Реконструкция сетей электроснабжения поселка Батагай-Алыта

где , - продольное сопротивление и поперечная проводимость одного километра линии, - длина линии.

Этим способом можно задавать параметры линии общей длиной до 150 – 200 километров. Способ является общепринятым, применение его перенесли  с тех времен, когда расчеты  режимов проводились вручную. С  развитием вычислительной техники  начал применяться способ вычисления параметров схемы замещения через  гиперболические уравнения линии  с распределенными параметрами:

                                           (1.8)

Коэффициенты А и В  равны:

,                                      (1.9)

где - постоянная распространения; - волновое сопротивление линии.

Схеме, изображенной на рис. 1.3, соответствующая матрица проводимостей  имеет вид:

     (1.10)

 

Пояснения исходных данных для универсальной программы

расчета  нормальных режимов  с равными по фазам параметрами

Программа построена по модульному принципу.

Исходные данные задаются тремя модулями: в первом – параметры  задающих узлов; во втором: – параметры  элементов схемы; в третьем –  параметры элементов, режим которых  необходимо выдать на экран или на печать.

Исходные данные первого модуля задаются перед процедурами расчета нормального режима.

Задаются:

самый старший по величине номер узла (если самый старший узел 38, то выполняется:

 

номер балансирующего узла (узел источника бесконечной мощности, который компенсирует небаланс мощности между генераторами системы и  нагрузками; как правило, это шины самой мощной станции):

                      (номер базисного узла – 0);

напряжение в базисном узле в кВ:

кВ

узел, где контролируется процесс сходимости расчета:

 ^.

^{(процесс  сходимости контролируется  по напряжению  узла 15)}

Второй модуль исходных данных помещается между заблокированными областями «Процедуры расчета нормального режима» и «Расчет нормального режима».

Задаются параметры элементов  электрической схемы: линий, двухобмоточных и трехобмоточных трансформаторов.

Линии задаются как:

Y := L(m, n, r₀, x₀, g₀, b₀, L),

где m и n – узлы, соединяемые линией; r₀, x₀, g₀, b₀ – активное и реактивное сопротивление, активная и реактивная проводимости одного километра линии; L – длина линии. Активную проводимость линий напряжением 6 – 220 кВ можно принять равной нулю. Реактивную проводимость для условий Якутии желательно задавать даже для линий 6 – 35 кВ, учитывая большие длины линий. Ориентировочно для этих линий можно принять .

Параметры двухобмоточных трансформаторов  вводятся в следующем виде:

Y := T(m, n, Sн, U1н, U2н, ∆Pкз, Uкз%, ∆Pхх, Ixx%),

где m и n – узлы, соединяемые трансформатором, к узлу m трансформатор подключен выводами напряжения U1н, к узлу n – выводами напряжения U2н; остальные – паспортные данные трансформатора, выраженные в МВА и кВ.

Трехобмоточные трансформаторы также задаются своими паспортными  данными:

Y := Ttr(m, n, q, Sн, U1н, U2н, U3н, ∆Pкз, Uкз в-с%, Uкз в-н%, Uкз с-н%, ∆Pхх, Ixx%),

m, n, q – узлы, соединяемые трансформатором, к узлу m трансформатор подключен выводами напряжения U1н, к узлу n – выводами напряжения U2н, к узлу q – выводами напряжения U3н; остальные – паспортные данные трансформатора, выраженные в МВА и кВ. Проводимость, определяемая потерями холостого хода, включается к узлу m.

Параметры нагрузок вводятся следующей строкой:

Sn := S(yzel, S, Uyzel),

где yzel – номер узла с нагрузкой, S – полная мощность нагрузки, выражаемая как S = P – jQ (МВА) (индуктивная мощность задается отрицательной); Uyzel – номинальное напряжение в узле /4/.

В третьем модуле исходных данных, который заносится после заблокированной области «Расчет нормального режима», намечаются линия, двухобмоточный и трехобмоточный трансформаторы, параметры которых требуется вывести на печать или на экран монитора.

Эти элементы соответственно намечаются как:

ISL := Lip(m, n, r₀, x₀, g₀, b₀, L),

ISTd := Tip(m, n, Sн, Uвн, Uнн, ∆Pкз, Uкз%, ∆Pхх, Ixx%),

ISTt := Ttrip(m, n, q, Sн, Uвн, Ucн, Uнн, ∆Pкз, Uкз в-с%, Uкз в-н%, Uкз с-н%, ∆Pхх, Ixx%).

(значения параметров  те же, что и в блоке втором)

 

Расчетный блок

Расчетный блок содержит три  процедуры заполнения матрицы проводимостей  Y (линии с распределенными параметрами, двухобмоточного и трехобмоточного трансформаторов); процедуру формирования матрицы задающих токов (в уравнении (1.4) по формулам (1.3)); процедуру итераций; три процедуры расчета токов, мощностей и потерь мощностей в элементах.

