим | Минимальный режим | Послеаварийный режим | ||||||||
44,21 | +j | 33,62 | 26,49 | +j | 20,06 | ; | ||||
38,22 | +j | 31,65 | 22,88 | +j | 18,97 | 82,41 | +j | 65,26 | ||
22,09 | +j | 19,97 | 13,22 | +j | 11,96 | 22,12 | +j | 13,65 | ||
15,09 | +j | 8,29 | 9,09 | +j | 5,03 | 59,29 | +j | 41,91 | ||
8,55 | +j | 6,37 | 5,13 | +j | 3,86 | 17,10 | +j | 12,73 | ||
В таблице 12.4 приведены результаты расчета нескомпенсированной реактивной нагрузки для максимального, минимального и послеаварийного режимов.
Таблица12.4 — Результаты расчета нескомпенсированной реактивной нагрузки
№ пст | Режим работы | ||||||||||||
максимальный | минимальный | послеаварийный | |||||||||||
Qнагрi, Мвар | ДQтрi, Мвар | QнескпстiМвар | QнескпстУМвар | Qнагрi Мвар | Qнескпстi Мвар | QнескпстУ Мвар | Qнагрi Мвар | ДQтрi Мвар | Qнескпстi Мвар | QнескпстУ Мвар | |||
12,5 | 1,694 | 14,194 | 67,014 | 7,5 | 1,143 | 8,643 | 40,723 | 12,5 | 1,694 | 14,194 | 67,014 | ||
25,8 | 3,036 | 28,836 | 15,5 | 2,072 | 17,572 | 25,8 | 3,036 | 28,836 | |||||
22,2 | 1,784 | 23,984 | 13,3 | 1,208 | 14,508 | 22,2 | 1,784 | 23,984 | |||||
11,4 | 1,333 | 12,733 | 12,733 | 6,8 | 0,920 | 7,720 | 7,720 | 11,4 | 1,333 | 12,733 | 12,733 | ||
12.2 Определение суммарной реактивной мощности компенсирующих устройств на основании точного расчета мощностей
В таблицах 12.5, 12.6 приведены результаты расчета точного баланса активной и реактивной мощности.
Таблица 12.5 — Результаты расчета точного баланса активной мощности
Уч-ок | Uном, кВ | |Sучi|, МВА | ДPуч, МВт | Pнагрi, МВт | Rуч, Ом | ДPтрi, МВт | ДPтрУ, МВт | ДPлэпУ, МВт | PнагрУ, МВт | Pсети, МВт | |
Максимальный режим | |||||||||||
55,54 | 0,537 | 2,106 | 0,116 | 0,411 | 1,725 | 88,24 | |||||
49,62 | 0,725 | 3,564 | 0,120 | ||||||||
29,78 | 0,365 | 4,980 | 0,175 | ||||||||
17,22 | 0,098 | ; | 3,984 | ; | |||||||
10,66 | 0,554 | 1,494 | 0,098 | 0,098 | 0,554 | 18,5 | |||||
Минимальный режим | |||||||||||
33,23 | 0,192 | 13,2 | 2,106 | 0,071 | 0,252 | 0,619 | 49,2 | 52,53 | |||
29,72 | 0,260 | 13,8 | 3,564 | 0,071 | |||||||
17,83 | 0,131 | 22,2 | 4,980 | 0,110 | |||||||
10,39 | 0,036 | ; | 3,984 | ; | |||||||
6,42 | 0,201 | 10,2 | 1,494 | 0,062 | 0,062 | 0,201 | 10,2 | 10,97 | |||
Послеаварийный режим | |||||||||||
105,12 | 3,255 | 3,564 | 0,120 | 0,411 | 5,269 | 91,78 | |||||
25,99 | 0,278 | 4,980 | 0,116 | ||||||||
72,61 | 1,736 | 3,984 | 0,175 | ||||||||
21,32 | 1,109 | 2,988 | 0,098 | 0,098 | 1,109 | 19,06 | |||||
Таблица 12.6 — Результаты расчета точного баланса реактивной мощности
Уч-ок | Uном, кВ | |Sучi|, МВА | ДQуч, Мвар | Qнагрi, Мвар | Xуч, Ом | ДQтрi, Мвар | ДQтрУ, Мвар | QcУ, Мвар | ДQлэпУ, Мвар | QнагрУ, Мвар | Qсети, Мвар | Qку, Мвар | Qип, Мвар | |
Максимальный режим | ||||||||||||||
55,54 | 1,369 | 12,5 | 5,369 | 1,694 | 6,514 | 2,34 | 4,011 | 60,5 | 71,71 | 10,118 | 61,592 | |||
