Расчет режимов электрической сети. Расчет режимов районной электрической сети

 

Графики активных мощностей:

 

 

 

 

 

Графики реактивных мощностей:

 

 

 

 

 

Годовой график активной мощности:

Часы	365	730	1095	1460	1825	2190	2555	2920	3285	3650	4015	4380
Мощность	296,8	284,2	282,1	277,9	276,8	276,2	274,2	267,2	266,1	263,3	261,4	259,4
Часы	4745	5110	5475	5840	6205	6570	6935	7300	7665	8030	8395	8760
Мощность	252,5	252	251,9	251	249,4	248,7	233,7	233,3	231,8	221,5	207,7	200,8

 

Годовой график реактивной мощности:

Часы	365	730	1095	1460	1825	2190	2555	2920	3285	3650	4015	4380
Мощность	210,6	200,0	199,2	199,0	198,4	196,0	195,9	191,0	187,3	185,2	185,2	180,6
Часы	4745	5110	5475	5840	6205	6570	6935	7300	7665	8030	8395	8760
Мощность	179,3	176,8	176,1	175,8	174,3	173,0	168,2	167,0	158,3	151,2	146,9	138,7

 

4. ВЫБОР КОНФИГУРАЦИИ СХЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ, СХЕМ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОДСТАНЦИЙ

И НОМИНАЛЬНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ СЕТИ

 

Выбор конфигурации схемы  сети производится одновременно с выбором  номинального напряжения и заключается  в объединении для совместной работы потребителей и источников электрической  энергии.

1. Наибольшую активную мощность, поступающую в систему от ТЭЦ, можно определить по формуле:
2. ,

где Р_г - мощность генераторов; Р_сн- мощность, расходуемая на собственные нужды ТЭЦ (составляет 8…12 %  от установленной мощности станции); Р_п1- мощность потребителя, территориально совмещённого с ТЭЦ; ∆Р_т- потери в трансформаторах (примерно составляют 2…4% от трансформируемой мощности). Второй источник питания (ШБМ) принимается обычно за базисный узел, в котором известно напряжение, по нему же оценивается баланс мощности.

3. Определяем категории промышленных потребителей по требуемой степени надёжности электроснабжения: все потребители относятся к первой или второй категориям надежности  электроснабжения, т.е. должны питаться не менее чем от двух независимых источников.
4. По данным курсового задания составляем физическую карту района, с указанием местоположения промышленных объектов и источников питания и их активных мощностей.

Разработку и выбор  вариантов схемы производим в  соответствии со следующими требованиями:

а) схемы сети должны обеспечивать надежность электроснабжения потребителей, в соответствии с их категорией. Надежность каждого варианта проверяем  последовательным отключением отдельных  участков сети, при этом одновременное  отключение двух участков не рассматриваем.

б) схема сети должна быть по возможности простой и передача электроэнергии потребителям должна осуществляться по возможно кратчайшему пути, что обеспечивает снижение стоимости сооружения линий и экономию потерь мощности и электроэнергии;

в)  схемы электрических соединений понижающих подстанций также должны быть возможно простыми, что обеспечивает снижение их стоимости сооружения и эксплуатации, а также ― повышение надежности их работы;

г) следует стремиться проектировать электрические сети с минимальным количеством трансформаций напряжения, что снижает необходимую установленную мощность трансформаторов, а также ― потери мощности и электроэнергии.

На основе изложенных выше принципов формируем два равно  надежных  варианта электрической  сети заданного района, для которых  в дальнейшем проведем технико-экономическое  сравнение.

Вариант 1. Подстанции №6 - №1 - №2 - №3 соединены последовательно одноцепными линиями в кольцевую сеть. От подстанции №2 отходит двухцепная линия к подстанции №4.От ШБН отходит двухцепная линия - №5

Рассчитаем длины всех линий:

 

 

 

 

 

 

Рассчитаем потокораспределение  мощностей в каждой из линий:

Кольцевую сеть разрезаем  по ПС ШБМ и рассчитываем как линию  с двухсторонним питанием:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где L_k=106,18 км

 

46,07+130,92=100+95-18

176,07=177

Расчет мощностей:

 

 

 

 

 

 

Находим номинальное напряжение каждой линии по эмпирической формуле  С.Н. Инкогосова :

 

 

 

 

 

 

Принимаем за напряжение кольцевой сети кВ, для радиальной линии кВ.

 

 

 

 

 

Вариант 2. Подстанции №6 - №1 - №2 - №3-№5 соединены последовательно одноцепными линиями в кольцевую сеть. От подстанции №1 отходят двухцепные линии к подстанции №4

Рассчитаем длины всех линий:

 

 

 

 

 

 

Рассчитаем потокораспределение  мощностей в каждой из линий:

Кольцевую сеть разрезаем  по ПС ШБМ и рассчитываем как линию  с двухсторонним питанием:

 

 

 

 

 

 

 

где L_k=106,18 км

 

,96

 

 

 

 

Расчет мощностей:

 

 

 

 

 

 

 

Находим номинальное напряжение каждой линии по эмпирической формуле  С.Н. Инкогосова :

 

 

 

 

 

 

Принимаем за напряжение кольцевой сети кВ, для радиальной линии кВ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. ВЫБОР КОЛИЧЕСТВА И МОЩНОСТИ  ТРАНСФОРМАТОРОВ НА ПОДСТАНЦИЯХ  ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ, КОМПЕНСАЦИЯ  РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ

 В ПРОЕКТИРУЕМОЙ СЕТИ

 

Приступая к выбору трансформаторов  на подстанциях, необходимо, в первую очередь, определить номинальные напряжения его обмоток. Номинальные напряжения для обмоток высокого напряжения трансформатора равны выбранному номинальному напряжению сети          U_ном=220квДля питания промышленных потребителей на шинах понизительных подстанций со стороны низкого напряжения широко используется напряжение 10кВ.

