Электрические системы и сети
1 Расчет баланса мощности и выбор компенсирующих устройств
Составим и рассчитаем баланс активной мощности:
-активная мощность ТЭЦ
- активная мощность энергосистемы
- потери активной мощности в линиях и трансформаторах
Расчет суммарной активной мощности:
Потери активной мощности в линиях и трансформаторах принимаем в размере от 2% от суммарной активной мощности i-го потребителя:
Находим активную мощность, которую необходимо потребить у РПП:
Составим и рассчитаем баланс реактивной мощности:
–реактивная мощность ТЭЦ
- реактивная мощность энергосистемы
– потери реактивной мощности в линиях и реактивная мощность, генерируемая воздушными линиями; в предварительных расчетах принимаем их равными друг другу
- потери реактивной мощности в трансформаторах
Определяем реактивную мощность первого потребителя:
Аналогично производим расчеты потребляемой реактивной мощности для остальных потребителей и заносим результаты в таблицу 1.
Определяем полную мощность каждого потребителя:
Аналогично производим расчеты для остальных потребителей и заносим результаты в таблицу 1.
Полная мощность всех потребителей:
Определяем потери реактивной мощности в трансформаторах.
Потери реактивной мощности в трансформаторах потребителей принимаем равными 10% от полной мощности:
Определяем потребляемую реактивную мощность:
Далее определяем реактивную мощность, получаемую от системы:
Сравнив реактивную мощность, получаемую от системы, с потребляемой, приходим к выводу, что имеется дефицит реактивной мощности, и необходима установка компенсирующих устройств (БСК). Определяем необходимую мощность компенсирующих устройств:
Определяем необходимую мощность компенсирующих устройств для каждого потребителя:
Для первого потребителя:
Аналогично производим расчеты для остальных потребителей и заносим результаты в таблицу 1.
Принимаем к установке компенсирующие устройства с единичной мощностью 0,4 Мвар. Определяем количество компенсирующих устройств для первого потребителя:
Произведем уточненный расчет необходимой мощности компенсирующего устройства для первой подстанции:
Аналогично производим расчеты для остальных потребителей и заносим результаты в таблицу 1.
Определим уточненную мощность компенсирующих устройств:
Проверяем баланс, исходя из условия:
0,033<0,2 значит будем считать, что баланс сошелся
Определим реактивную мощность, потребляемую на подстанциях потребителей после компенсации:
Для первого потребителя:
Аналогично производим расчеты для остальных потребителей и заносим результаты в таблицу 1.
Таблица 1 – Расчет баланса и выбор компенсирующих устройств
|
№ потреб |
Pi, МВт |
tg |
Qi, МВAp |
, MBAp |
ni, шт |
, MBAp |
, МВАр |
|
1 |
4,6 |
0,512 |
2,357 |
1,716 |
4 |
1,6 |
0,757 |
|
2 |
12 |
0672 |
8,064 |
5,871 |
15 |
6 |
2,064 |
|
3 |
21,1 |
0,936 |
19,754 |
14,382 |
36 |
14,4 |
5,354 |
|
4 |
26,4 |
0,963 |
25,446 |
18,526 |
46 |
18,4 |
7,046 |
|
5 |
17,6 |
0,991 |
17,439 |
12,697 |
32 |
12,8 |
4,639 |
|
6 |
26,2 |
0,963 |
25,253 |
18,386 |
46 |
18,4 |
6,853 |
2 Составление вариантов конфигурации сети с анализом каждого варианта
Длины участков:
РПП-4=52 км; РПП-6=18 км; РПП-ТЭЦ=19 км; РПП-3=55 км;
ТЭЦ-6=16 км; ТЭЦ-1=17 км; ТЭЦ-4=46 км; 6-5=80 км; 6-1=20 км;
5-1=68 км; 5-2=116 км; 2-3=42 км; 2-4=56 км; 4-3=28 км.