49,62 | 1,849 | 22,2 | 9,086 | 1,784 | ||||||||||
29,78 | 0,626 | 25,8 | 8,540 | 3,036 | ||||||||||
17,22 | 0,167 | ; | 6,832 | ; | ||||||||||
10,66 | 0,922 | 11,4 | 2,484 | 1,333 | 1,333 | 0,922 | 11,4 | 14,225 | 1,312 | 12,913 | ||||
Минимальный режим | ||||||||||||||
33,23 | 0,490 | 7,5 | 5,369 | 1,143 | 3,494 | 2,34 | 1,43 | 36,3 | 40,699 | 4,032 | 36,666 | |||
29,72 | 0,663 | 13,32 | 9,086 | 1,208 | ||||||||||
17,83 | 0,224 | 15,48 | 8,540 | 2,072 | ||||||||||
10,39 | 0,061 | ; | 6,832 | ; | ||||||||||
6,42 | 0,334 | 6,84 | 2,484 | 0,920 | 0,92 | 0,334 | 6,84 | 8,436 | 0,779 | 7,657 | ||||
Послеаварийный режим | ||||||||||||||
105,12 | 8,298 | 22,2 | 9,086 | 1,784 | 6,514 | 1,9 | 11,752 | 60,5 | 79,891 | 15,828 | 64,063 | |||
25,99 | 0,477 | 12,5 | 8,540 | 1,694 | ||||||||||
72,61 | 2,977 | 25,8 | 6,832 | 3,036 | ||||||||||
21,32 | 1,843 | 11,4 | 4,968 | 1,333 | 1,333 | 1,843 | 11,4 | 15,146 | 1,842 | 13,304 | ||||
12.3 Расчет суммарных мощностей компенсирующих устройств
Суммарная мощность компенсирующих устройств распределяется по подстанциям пропорционально их нескомпенсированным нагрузкам. В таблице 12.7 приведен расчет суммарных мощностей компенсирующих устройств.
Таблица 12.7 — Расчет суммарных мощностей КУ
№ пст | Максимальный режим | Минимальный режим | Послеаварийный режим | ||||||||||
QнескпстiМвар | QнескпстУМвар | Qку, Мвар | Qкуi, Мвар | QнескпстiМвар | QнескпстУМвар | Qку, Мвар | Qкуi, Мвар | QнескпстiМвар | QнескпстУМвар | Qку, Мвар | Qкуi, Мвар | ||
14,194 | 67,014 | 10,118 | 2,143 | 8,643 | 40,723 | 4,034 | 0,856 | 14,194 | 67,014 | 15,828 | 3,353 | ||
28,836 | 4,354 | 17,572 | 1,740 | 28,836 | 6,811 | ||||||||
23,984 | 3,621 | 14,508 | 1,436 | 23,984 | 5,665 | ||||||||
12,733 | 12,733 | 1,312 | 1,312 | 7,720 | 7,72 | 0,779 | 0,779 | 12,733 | 12,733 | 1,842 | 1,842 | ||
Определение необходимого количества и мощности батарей конденсаторов по подстанциям для компенсации реактивной мощности приведено в таблице12.8.
Таблица 12.8 — Распределение КУ по подстанциям для различных режимов работы электрической сети
№ пст | Uном, кВ | Тип конденсаторов | Кол — во батарей конденсаторов nбк, шт. | Мощность, выдаваемая батареей Qбк, Мвар | Мощность, выдаваемая КУ Qстку=nбк x Qбк, Мвар | |
Максимальный режим | ||||||
КС2−1,05−60 | 2,4 | 2,4 | ||||
КС2−1,05−60 | 2,4 | 4,8 | ||||
КС2−1,05−60 | 2,4 | 4,8 | ||||
КС2−1,05−60 | 2,4 | 2,4 | ||||
Минимальный режим | ||||||
КС2−1,05−60 | 2,4 | 2,4 | ||||
КС2−1,05−60 | 2,4 | 2,4 | ||||
КС2−1,05−60 | 2,4 | 2,4 | ||||
КС2−1,05−60 | 2,4 | 2,4 | ||||
Послеаварийный режим | ||||||
КС2−1,05−60 | 2,4 | 4,8 | ||||
КС2−1,05−60 | 2,4 | 7,2 | ||||
КС2−1,05−60 | 2,4 | 4,8 | ||||
КС2−1,05−60 | 2,4 | 2,4 | ||||
12.4 Корректировка нагрузки
Результаты корректировки нагрузки сводятся в таблицу 12.9.
