Районная электрическая сеть
СОДЕРЖАНИЕ
1 ПОТРЕЛЕНИЕ АКТИВНОЙ И БАЛАНС РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ В ПРОЕКТИРУЕМОЙ СЕТИ
1.1 Задачи проработки раздела
1.2 Обеспечение потребителей активной и реактивной мощности
1.3 Баланс реактивной мощности
1.4 Размещение компенсирующих устройств электрической сети
2 ВЫБОР НОМИНАЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ, СЕХЕМЫ,ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ЛИНИЙ И ПОДСТАНЦИЙ
2.1 Задачи и исходные положения проработки раздела
2.2 Формирование вариантов схемы и номинального напряжения сети
2.3 Выбор сечений. Проверка по нагреву и допустимой потери напряжения
2.4 Выбор числа и мощности трансформаторов
2.5 Выбор схем электрических соединений подстанций
3. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ОСНОВНЫХ РЕЖИМОВ СЕТИ
3.1 Задачи и исходные условия расчетов
3.2 Составление схемы замещения районный сети
3.3 Электрический расчет
3.3.1 Расчет режима максимальных нагрузок
3.3.2 Расчет режима минимальных нагрузок
3.3.3 Расчет после аварийных режимов
4 РЕГУЛИРОВАНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ В СЕТИ
5 ОСНОВНЫЕ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТАТЕЛИ СПРОЕКТИРОВАННОЙ СЕТИ
1.ПОТРЕБЛЕНИЕ АКТИВНОЙ И БАЛАНС РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ В ПРОЕКТИРУМОЙ СЕТИ
1.1 Задачи проработки раздела
Задачами расчетов и анализа получаемых результатов в данном разделе меняются:
1.оценка суммарного потребления активной мощности в проектируемой электрической сети;
2.анализ выполнения условия баланса реактивной мощности в проектируемой сети;
3.определение суммарной мощности компенсирующих устройств, устанавливаемых в сети;
4.определение мощности компенсирующих устройств и их размещение.
1.2 Обеспечение потребителей активной и реактивной мощности
Потребление активной мощности проектируемой сети в период наибольших нагрузок слагается из заданных нагрузок в пунктах потребления электроэнергии и потерь мощности в линиях, понижающих трансформаторах и автотрансформаторах.
Активная наибольшая суммарная мощность, потребляемая в проектируемой сети, составляет:
где
- активная наибольшая нагрузка подстанции i, i=1,2…n;
k0(p) = 0,95 …0,96 – коэффициент одновременности наибольших нагрузок подстанции;
∆Р*с =0,05 – суммарные потери мощности в сети в долях от суммарной нагрузки подстанции.
Выбираем k0(p) = 0,95, тогда
Соответствующая данной необходимая установленная мощность генераторов электростанций определяется следующим образом:
где
-электрическая нагрузка собственных нужд;
-оперативный резерв мощности электростанции.
Нагрузка собственных нужд зависит от типа электрической станции и может быть ориентировочно принята для КЭС – 3..8 %, для ТЭЦ – 8…14;, для АЭС – 5…8%, для ГЭС – 0,5…3% от установленной мощности генераторов электрической станции.
Оперативный резерв () обоснованный экономическими сопоставлениями ущерб от вероятного недоотпуска электроэнергии при аварийном повреждении агрегатов на электростанции с дополнительными затратами на создание резерв мощности. Ориентировочно резервная мощность электростанций должна составлять 10…12% от суммарной установленной мощности генераторов, но не менее номинальной наиболее крупного из генераторов, питающих рассматриваемых потребителей.
Принимаем =10 % ; =3 %, тогда
1.3 Баланс реактивной мощности
Источником реактивной мощности в системе является генераторы электростанции. Располагаемая реактивная мощность электростанций определяется согласно номинальному коэффициенту мощности установленных на станциях генераторов. Кромке этого, в электрических сетях широко используется дополнительные источники реактивной мощности – компенсирующие устройства (КУ). Традиционный тип КУ, устанавливаемых на подстанциях потребителей, является конденсаторные батареи.
На основе специальных расчетов распределения реактивной мощности в электроэнергетической системе для каждого узла системы определяется реактивная мощность, которую целесообразно передать из системы в распределительные сети, питающиеся от того или иного зла.
Поэтому при проектировании электрической сети, получающей питание от системы, задается реактивная мощность Qс, которую целесообразно потреблять из системы (в заданном узле присоединения) в режиме наибольших нагрузок. Потребление большей мощности приведет к дополнительной нагрузке системных источников реактивной мощности, дополнительным затратам на генерацию и передачу этой мощности и, следовательно, к отступлению от оптимального режима питающей системы. В связи с этим в проекте следует предусмотреть мероприятия, обеспечивающие выполнение поставленных электроэнергетической системы условий по потреблению реактивной мощности.