Выдаются напряжения, токи и мощности в узлах при расчете  сети 10 кВ в вольтах, амперах и  киловаттах.

Выдаются также сумма  заданных нагрузок, сумма полученных нагрузок в результате расчета, мощность со стороны питающего узла, потери мощности абсолютные и в процентах  по отношению к сумме нагрузок.

 

1.2.2 Расчет нормального  режима сети 10 кВ

 

Для первого шага расчета  нормального режима сети 10 кВ по токовым  замерам в максимальном режиме (декабрь 2010 г.) определялись  нагрузки на каждом ТП, как произведение суммы токов фаз на номинальное фазное напряжение (таблица 1.1).

Расчет нормального режима сети 10 кВ линии «Саккырыр» был произведен согласно расчетной схеме, приведенной на рисунке 1.4.

Рисунок 1.4 – Расчетная  схема ВЛ-10 кВ «Саккырыр»

 

Схема содержит 21 узел, базисное напряжение на шине 10 кВ ДЭС «Саккырыр» принято 0,4 кВ (узел 0); узел, в котором контролируется сходимость расчета – узел 16 – шина низшего напряжения ТП «Центральная котельная».

Напряжение в узлах

 

 

Как показывают расчеты, в целом, потери мощности в сетях 10 кВ не очень большие (6,32%), а напряжения в узлах отвечают нормам. Поэтому реконструировать их не обязательно, но в силу выработки своего срока службы большинства трансформаторов и старения  опор линий электропередачи, улучшение качества сетей необходимо.

 

 

 

 

 

1.2.3 Расчеты нормальных  режимов сетей 0,4 кВ

 

Расчет нормального режима сети 0,4 кВ производится на распределительные сети  7 ТП, отходящих от трансформаторов 0,4/10 кВ: ТП «Сахателеком», «Центральная», «Центральная», «Центральная котельная», «Ферма», «Больница» и «Васильев», а также 5 фидеров, отходящих от 1-й секции шин ДЭС «Саккырыр»: Ф-Больница, Ф-Гараж, Ф-Заречная, Ф-Котельная и ГСМ и Ф-Почта.

 

Расчет нормального режима фидера «Заречная»:

Расчетная схема сетей 0,4 кВ Ф-«Заречная» приведена на рисунке 1.5. Линия 0,4 кВ исполнена проводами марки АС-25, общая протяженность линии 1,919 км, самая удаленная точка от трансформатора находится в 1 км от центра питания. От ТП  питаются 27 абонентов, которые относятся к потребителям третьей категории.

 

Рисунок 1.5 – Расчетная схема электроснабжения  Ф-«Заречная»

 

 

 

 

 

   

Анализ нормального режима показал, что на удаленных точках качество напряжения очень низкое, а именно в узле 60 напряжение равно  180 В, что никак не отвечает нормативным значениям. Потери мощности составляют 26 %, когда как потери мощности в процентах в сетях 0,4 кВ не должны превышать 5 %. Таким образом, распределительные сети Ф-«Заречная» не соответствуют нормам ПУЭ и должны быть реконструированы.

 

Расчет нормального режима Ф- «Больница»

Количество узлов 33; базисный узел 0, напряжение в этом узле 10,496 кВ; узел, в котором контролируется сходимость расчета – узел 31. Общая протяженность линий 0,4 кВ: 1,32 км.

Результаты расчета нормального  режима Ф- «Больница» следующие:

- полная суммарная мощность нагрузки 15 кВА;

- потери мощности 0,472 кВт, или 3,28 %;

- напряжение в самом  удаленном узле 219 В, что соответствует нормам ПУЭ.

 

Расчет нормального режима Ф- «Гараж»

Количество узлов 22; базисный узел 0, напряжение в этом узле 10,298 кВ; самый удаленный узел, в котором контролируется сходимость расчета – узел 19. Общая протяженность линий 0,4 кВ: 900 м.

Результаты расчета нормального  режима ф-«Гараж» следующие:

- полная суммарная мощность нагрузки 25 кВА;

- потери мощности 1,054 кВт, или 4,25 %;

- напряжение в удаленном узле 228,06 В, что соответствует нормам ПУЭ.

 

Расчет нормального режима Ф- «Почта»

Количество узлов 64; базисный узел 0, напряжение в этом узле 10,289 кВ; самый удаленный узел, в котором контролируется сходимость расчета – узел 29. Общая протяженность линий 0,4 кВ: 1,235 км.

Результаты расчета нормального режима Ф- «Почта» следующие:

- полная мощность нагрузки 65 кВА;

- потери мощности 18 кВт, или 28,07 %;

- напряжение самом удаленном узле 29  -  201,8 В, что не соответствует нормам ПУЭ.

