Электрическая сеть промышленного района

τ- время потерь, ч.

                                                        τ=(0,124+Tнб·10^-4)²·8760                                  (7.9)

 

τ= (0,124+5300·10^-4)²·8760=3747,4 ч.    

 

τ= (0,124+3500·10^-4)²·8760=1968,6 ч.    

 

 

Вводим параметры линий  и трансформаторов в ЭВМ. Затем  производим расчет нормальных режимов наибольших нагрузок для двух вариантов сети и берем результаты расчета.

Для варианта №5:

 

DP_н1å =1,496 МВт,

ΔW_н=1,496·3747,4 =5606,1 МВт·ч.

 

 

 

 

DP_н2å =0,088 МВт,

ΔW_н=0,088·1968,6 =173,2 МВт·ч.

 

ΔW_н=5606,1+173,2=5779,3

 

п

Для варианта №2:

 

DP_н2å =1,756   МВт,

 

ΔW_н=1,756 ·3638,7 =6389,5 МВт·ч.

 

Стоимость 1 МВт·ч потерь электроэнергии холостого хода и нагрузочных потерь соответственно, тыс. р., определяются по [4, стр. 317, рис 8.1]:

 

β _н=2,1·10^-2 у.е./кВт·ч =21 .уе./МВт·ч;

 

β ₀=1,2·10^-2 у.е./кВт·ч =12.уе./МВт·ч.

 

Для варианта №5: 

З=р_л·К_л+р_п·К_п+ΔW₀·β₀+ΔW_н·β_н ,

 

З=0,148*3051,78·10³+0,214*3022,3·10³+2014,8 *12+5779,3 *21=1243981.5 у.е.

 

Для варианта №2:

З=р_л·К_л+р_п·К_п+ΔW₀·β₀+ΔW_н·β_н ,

 

З=0,148*2759,43·10³+0,214*2917,3·10³+2014,8 *12+6389,5*21=1191044,9 у.е.

 

Из выполненных расчетов можно сделать вывод, что выбранные варианты сети имеют практически одинаковые приведенные затраты (разница – около 50000 у.е.), то есть оба варианта равнозначны. Для дальнейшего рассмотрения выберем вариант №2, так как он дешевле.

8. Электрические расчеты характерных режимов сети: нормальных режимов наибольших и наименьших нагрузок,  
наиболее тяжелых послеаварийных режимов.

 

Целью электрического расчёта  сети является определение параметров режимов и получение необходимых  данных для решения вопросов регулирования напряжения.

В электрический расчёт входят распределение активных и  реактивных мощностей по линиям сети, вычисление потерь активной и реактивной мощностей в сети, расчёт напряжения на шинах потребительских подстанций в основных нормальных и послеаварийных режимах. Расчёт  начинается с составления схемы замещения электрической сети (линии замещаются П-образной схемой замещения, а трансформаторы Г-образной) и определения её параметров. Для каждой линии рассчитывается активное и реактивное сопротивление и емкостная проводимость (для линий с номинальным напряжением выше 110 кВ). Для трансформаторов подстанций находится активное и реактивное сопротивления.

Расчёт максимального  режима производится вручную, минимального и послеаварийного режимов - на ЭВМ с помощью учебной программы RASTR.

Максимальный  режим - это режим сети, при котором  включены все нагрузки  на максимальную мощность.

Минимальный режим –  это режим работы не менее половины всех нагрузок. В нашем случае P_НМ=0,6Р_НБ при напряжении равном номинальному (110 кВ).

Послеаварийный режим - это режим работы системы при  отключении наиболее нагруженной линии  в максимальном режиме. В нашем случае отключается линия 4 – 1. Напряжение не должно выходить за пределы (0,9÷1,1)U_ном.

 

8.1 Режим наибольших нагрузок.

 

Для расчета режима сети необходимо составить ее схему замещения  и рассчитать параметры элементов данной схемы.

Расчет параметров схемы  замещения линий выполним по следующим  формулам:

- активное сопротивление:             R=R₀l, Ом;

- реактивное сопротивление:        X=X₀l, Ом;

- реактивная проводимость:             b=b₀l, См.

 

Параметры схемы замещения  трансформаторов принимаем из источника [1]:

- активное сопротивление  обмоток  Rт, Ом;

- реактивное сопротивление  обмоток  X_т/m, Ом;

- потери активной мощности холостого хода (в стали)трансформатора P_оп, кВт;

- потери реактивной  мощности холостого хода (на намагничивание) трансформатора Q_оп, квар. 

Схема замещения выбранного варианта сети приведена на рисунке 8.1.