Для этого необходим расчет баланса реактивной мощности.
Следует помнить, что в питающих сетях реактивная мощность нагрузки в большей мере, чем активная, определятся потерями в сети. При недостатке реактивной мощности в сети приходиться использовать дополнительные источники, например, батареи статических конденсаторов или синхронные компенсаторы.
Уравнение баланса реактивной мощности в электрической сети имеет вид:
где
=- наибольшая реактивная мощность, потребляемая в сети (мощность генераторов);
- суммарная мощность компенсирующих устройств, необходимая по условию баланса;
- потери в сопротивлениях линии;
- 0,98…1 – коэффициент несовпадения максимумов нагрузок по времени суток;
n – количество подстанций.
Для воздушных линий 100 кВ в первом приближении допускается считать равными потери и генерацию реактивной мощности в линиях. При выполнении расчетов в сети с номинальными напряжением 220 кВ необходим приближенный расчет потерь (=0,42 Ом/км) для генерации реактивной мощности воздушными линиями.
Оценить приближенно потери в трансформаторах подстанций позволяет следующее выражение:
где
- относительная величина потерь мощности при каждой трансформации напряжения;
- число трансформаций по мощности для -групп из -подстанций;
- количество подстанций, имеющих одинаковое число трансформаций нагрузки;
- количество групп подстанций с разным числом трансформаций напряжения;
-номинальная мощность -й подстанции.
Уравнение баланса имеет вид:
1.4 Размещение компенсирующих устройств электрической сети
Конденсаторные батареи суммарной мощностью должны быть распределены между подстанциями проектируемой сети таким, образом, чтобы потери активной мощности в сети были минимальными.
Размещение компенсирующих устройств (КУ) по подстанциям электрической сети влияют на экономичность сети, а также на решение задач регулирования напряжения. В связи с этим могут даны следующие рекомендации по размещению КУ:
А)в электрических сетях и более номинальных напряжений (например,220/110/35; 220/110; 110/35 кВ) следует, в первую очередь, осуществлять компенсацию реактивной мощности в сети более низкого напряжения, например, 110 или 35 кВ;
Б) в сети одного номинального напряжения экономически целесообразна, в первую очередь, компенсация реактивных нагрузок наиболее электрически удаленных подстанций (по активному сопротивлению сети);
В) при незначительной разнице в электрической удаленности от источника питания в сети одного может производиться по условию одинаковости коэффициентов мощности нагрузок на шинах 10 кВ, удовлетворяющих требованию баланса реактивной мощности в проектируемой сети:
, где
- номера подстанций, на которых предусматривается установка КУ.
Тогда мощность конденсаторной батареи в каждом из рассматриваемых узлов определяется в соответствии с выражением:
Компенсация реактивной мощности оказывает существенное влияние на экономические показатели функционирования электрической сети, т.к. позволяет снизить потери активной мощности и электроэнергии в элементах сети. При выполнении норм экономически целесообразной компенсации реактивной мощности у потребителей на шинах 10 кВ подстанций должен быть доведен до значений . Исходя из этого, условия на каждой подстанции должны быть, установлены конденсаторные батареи мощностью:
На пятой подстанции вычисленном мощность КУ отрицательна и установка КУ в данном узле нецелесообразна. Исключаем этот узел из числа и уровняем мощность КУ в узлах сети:
Рассчитываем мощность КУ и потребляемую реактивную мощности с учетом мощности установленных конденсаторных батарей.
Таблица 1.
|
№ П/п |
Р, МВт |
Q, МВр |
Qк, МВАр |
Q-Qк, МВАр |
|
1 |
2 |
4 |
5 |
|
|
1 |
22 |
19,36 |
15,07 |
4,29 |
|
2 |
14 |
8,68 |
5,95 |
2,73 |
|
3 |
16 |
12 |
8,88 |
3,12 |
|
4 |
8 |
3,84 |
2,28 |
1,56 |
|
5 |
4 |
1,32 |
- |
1,32 |
|
6 |
8 |
3,84 |
2,28 |
1,56 |
2 ВЫБОР НОМИНАЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ, СХЕМЫ, ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ЛИНИЙ И ПОДСТАНЦИЙ
2.1 Задачи и исходные положения проработки раздела
В этом разделе проекта выбираются номинальное напряжение электрических сетей, ее схема, образуемая линиями электропередачи, схемы электрических соединений понижающих подстанций, марки проводов воздушных линий и число мощностей трансформаторов подстанций.
Эти фундаментальные характеристики определяют капиталовложения и расходы по эксплуатации электрических сетей, поэтому их комплекс должен отвечать требованиям экономической целесообразности. При этом следует учитывать, что указанные характеристики и параметры сети находятся в тесной технико-экономической взаимосвязи.