 

Расчет нормального режима ТП «Сахателеком»

Количество узлов 61; базисный узел 0, напряжение в этом узле 10,282 кВ; самый удаленный узел, в котором контролируется сходимость расчета – узел 50. Общая протяженность линий 0,4 кВ: 1,213 км.

Результаты расчета нормального  режима ТП «сахателеком» следующие:

- полная мощность нагрузки 15 кВт;

- потери мощности 0,26 кВт, или 1,7 %;

- напряжение в самом  удаленном узле 5  -  231,2 В, что  соответствует нормам ПУЭ [1].

 

Расчет нормального режима ТП «Центральная»

ТП «Центральная»  с трансформатором ТМ-160 кВА. Количество узлов 38; базисный узел 0, напряжение в этом узле 10,282 кВ; узел, в котором контролируется сходимость расчета – узел 20. Протяженность: 1,205 км.

Результаты расчета нормального  режима ТП «Центральная» следующие:

-   полная мощность нагрузки 90 кВА;

-   потери мощности 5,368 кВт, или 5,99 %;

- напряжение в самом удаленном узле 97  -  213 В, что соответствует нормам ПУЭ.

 

Расчет нормального режима ТП «Центральная котельная»

ТП «Центральная котельная» с трансформатором ТМ-63 кВА. Количество узлов 17; базисный узел 0, напряжение в этом узле 10,281 кВ; узел, в котором контролируется сходимость расчета – узел 5. Общая протяженность линий 0,4 кВ: 842 м.

Результаты расчета нормального  режима ТП «Центральная котельная» следующие:

- полная мощность нагрузки 55 кВА;

- потери мощности 1,9 7кВт, или 3,58 %;

- напряжение в самом удаленном узле - 219 В, что соответствует нормам ПУЭ.

 

Расчет нормального режима ТП «Ферма»

ТП «Ферма» с трансформатором ТМ-63 кВА. Количество узлов 77; базисный узел 0, напряжение в этом узле 10,281 кВ; узел, в котором контролируется сходимость расчета – узел 70. Общая протяженность линий 0,4 кВ: 1541 м.

Результаты расчета нормального  режима ТП «Ферма» следующие:

- полная мощность нагрузки 180 кВА;

- потери мощности 38 7кВт, или 21,33 %;

- напряжение в самом удаленном узле - 190 В, что не соответствует нормам ПУЭ.

 

Расчет нормального режима ТП «Больница»

ТП «Больница» с трансформатором ТМ-63 кВА. Количество узлов 21; базисный узел 0, напряжение в этом узле 10,281 кВ; узел, в котором контролируется сходимость расчета – узел 5. Общая протяженность линий 0,4 кВ: 635 м.

Результаты расчета нормального  режима ТП «Больница» следующие:

- полная мощность нагрузки 25 кВА;

- потери мощности 0,74 7кВт, или 3 %;

- напряжение в самом удаленном узле - 219 В, что соответствует нормам ПУЭ.

 

Расчет нормального режима ТП «Васильев»

ТП «Васильев» с трансформатором ТМ-250 кВА. Количество узлов 98; базисный узел 0, напряжение в этом узле 10,281 кВ; узел, в котором контролируется сходимость расчета – узел 90. Общая протяженность линий 0,4 кВ: 1687 м.

Результаты расчета нормального  режима ТП «Васильев» следующие:

- полная мощность нагрузки 175 кВА;

- потери мощности 46,96 кВт, или 26,89 %;

- напряжение в самом удаленном узле - 185 В, что не соответствует нормам ПУЭ.

 

1.2.4 Общие результаты  расчета нормального режима существующей схемы

 

Результаты расчетов нормальных режимов сетей 0,4 кВ сведены в таблицу 1.2.

 

Таблица 1.2 – Результаты расчетов нормальных режимов сетей 0,4 кВ

Наименование	S, кВА	Нагрузка, кВА	ΔР, кВт	ΔР, %	Длина линии, м
ТП «Сахателеком»	63	15	0,26	1,7	1919
ТП «Центральная»	160	90	5,368	5,99	1320
ТП «Центральная»	25	85	5,662	6,65	400
Продолжение таблицы 1.2
Наименование ТП	S, кВА	Нагрузка, кВА	ΔР, кВт	ΔР, %	Длина линии, м
ТП «Центральная котельная»	100	55	1,971	3,58	535
ТП «Ферма»	63	180	38	21,33	813
ТП «Больница»	160	25	0,74	3	1205
ТП «Васильев»	250	175	46,96	26,89	542
Ф-Больница	-	15	0,472	3,28	600
Ф-Гараж	-	25	1,054	4,25	835
Ф-Заречная	-	70	18	25,76	913
Ф-Котельная и ГСМ	-	24	0,439	1,83	605
Ф-Почта	-	65	18	28,07	742
ИТОГО	1099	824	136,926	11,88	7834