2.5 Выбор схем электрических соединений подстанций
Схемы электрических соединений (тип схем) понижающих подстанции (ПС) 110(5)…220/10 кВ на стороне высшего напряжения (ВН) определяется назначением каждой из ПС и ее «местоположением» в составе сети. Это могут быть узловая, проходная (транзитная), тупиковая или на ответвлениях («отпайках») от линии ПС. В соответствии с классификацией по ПС подразделяются на подгруппы:
1.ПС 110(5)…330 кВ, осуществляемые по так называемым упрощенным схемам на стороне ВН с минимальным количеством или без выключателей, с одной или двумя трансформаторами, питающимися по одной или двум линиям ВН; на стороне «среднего» напряжения (СН, 110 или35 кВ) может быть до шести присоединений воздушных линий.
2.ПС проходные (транзитные) 110…500 кВ с числом трансформаторов или автотрансформаторов от двух до четырех, с числом присоединяемых воздушных линии ВН – до четырех и на СН до десяти с числом выключателей на ВН до девяти.
3.Узловые ПС (общесистемного значения) 30…1150 кВ с количеством автотрансформаторов - до четырех, воздушных ланий на ВН – до восьми и на СН – до десяти.
Составляем схему электрических соединений рисунок 3.
Выбираем схемы ПС с двумя блочными соединениями воздушных линий трансформаторов. В целях присоединений трансформаторов имеются определители в комплекте с короткозамыкателями. Со стороны линии ВН имеется перемычка с двумя разъединителями, один из которых отключен в нормальных режимах работы. Перемычка используется (при обоих включениях разъединителей) после отключения поврежденной линии, что позволяет сохранить в работе оба трансформатора, это повышает надежность электроснабжения потребителей и экономность режима подстанции. Указанная расположение перемычки объясняется существенно большей повреждаемостью воздушных линий по сравнению с трансформаторами.
Отделители не предназначены для отключений работы токов и токов коротких замыканий. Их отключение производиться при отключенном со стороны ВН трансформаторе напряжением. При коротких замыканиях в целях трансформатора включаются короткозамыкатели, создающие искусственные одно или двухфазные замыканий на землю, что обуславливает отключение выключателей головных участков питающих линий ВН. В результате последнего трансформатора снижается ВН, и тем сильнее создаются условия для возможности отключения отделителей.
3. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ОСНОВНЫХ РЕЖИМОВ СЕТИ
3.1 Задачи и исходные условия расчетов
Задачей этого раздела является определение потоков мощности по линиям выбранного варианта электрической сети и напряжений на шинах подстанций в нормальных основных расчетных и послеаварийных режимах работы с учетом потерь мощности и напряжения в элементах сети.
Исходными данными для выполнения расчетов служат заданные рабочие напряжении на шинах источника питания, узловые мощности нагрузок, параметры схем замещения элементов электрической сети. Перед выполнением расчета режима работы сети для каждой подстанции следует определить ее расчетную нагрузку, включающую кроме нагрузки потребителей потери мощности в трансформаторах и суммарную реактивную мощность присоединенных к подстанции линий электропередачи.
Линии электропередачи в расчетах режимов представляются П-образной схемой замещения. При определении параметров схемы замещения ВЛ следует учесть, что протяженность ВЛ оказывается большое расстояния по прямой, соединяющей пункты.
3.2 Составление схемы замещения районный сети
Расчетная схема РЭЭС составляется на основе принципиальной схемы районной сети, принятой в результате технико-экономического составления вариантов.
Схема замещения районной сети объединяет замещения трансформаторов подстанций, линий электропередачи, компенсирующих устройств, генераторов соответствии с коммутационной схемой системы.
Все параметры схемы замещения должны вычисляться в именованных единицах по удельным параметрам ro, xo, bo для воздушных линий и паспортным данным Uк, ∆Pк, Iк, и ∆Pх для трансформаторов. Линии передачи представляются П-схемой замещения, трансформаторы представляются Г-схемой замещения: однолучевой – для двух обмоточных и трех лучевой – для трехобмоточных трансформаторов и автотрансформаторов.
