Расчет сетевого района

1. Предварительный расчет распределения мощности на электростанции

Рисунок 1.1 – Схема электростанции В

Рисунок 1.2 – Схема  замещения электростанции В

     Таблица  1- Исходные данные электростанции  В.

Генератор		Трансформатор		Автотрансформатор		Расчетный режим	Нагрузка на генераторном напряжении		Нагрузка на высших напряжениях  эл/ст
Тип	Число	Тип	Число	Тип	число		Sнг, МВА	cosφ	Sру, МВА	cosφ	Число линий
						max	18	0,73	220	0,9	3
ТГВ-200	2	ТДЦ-250/220	2	АТДЦТН-125/220/110	2	min	18	0,73	200	0,9	3

 

 

Паспортные данные трансформатора:

 

Паспортные данные автотрансформатора:

 

Мощность выдаваемая генераторами:

;

 .

Мощность нагрузки на генераторном напряжении:

; .

Мощность потерь холостого  хода трансформатора:

.

Тогда:

; 

Так как число трансформаторов 2, активное и индуктивное сопротивление  уменьшается в 2 раза.

Параметры схемы замещения  автотрансформаторов:

Мощность потерь холостого  хода автотрансформатора:

.

Активное и индуктивное  сопротивление:

Параметры схемы замещения  ЛЭП: линия ВА выполнена на из провода АС-240

Расчет нагрузок высшего  напряжения электростанции:

Расчет потокораспределения  и напряжений в узлах произведем в программе «ROOR»

Таблица 3 – Потокораспределение  по программе ‘’ROOR”

Таблица 4 – Расчет напряжений по программе ‘’ROOR

Номер узла	Напряжение, кВ		Генерация, МВА		Потребление, МВА
	Модуль	Угол, 0	Активная	Реактивная	Активная	Реактивная
1	15,750	21,350	386,380	157,405	0	0
2	234,047	16,369	0	0	198,000	95,890
3	122,072	11,570	0	0	0	0
4	115,500	0	0	22,777	175,512	0

 

 

Рисунок 1.3 – Рассчитанная схема замещения электростанции В

 

 

2. Выбор конфигурации электрической сети

Конфигурация районной электрической  сети представляет собой определенную схему соединений линий сети, зависящую от взаимного расположения источников и потребителей мощности на плане района, а также от категорий нагрузок пунктов потребления. При составлении и анализе вариантов конфигурации сети необходимо исходить из основных положений рационального построения схем соединений линий сети. Для рассмотрения в курсовом проекте принимаются 4 схемы  электроснабжения потребителей, к которым предъявляются следующие требования:

• Экономичность сооружения и эксплуатации электрической сети.
• Обеспечение высокого уровня надёжности.
• Обеспечение регламентированного уровня напряжения на зажимах приёмников.
• Приспособленность сети к различным режимам работы.
• Простота и удобство в эксплуатации.

 

На рисунках 2.1 - 2.4 приведены  возможные варианты конфигурации сети.

 

Рисунок 2.1 – Первый вариант  конфигурации сети

 

 

Рисунок 2.2 – Второй вариант  конфигурации сети

 

 

Рисунок 2.3 – Третий вариант  конфигурации сети

 

 

Рисунок 2.4 – Четвертый  вариант конфигурации сети

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Расчет перетоков активной мощности в линиях сети

 

Первый вариант конфигурации сети

Для замкнутых схем сделаем предположение, что все участки выполнены  проводами одного сечения, поэтому потокораспределения можно находить по длинам линий. Для расчета потокораспределения замкнутый контур представим в виде линии с двухсторонним питанием.

Рисунок 3.1 – Схема перетоков  мощностей кольцевого участка варианта 1.

 

;

.

Далее, на основании первого закона Кирхгофа определим мощности на оставшихся участках схемы.

;

;

.

Второй вариант конфигурации сети

Рисунок 3.2 – Схема перетоков мощностей кольцевого участка варианта 2.

 

;

.

 

Далее, на основании первого закона Кирхгофа определим мощности на оставшихся участках схемы.

;

;

.

 

 

Третий вариант  конфигурации сети

На основании первого закона Кирхгофа определим мощности на участках схемы.

 

; ;   ;  ;

 

Четвертый вариант конфигурации сети

Рисунок 3.3 – Схема перетоков мощностей кольцевого участка варианта 4.

 

;

;

;

;

;   .