Рисунок 1. Взаимное расположение источников и потребителей
Составление вариантов конфигурации сети.
Вариант 1. Радиально-магистральная сеть
Вариант 1 представляет собой радиально-магистральную сеть, характеризующуюся тем, что все ЛЭП прокладываются по кратчайшим трассам. Все линии двухцепные.
Определяем общую длину линий:
Общая длина линий, приведенная в экономическом соотношении к одноцепному исчислению:
Вариант 2. Комбинированная сеть
Вариант 2 представляет собой комбинированную сеть, в ней потребители 4,2,3 и РПП объединены в кольцевую сеть, а также в кольцевую сеть объединены потребители 1,5,6 и ТЭЦ.
Общая длина линий:
Длина линий, приведенная в экономическом соотношении к одноцепному исчислению:
Вариант 3. Комбинированная сеть
Вариант 3 представляет собой комбинированную сеть, в нем потребители 4,3,2 объединены в кольцевую сеть, а также в кольцевую сеть объединены потребители 6,1 включающие в себя РПП и ТЭЦ.
Общая длина линий:
Длина линий, приведенная в экономическом соотношении к одноцепному исчислению:
Вариант 4. Комбинированная сеть
Вариант 4 представляет собой комбинированную сеть, в нем потребители 4,6,1 объединены в кольцевую сеть связывающую их с ТЭЦ и РПП.
Общая длина линий:
Длина линий, приведенная в экономическом соотношении к одноцепному исчислению:
Вариант 5. Кольцевая сеть
Вариант 5 представляет собой кольцевую сеть, связывающую всех потребителей с ТЭЦ и РПП.
Существенный недостаток этого варианта – большая протяженность кольца. Есть опасение, что в послеаварийном режиме, возникающем после отключения одного из головных участков, общая потеря напряжения в сети окажется недопустимо большой.
Варианты 2,3,4 относятся к одному принципу конфигурации сети. В них часть потребителей питается по кольцевой сети, часть – по радиально-магистральной. Среди вариантов этой группы сеть с наименьшей протяженностью линий является сеть, представленная вариантом 4.
Варианты 1 и 5 аналогов не имеют, сравнивать их не с чем, поэтому оставляем оба варианта для дальнейшего рассмотрения.
Таким образом, предварительный расчет и технико-экономическое сравнение будем проводить для вариантов 1, 4 и 5.
3 Приблизительный приближенный расчет трех отобранных вариантов
Расчетная схема варианта 1.
Потоки мощности определяем по первому закону Кирхгофа, двигаясь от наиболее удаленных потребителей к источнику. Так, поток мощности на участке 3-2 равен мощности потребителя 2, то есть:
Поток мощности на участке 4-3 определяем суммированием двух потоков, вытекающих из узла 3:
Поток мощности на остальных участках определяем аналогично. Результаты помещаем в таблицу 2, а также наносим на расчетную схему.
Далее, с помощью формулы Илларионова, определяем целесообразную величину номинального напряжения на участке 1-2:
Принимаем ближайшее наибольшее стандартное значение 110 кВ.
Аналогично проводим расчеты для остальных участков, и результаты помещаем в таблицу 2.
Таблица 2 – Выбор номинального напряжения на участках цепи для варианта 1.
|
Участок |
L, км |
Pi, MBт |
Qi, MBAp |
UНОМ, кВ |
|
|
3-2 |
42 |
12 |
2,064 |
48,305 |
110 |
|
4-3 |
28 |
33,1 |
7,418 |
76,941 |
110 |
|
РПП-4 |
52 |
59,5 |
14,464 |
103,338 |
110 |
|
1-5 |
68 |
17,6 |
4,639 |
58,575 |
110 |
|
6-1 |
20 |
22,2 |
5,396 |
63,215 |
110 |
|
РПП-6 |
18 |
48,4 |
12,249 |
87,344 |
110 |
|
ТЭЦ-РПП |
19 |
-22 |
-7,985 |
62,798 |
110 |