Таблица 12.9 — Расчет уточненных мощностей нагрузок на подстанциях
№ пст | Si, МВА | |||||||||
Максимальный режим | Минимальный режим | Послеаварийный режим | ||||||||
+j | 10,1 | 13,2 | +j | 5,1 | +j | 7,7 | ||||
+j | 22,2 | +j | 13,1 | +j | 18,6 | |||||
+j | 17,4 | 13,8 | +j | 10,9 | +j | 17,4 | ||||
+j | 10,2 | +j | 4,4 | +j | ||||||
13. Точный электрический расчет установившихся режимов работы электрической сети
Расчет потерь в стали и в меди для трансформаторов представлен в таблице13.1.
Таблица 13.1 — Расчет потерь в стали и в меди для трансформаторов
№ пст | Максимальный и послеаварийный режим | Минимальный режим | |||||||||||
Кол-во тр-ров | ДPсттрi, МВт | ДQсттрi, Мвар | ДPмаксрмтрi МВт | ДPпаврмтрi МВт | ДQмаксрмтрi МВт | ДQпаврмтрi МВт | Кол-во тр-ров | ДPсттрi, МВт | ДQсттрi, Мвар | ДPмтрi, МВт | ДQмтрi, МВт | ||
0,054 | 0,350 | 0,056 | 0,052 | 1,231 | 1,141 | 0,027 | 0,175 | 0,038 | 0,421 | ||||
0,072 | 0,520 | 0,097 | 0,092 | 2,375 | 2,251 | 0,036 | 0,260 | 0,072 | 0,872 | ||||
0,054 | 0,350 | 0,080 | 0,080 | 1,747 | 1,747 | 0,023 | 0,175 | 0,059 | 0,650 | ||||
0,036 | 0,176 | 0,062 | 0,062 | 1,157 | 1,157 | 0,018 | 0,088 | 0,041 | 0,386 | ||||
Схема замещения сети для заданного режима работы приведена на рисунке 13.1.
а)
б)
Рисунок 13.1 — Схема замещения сети имеющей замкнутый контур:
а) для максимального и минимального режимов;
б) для послеаварийного режима
Определение расчетных нагрузок производится по следующей формуле:
.
Результаты расчетов приведены в таблице 13.2
Таблица 13.2 — Расчет расчетных нагрузок
№пст | Рнагрi, МВт | Qнагрi,Мвар | ДPтрi, МВт | ДQтрi, Мвар | QсУ, Мвар | Sрi, МВА | |||
Максимальный режим | |||||||||
10,1 | 0,110 | 1,581 | 0,54 | 22,11 | +j | 11,14 | |||
0,169 | 2,895 | 0,58 | 37,17 | +j | 23,32 | ||||
17,4 | 0,134 | 2,097 | 0,63 | 23,13 | +j | 18,87 | |||
0,098 | 1,333 | 17,10 | +j | 10,33 | |||||
Минимальный режим | |||||||||
13,2 | 5,1 | 0,065 | 0,596 | 0,54 | 13,27 | +j | 5,16 | ||
22,2 | 13,1 | 0,108 | 1,132 | 0,58 | 22,31 | +j | 13,65 | ||
13,8 | 10,9 | 0,082 | 0,825 | 0,63 | 13,88 | +j | 11,10 | ||
10,2 | 4,4 | 0,059 | 0,474 | 10,26 | +j | 4,87 | |||
Послеаварийный режим | |||||||||
7,7 | 0,106 | 1,491 | 0,54 | 22,11 | +j | 8,65 | |||
18,6 | 0,164 | 2,771 | 0,58 | 37,16 | +j | 20,79 | |||
17,4 | 0,134 | 2,097 | 0,63 | 23,13 | +j | 18,87 | |||
0,098 | 1,333 | 17,10 | +j | 10,33 | |||||
Производится приближенный расчет потокораспределения. Результаты расчетов сводятся в таблицу 13.3.