 

4. Расчет номинальных напряжений линий сети

Выбор номинального напряжения РЭС  производится одновременно со схемой РЭС. В зависимости от класса напряжения определяются параметры ЛЭП и  выбираемого электрооборудования  подстанций и сетей и, в итоге, размеры капиталовложений и ежегодных эксплуатационных расходов. Номинальное напряжение определяется передаваемой активной мощностью и длиной ЛЭП. Для уменьшения капиталовложений в замкнутых сетях выберем все ЛЭП одного класса напряжения.

Для предварительной  оценки номинального напряжения нужно провести расчет по эмпирическим формулам. Так, при длинах линий от 50 до 250 километров и передаваемой мощности от 5 до 60 МВт на одну цепь используют формулу, кВ:

,

где  – протяженность воздушной линии электропередачи, км;

       Р – передаваемая мощность, МВт.

Для двухцепных линий  при значениях произведения передаваемой мощности на длину  от 5 до 50000 МВт·км возможно использование формулы, кВ:

.   

Расчет номинальных напряжений для 1 варианта:                                        

Линия: В – 3  ;  .

2 – 3  ; 

3 – 4  ;  .

4 – 5  ;  .

т.к  ветвь 4-5 входит в  замкнутый контур, то для всего контура выбирается напряжение 110 кВ

Для других конфигураций результаты расчета номинальных  напряжений ЛЭП представим в виде таблицы.

Таблица 4.1 – Результаты расчета номинальных напряжений ЛЭП

Линия	l, км	Р, МВт	n	U, кВ	Uном, кВ
Второй вариант  конфигурации сети
2 – 3	44	8,53	1	58,3	110
2 – 5	39	1,37	1	33,87	110
3 – 5	46	9,47	1	60,99	110
3 – 4	19	34	1+1	80,66	110
4 – 1	32	18	1+1	78,38	110
3 – В	52	73	1+1	109,45	110
Третий вариант  конфигурации сети
2 – 3	44	7	2	67,02	110
3 – 4	19	45	1+1	86,51	110
5 – 4	36	11	1+1	71,37	110
4 – 1	32	18	1+1	78,38	110
3 – В	52	73	1+1	109,45	110
Четвертый вариант конфигурации сети
4 – 1	32	18	1+1	78,38	110
2 – 3	44	13,83	1	70,68	110
2 – 5	39	6,83	1	52,84	110
5 – 4	36	4,17	1	43,98	110
4 – 3	19	38,17	1	108,9	110
3 – В	52	73	1+1	109,45	110

 

Для дальнейших расчетов оставляем первый и третий варианты сетей, потому что нужно выбрать одну радиальную сеть и одну сеть с замкнутым контуром. Первый вариант предпочтительней, чем второй и четвертый, так как общая протяженность линий первого варианта равна 301 км, а второго и четвертого- 335 и 306 соответственно.

 

5. Выбор количества, типа и мощности компенсирующих устройств

 

Компенсация реактивной мощности существенно влияет на значение мощностей нагрузок подстанций, а  значит, и на выбор номинальной  мощности трансформаторов, сечений  проводов линий электропередачи, на потери напряжения, мощности и электроэнергии сети.  

В данном пункте определяется оптимальное  значение реактивной мощности, потребляемой в пунктах 1-5. При этих значениях  реактивной мощности Q_э обеспечивается минимум расчётных приведённых затрат на производство и распределение электроэнергии.

Подробный расчёт для схемы 1.

Предельная реактивная мощность, потребляемая в режиме зимних максимальных нагрузок:

 

,

 

где - коэффициент мощности в режиме максимальных нагрузок, .

 

Мвар;

Мвар;

Мвар;

Мвар;

Мвар.

Потребляемая реактивная мощность в режиме зимних максимальных нагрузок:

 

,

 

где - коэффициент мощности потребителей в режиме зимних максимальных нагрузок.

 

 Мвар;

 Мвар;

 Мвар;

 Мвар;

 Мвар.

 

Мощность компенсирующих установок:

 

,

 

 Мвар;

 Мвар;

 Мвар;

 Мвар;

 Мвар;

 

Мощность компенсирующих устройств на одну секцию шин, МВар:

                                        

                                        

                                        

 

Необходимая мощность батарей  конденсаторов, устанавливаемых на одной секции шин каждой подстанции, набирается параллельным включением серийно  выпускаемых ККУ.