 

 Рис.8.1 Схема замещения выбранного  варианта конфигурации сети

 

 

Таблица 8.1 - Параметры  узлов                                            

 

Таблица 8.2 - Параметры ветвей   

 

 

 

 

 

 

 

Расчет режима наибольших нагрузок для варианта № 2.

(Использовалась программа RASTR) 

 

 

2. Расчет послеаварийного режима (отключена наиболее нагруженная линия 1– 4)

Узлы

 

 

Ветви

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

По результатам  расчета видно, что в послеаварийном режиме обеспечиваются допустимые уровни напряжения на шинах 110, 35, 10 кВ всех подстанций проектируемой сети.

 

8.3 Расчет режима наименьших  нагрузок

 

Расчет будем проводить  с помощью учебной программы  RASTR. По заданию мощность нагрузок Р_НМ=0,6Р_НБ. Для того, чтобы смоделировать данный режим, уменьшим нагрузки в 2 раза. Результаты расчета режима приведены в таблице 8.15.

 

 

 

Узлы

 

 

Ветви

 

 

 

 

 

 

 

 

 

По результатам  расчета видно, что в режиме минимальных  нагрузок обеспечиваются допустимые уровни напряжения на шинах 110, 35, 10 кВ всех подстанций проектируемой сети.

9. Оценка  достаточности регулировочного  диапазона трансформаторов из  условия встречного регулирования напряжения

 

Обеспечение потребителей электроэнергией требуемого качества  заключается в поддержании требуемого напряжения с возможностью его регулирования. В качестве специальных средств регулирования напряжения прежде всего могут быть использованы трансформаторы с регулированием напряжения под нагрузкой (РПН). Если с их помощью невозможно обеспечить удовлетворительные величины напряжений, следует рассмотреть целесообразность установки статических конденсаторов или синхронных компенсаторов.

Желаемое напряжение регулировочного ответвления определяем по формуле [1]:

 

U_отвж = U’×U_нн /U_нж, ,                    (9.1)

 

где  U_нн – номинальное напряжение  обмотки низшего напряжения трансформатора, кВ;

U_нж – желаемое  напряжение на низкой стороне трансформатора.

Для режима максимальных нагрузок и послеаварийного режима U_нж = 10,5 кВ. Для режима минимальных нагрузок U_нж = 10 кВ;

          U’ – напряжение на стороне  низшего/среднего напряжения, приведенное  к стороне высшего напряжения, кВ.

 

                                                                  U_н^’=U_н×k_вн ,                         (9.2)

 

                                                                  U_с^’=U_с×k_вс ,                                             (9.3)

 

где U_н, U_с – напряжения на сторонах низшего и среднего напряжений соответственно, кВ. Принимаем из раздела 8 для соответствующего режима;

k_вн, k_вс – коэффициенты трансформации, k_вн=110/10=11; k_вс=110/35=3,14; для Т ПС-6: k_вн=35/10=3,5.

Результаты расчёта  по формулам (9.1) – (9.3) сведены в таблицу 9.1.

 

Таблица 9.1 – Расчет напряжений, приведенных к стороне ВН трансформаторов

Подстанция, трансформатор	Режим
	Наибольших нагрузок				Наименьших нагрузок				Послеаварийный отключена ВЛ «1 –4»
	Uн, кВ	U’н, кВ	Uс, кВ	U’с, кВ	Uн, кВ	U’н, кВ	Uс, кВ	U’с, кВ	Uн, кВ	U’н, кВ	Uс, кВ	U’с, кВ
ПС-2, Т-1	10,82	113,06			10,69	111,7			9,84	102,82
ПС-2, Т-2	10,82	113,06			10,69	111,7			9,84	102,82
ПС-3, Т-1	10,55	110,24	-	-	10,52	109,92	-	-	9,79	102,3	-	-
ПС-3, Т-2	10,55	110,24	-	-	10,52	109,92	-	-	9,79	102,3	-	-
ПС-4, Т-1	10,66	111,39	37,66	112,48	10,59	110,66	37,33	111,5	9,54	99,69	33,93	101,34
ПС-4, Т-2	10,66	111,39	37,66	112,48	10,59	110,66	37,33	111,5	9,54	99,69	33,93	101,34
ПС-5, Т-1	10,15	111,17			10,09	110,51			9,3	101,86
ПС-5, Т-2	10,15	111,17			10,09	110,51			9,3	101,86
ПС-6, Т	10,38	108,46	-	-	10,42	108,88	-	-	9,6	100,31	-	-

 

По формуле (9.1) определим расчетные напряжения регулировочных ответвлений трансформаторов.