Выбор количества трансформаторов  зависит от требований к надёжности электроснабжения потребителей. В практике проектирования на подстанциях потребителей всех категорий, как правило, предусматривается  установка не менее двух трансформаторов. При этом секции сборных шин при  раздельной работе трансформаторов  и наличии устройства АВР считаются  независимыми источниками питания.

Мощность трансформаторов  понизительной подстанции определяется из условия полного обеспечения  максимально возможной активной составляющей мощности потребителя  в послеаварийном режиме, при аварийном  отключении одного из трансформаторов, с учетом длительно допустимой перегрузки трансформатора, равной 40%:

S_ном

,

где Р_нб- пиковая (наибольшая) мощность в 30-минутном интервале по суточному графику нагрузки потребителя; n – принятое количество трансформаторов на подстанции. Проверяем трансформаторы по загрузке и перегрузке по формулам

;   .

Определим мощность трансформаторов  на каждой подстанции:

ПС 2: . Исходя из стандартной шкалы напряжений трансформатора, выбираем

;

ПС 3: . Исходя из стандартной шкалы напряжений трансформатора, выбираем

;

ПС 4: . Исходя из стандартной шкалы напряжений трансформатора, выбираем

;

ПС 5: . Исходя из стандартной шкалы напряжений трансформатора, выбираем

;

Таблица 1. Паспортные данные трансформаторов подстанций потребителей

Тип трансформатора	Sном, МВА	Uном обмоток		Рхх, кВт	Рк, кВт	Uк, %	Ixx, %	Пределы регулирования
		ВН, кВ	НН, кВ
ТРДЦН-80000/220	80	242	10,5 -10,5; 11,0 -11,0	70	265	11	0,6	± 2 х 2,5 %
ТРДН-63000/220	63	230	6,3-6,3; 6,6-6,6; 11,0-11,0; 11,0-6,6	70	265	11,5	0,55	± 12 х 1 %
ТДН-25000/220	25	230	6,6; 11,0	25	130	11	0,3	± 2 х 2,5 %

 

Производим проверку на необходимость  установки на подстанциях компенсирующих устройств. Необходимая мощность компенсирующих устройств определяется по формуле: , где - пиковая (наибольшая) мощность (определяется по суточному графику нагрузки потребителя) ; n - количество трансформаторов на подстанции; tgφ -коэффициент реактивной мощности потребителя; S_ном – номинальная мощность выбранных трансформаторов.

В случае, если на рассматриваемой  подстанции вычисленная мощность компенсирующих устройств окажется отрицательной, то это свидетельствует о том, что пропускная способность выбранных трансформаторов достаточно высока и установка компенсирующих устройств на данной подстанции не требуется.

ПС 2: . Необходимо установить компенсирующие устройства.Устанавливаем четыре элемента

 ТКРМ -2,5/10-у1

ПС 3: . Необходимо установить компенсирующие устройства Устанавливаем один элемент

 ТКРМ -2,5/10-у1 .

ПС 4: . Компенсатор не нужен

ПС 5: . Компенсатор не нужен

 

6. ВЫБОР ГЕНЕРАТОРОВ НА ТЭЦ  И ТРАНСФОРМАТОРОВ СВЯЗИ

 

В курсовом проекте задается величина суммарной установленной  мощности  генераторов на ТЭЦ, которая  равна Р_ТЭЦ = 120 МВт.

Число генераторов выбирается из условия  , при этом следует учитывать возможное утяжеление схемы при выходе в ремонт или при аварийном отключении одного из агрегатов. Мощность одного генератора находим как: , где - число генераторов на ТЭЦ. Приняв, что на ТЭЦ мы устанавливаем 2 генераторов, мощность одного генератора составит: . Выбираем 2 генератора ТВФ-60-2.

Таблица 2. Паспортные данные турбогенератора

Тип	Р, МВТ	cos	Q, МВАр	Uном, кВ	КПД, %
ТВФ-60-2	60	0,8	45	11	98,3

 

Проверяем выбранные генераторы по коэффициенту загрузки: ,

Для генераторов мощностью 12 МВти  более, как правило, применяется напряжение 11 кВ. Для передачи в систему электроэнергии , вырабатываемой ТЭЦ, необходимо на станции установить трансформаторы связи. Для выбора трансформаторов связи с системой следует составить принципиальную электрическую схему станции. ТЭЦ территориально совмещена с одним из заданных промышленных объектов города. Снабжение его электроэнергией частично осуществляется на генераторном напряжении . Заданное по схеме распределение мощности потребителя S_П  следующее: 25% - с шин генераторного напряжения; 75% - с шин 35 кВ сохраняется в любом режиме его работы. S_CН– расход мощности на собственные нужды станции принимаются 8-12% от установленной мощности S_Г.Таким образом, на станции должны быть установлены 3-х обмоточные трансформаторы . Номинальное напряжение обмотки низкого напряжения равно номинальному напряжению генераторов, напряжение обмотки среднего напряжения  35 кВ, на обмотке высокого напряжения Uном равно номинальному напряжения системы -220 кВ.