Для максимального и минимального режимов:
Для послеаварийного режима:
Таблица 13.3 — Расчет перетоков мощности
Участок | Sучi, МВА | |||||||||
Максимальный режим | Минимальный режим | Послеаварийный режим | ||||||||
38,04 | +j | 8,96 | 22,90 | +j | 5,42 | ; | ; | ; | ||
11,92 | +j | 3,89 | 7,23 | +j | 1,67 | 19,592 | +j | 4,455 | ||
15,20 | +j | 1,25 | 9,08 | +j | 4,66 | 42,699 | +j | 10,580 | ||
13,06 | +j | 1,76 | 7,837 | +j | 0,964 | 26,120 | +j | 3,925 | ||
38,31 | +j | 7,38 | 22,926 | +j | 5,937 | 69,829 | +j | 19,844 | ||
Учитывая расчетные нагрузки и потокораспределение, схема замещения примет вид, изображенный на рисунке 13.3.
Определение мощности в начале и конце участков.
Для максимального и минимального режимов:
Для послеаварийного режима:
а)
б)
Рисунок 13.2 — Упрощенная схема замещения сети:
а) для максимального и минимального режима;
б) для послеаварийного режима
Результаты расчетов сведены в таблицу 13.4
Таблица 13.4- Определение мощности в начале и конце участков сети
Уч-ок | S’уч, МВА | S" уч, МВА | Uном, кВ | Qcуч, Мвар | Rуч, Ом | Xуч, Ом | |||||
Максимальный режим | |||||||||||
39,021 | +j | 11,519 | 38,311 | +j | 9,403 | 0,281 | 1,98 | 6,68 | |||
12,191 | +j | 4,328 | 11,943 | +j | 3,886 | 0,241 | 2,35 | 5,99 | |||
15,517 | +j | 1,822 | 15,202 | +j | 1,253 | 0,233 | 2,27 | 5,78 | |||
26,865 | +j | 3,829 | 26,120 | +j | 3,523 | 0,805 | 3,11 | 5,34 | |||
39,398 | +j | 8,884 | 38,624 | +j | 7,947 | 0,306 | 2,16 | 7,29 | |||
Минимальный режим | |||||||||||
23,489 | +j | 6,475 | 23,062 | +j | 5,548 | 0,281 | 1,98 | 6,68 | |||
7,386 | +j | 1,831 | 7,228 | +j | 1,669 | 0,241 | 2,35 | 5,99 | |||
9,293 | +j | 4,967 | 9,082 | +j | 4,664 | 0,233 | 2,27 | 5,78 | |||
16,121 | +j | 2,039 | 15,674 | +j | 1,929 | 0,805 | 3,11 | 5,34 | |||
23,627 | +j | 6,587 | 23,156 | +j | 6,241 | 0,306 | 2,16 | 7,29 | |||
Послеаварийный режим | |||||||||||
20,021 | +j | 5,308 | 19,592 | +j | 4,455 | 0,241 | 2,35 | 5,99 | |||
44,048 | +j | 13,545 | 43,128 | +j | 11,433 | 0,233 | 2,27 | 5,78 | |||
27,614 | +j | 4,541 | 26,120 | +j | 3,925 | 0,402 | 6,23 | 10,68 | |||
72,645 | +j | 26,174 | 71,178 | +j | 22,808 | 0,306 | 2,16 | 7,29 | |||
Определение напряжения в узлах сети. Результаты расчетов сведены в таблицу 13.5.
Для максимального и минимального режимов.
Для послеаварийного режима.