Например, для трансформатора Т-1 ПС-2 в режиме максимальных нагрузок:

U_отвж = 113,06×11 /1,05×10=118,44 кВ.

 

Остальные расчетные  напряжения определим аналогично. Результаты расчета сведем в таблицу 9.2.

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 9.2 – Расчетные  напряжения регулировочных ответвлений 

Подстанция, трансформатор	Трансформатор	Режим
		Наибольших нагрузок	Наименьших нагрузок	Послеаварийный откл. ВЛ «1 –4»
		Uв.н.ж.max, кВ	Uв.н.ж.min, кВ	Uв.н.ж.ПА, кВ
ПС-2, Т-1	ТДН-16000/110 Uвн=115 кВ;   Uнн=11 кВ	118,44	122,87	107,72
ПС-2, Т-2		118,44	122,87	107,72
ПС-3, Т-1	ТДН-16000/110 Uвн=115 кВ;  Uнн=11 кВ	115,48	120,91	107,17
ПС-3, Т-2		115,48	120,91	107,17
ПС-5, Т-1	ТРДН-25000/110 Uвн=115 кВ;  Uнн=10,5 кВ	111,17	116,03	101,86
ПС-5, Т-2		111,17	116,03	101,86
ПС-4, Т-1	ТДТН-40000/110 Uвн=115 кВ;  Uсн=38,5 кВ; Uнн=11 кВ	116,7	121,7	104,44
ПС-4, Т-2		116,7	121,7	104,44
ПС-6, Т	ТДНС-10000/35 Uвн=36,75 кВ;  Uнн=10,5 кВ	113,62	119,77	105,1

 

По найденному значению расчётного напряжения регулировочного ответвления  определяем ближайшее стандартное ответвление U_отв.ст. Для этого предварительно рассчитаем напряжения, соответствующие каждому ответвлению трансформаторов: для трансформаторов подстанций 2, 3, 4, 5 (ТДН-16000/110, ТДН-16000/110, ТДТН-40000/110, ТРДН-25000/110, Uвн=115 кВ, пределы регулирования ±9х1,78%) – таблица 9.3; для трансформатора подстанции 6 (ТДН-10000/110), таблица 9.3.

 

Таблица 9.3  - Напряжения ответвлений РПН трансформаторов  ПС-2, 3, 4, 5,6

№ ответвления	Добавка напряжения, %	Напряжение ответвления Uвнд, кВ
1.	2.	3.
1	+16,02	133,37
2	+14,24	131,32
3	+12,46	129,27
4	+10,68	127,23
5	+8,90	125,18
6	+7,12	123,13
7	+5,34	121,09
8	+3,56	119,09
9	+1,78	117,05
10	0	115,00
11	-1,78	112,95
12	-3,56	110,91
13	-5,34	108,86
14	-7,12	106,81
15	-8,90	104,76
16	-10,68	102,72
17	-12,46	100,67
18	-14,24	98,62
19	-16,02	96,58

 

По найденному значению расчетного напряжения регулировочного ответвления выбираем стандартное ответвление с напряжением, ближайшим к расчетному – таблица 9.4.

 

Таблица 9.4 – Выбранные напряжения регулировочных ответвлений

Подстанция, трансформатор	Трансформатор	Режим
		Наибольших нагрузок		Наименьших нагрузок		Послеаварийный (откл. ВЛ «ТЭС В –ПС-4»
		Ответвл.	Uв.н.д.max, кВ	Ответвл.	U в.н.д.min, кВ	Ответвл.	U в.н.д.ПА, кВ
ПС-2, Т-1	ТТН-16000/110 Uвн=115 кВ;   Uнн=11 кВ	8	119,09	6	123,13	13	108,86
ПС-2, Т-2		8	119,09	6	123,13	13	108,86
ПС-3, Т-1	ТДН-16000/110 Uвн=115 кВ;  Uнн=11 кВ	10	115	7	121,07	14	106,81
ПС-3, Т-2		10	115	7	121,07	14	106,81
ПС-5, Т-1	ТРДН-25000/110 Uвн=115 кВ;  Uнн=10,5 кВ	12	110,91	9	117,05	16	102,72
ПС-5, Т-2		12	110,91	9	117,05	16	102,72
ПС-4, Т-1	ТДТН-40000/110 Uвн=115 кВ;  Uсн=38,5 кВ; Uнн=11 кВ	9	117,05	7	121,09	15	104,76
ПС-4, Т-2		9	117,05	7	121,09	15	104,76
ПС-6, Т	ТДН-10000/110 Uвн=110 кВ;  Uнн=11 кВ	11	112,95	8	119,09	15	104,76