Таблица 13.5 — Определение напряжения в узлах сети
№ узла | Напряжение в узле Ui, кВ | |||
Максимальный режим | Минимальный режим | Послеаварийный режим | ||
115,5 | ||||
120,549 | 115,255 | 119,527 | ||
119,686 | 114,725 | 117,683 | ||
120,622 | 115,069 | 114,729 | ||
119,725 | 114,707 | 120,349 | ||
14. Выбор устройств регулирования напряжения в электрической сети
Расчеты по выбору устройств регулирования напряжения в электрической сети сведены в таблицу 14.1. Расчет ведется согласно следующим формулам:
Таблица 14.1 — Выбор устройств регулирования напряжения в сети
№ пст | Pпстi, МВт | Qпстi, Мвар | Rтрi, Ом | Xтрi, Ом | Ui, кВ | ДUтрi, кВ | Uжелннпстi, кВ | Uтр ном нн, кВ | Uтр ном вн, кВ | n | UтротвствнкВ | UтротвстннкВ | |
Максимальный режим | |||||||||||||
26,00 | 3,80 | 2,54 | 55,9 | 120,549 | 2,309 | 11,025 | 10,5 | — 1 | 112,95 | 10,992 | |||
23,00 | 5,08 | 2,54 | 55,9 | 119,7686 | 2,863 | 11,025 | 10,5 | — 2 | 110,91 | 11,060 | |||
27,00 | 3,77 | 2,54 | 55,9 | 120,622 | 2,315 | 11,025 | 10,5 | — 1 | 112,95 | 10,998 | |||
26,00 | 2,54 | 2,54 | 55,9 | 119,725 | 1,740 | 11,025 | 10,5 | — 1 | 112,95 | 10,968 | |||
Минимальный режим | |||||||||||||
15,6 | 3,04 | 2,54 | 55,9 | 115,255 | 1,82 | 10,5 | 10,5 | — 1 | 112,95 | 10,545 | |||
13,8 | 0,77 | 2,54 | 55,9 | 114,725 | 0,68 | 10,5 | 10,5 | 115,00 | 10,413 | ||||
16,2 | 5,30 | 2,54 | 55,9 | 115,069 | 2,93 | 10,5 | 10,5 | — 1 | 112,95 | 10,424 | |||
15,6 | 1,53 | 2,54 | 55,9 | 114,707 | 1,09 | 10,5 | 10,5 | — 1 | 112,95 | 10,562 | |||
Послеаварийный режим | |||||||||||||
19,50 | 3,80 | 2,54 | 55,9 | 119,527 | 2,19 | 11,025 | 10,5 | — 2 | 110,91 | 11,109 | |||
23,00 | 5,08 | 2,54 | 55,9 | 117,683 | 2,91 | 11,025 | 10,5 | — 3 | 108,86 | 11,070 | |||
27,00 | 7,57 | 2,54 | 55,9 | 114,729 | 4,29 | 11,025 | 10,5 | — 5 | 104,77 | 11,069 | |||
26,00 | 2,54 | 2,54 | 55,9 | 120,349 | 1,73 | 11,025 | 10,5 | — 1 | 112,95 | 11,027 | |||
Сравнение действительных значений напряжений на низкой стороне приведено в таблице 14.2.
Таблица 14.2 — Сравнение действительных значений напряжений на низкой стороне
№ пст | Максимальный режим, кВ | Минимальный режим, кВ | Послеаварийный режим, кВ | |||||||
Uтротвстнн | Uжелннпстi | |Uтротвстнн-Uжелннпстi| | Uтротвстнн | Uжелннпстi | |Uтротвстнн-Uжелннпстi| | Uтротвстнн | Uжелннпстi | |Uтротвстнн-Uжелннпстi| | ||
10,992 | 11,025 | 0,032 | 10,545 | 10,5 | 0,045 | 11,109 | 11,025 | 0,084 | ||
11,060 | 11,025 | 0,037 | 10,413 | 10,5 | 0,087 | 11,070 | 11,025 | 0,045 | ||
10,998 | 11,025 | 0,027 | 10,424 | 10,5 | 0,076 | 11,069 | 11,025 | 0,044 | ||
10,968 | 11,025 | 0,057 | 10,562 | 10,5 | 0,062 | 11,027 | 11,025 | 0,002 | ||
; - для U=11кВ;
— для U=10кВ;- для U=6кВ;
Так как все условия выполняются, то выбор ответвлений трансформаторов на подстанциях произведен правильно.
Список использованных источников
1. Ершевич, В. В. Справочник по проектированию электроэнергетических систем [Текст] / В. В. Ершевич, А. Н. Зейлигер, Г. А. Илларионов [и др.]; под ред. С. С. Рокотяна и И. М. Шапиро. — 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Энергоатомиздат, 1985. — 352 с.
2. Гутов, И. А. Проектирование районной электрической сети [Текст]. В 3 ч. Ч. 1 и Ч. 2. Выбор варианта исполнения электрической сети и электрооборудования: метод. указания к курсовому проекту по дисциплине «Электрические сети» для студентов специальности 140 211 «Электроснабжение» / И. А. Гутов. — Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2010. — 71 с.
3. Гутов, И. А. Проектирование районной электрической сети [Текст]. В 3 ч. Ч 3. Расчеты установившихся режимов работы электрических сетей: методические указания к курсовому проекту по дисциплине «Электрические сети» для студентов специальности 140 211 «Электроснабжение» / И. А. Гутов. — Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2010. — 44 с.
4. Гутов, И. А. Электрические сети [Текст]: задания к курсовому проектированию для студентов специальности 140 211 «Электроснабжение (по отраслям)». — Барнаул.: Изд-во АлтГТУ, 2010. — 11 с.: ил.