В целях упрочения расчетов проводимости трансформаторов учитываются потерями холостого хода трансформаторов ; а емкостные проводимости линии – зарядной мощностью :
Для двух однотипных параллельно работающих линий параметры схемы замещения определяются следующим образом:
В случае двух параллельно включенных однотипных трансформаторов параметры Rт, Xт уменьшаются в два раза по сравнению с этим же значениями для одного трансформатора.
Батареи конденсаторов, установленные в районной сети по результатам расчета компенсации реактивной мощности, учитываются в расчетной схеме замещения соответствующими изменением коэффициента мощности.
3.3 Электрический расчет
3.3.1 Расчет режима максимальных нагрузок
Расчет режима максимальных нагрузок. Районная электрическая сеть имеет один источник питания – системную подстанцию.
Электрический расчет проводит для случая, когда на шинах ВН источника питания поддерживается напряжение U=1,15Uн и известна максимальная нагрузка на шинах лучшего напряжении трансформаторов.
Расчет режима выполняем методом последовательных приближений. В качестве первого приближения принимает, что напряжения во всех условиях точках равны номинальному напряженению сети. При таком условии находим распределением мощностей в сети с учетом потерь мощности и зарядных мощностей, генерируемых линиями.
На следующем этапе расчета во втором приближения в узловых точках. Исходными данными при этом напряжение в точках сети, т.е. системной подстанции, и значение мощностей в начале каждой схемы замещением.
Определяем параметры первой схемы замещения.
Определяем зарядную мощность
Полная мощность:
Определяем мощность в конце ветви с сопротивлении
Определяем потере мощности в ветви с сопротивлением Z:
Определяем мощность в начале ветви с сопротивлением z:
Активном мощность Р1=22,2МВт. Реактивная мощность Q1=5,06МВАр
Продольная составляющим напряжении:
Поперечная составляющая напряжением:
Напряжение в конце схемы замещением:
Данные по качестве остальным схем замещением сводим в таблицу 5.
Таблица 5.
|
Схема замещением |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
Sc, МВА |
-j1,6 |
-j0,4 |
-j0,4 |
-j0,3 |
-j0,5 |
|
Z, Ом |
16,5+j17,1 |
2,7+j4,7 |
4,7+j4,9 |
3,5+j3,7 |
2,7+j4,7 |
|
SТ, МВА |
14-j2,73 |
16-j3,12 |
8-j1,56 |
4-j1,32 |
8-j1,56 |
|
S, МВА |
14-j4,33 |
16-j3,52 |
8-j1,96 |
4-j1,62 |
8-j2,06 |
|
S, МВА |
14,7 |
16,4 |
8,2 |
4,3 |
8,3 |
|
∆S, МВА |
0,22+j0,23 |
0,05+j0,08 |
0,02+j0,02 |
0,001+j0,001 |
0,004+j0,02 |
|
P1,МВт |
14,22 |
16,05 |
8,22 |
4,001 |
8,004 |
|
Q1,МВАр |
4,1 |
3,44 |
1,94 |
1,619 |
2,08 |
|
U1,кВ |
2,41 |
0,48 |
0,39 |
0,16 |
0,25 |
|
U11,кВ |
1,39 |
0,54 |
0,25 |
0,07 |
0,26 |
|
Un,кВ |
124,1 |
124,4 |
124,0 |
123,9 |
124,2 |
3.3.2 Составление схемы замещения районный сети
Перед проведением расчета режима наименьших нагрузок следует рассмотреть вопрос о числе трансформаторов, включенных в этот режиме на подстанции с двумя трансформаторами.
Для этого определяется экономические целесообразном мощность.
, где
- номинальная мощность трансформатора;
n - число трансформаторов на подстанции.
При двух установленных на подстанциях трансформаторах имеет
Мощность сравнивается с мощностью нагрузки подстанции в данном режиме если , то с целью уменьшением потерь мощности можно отключить один из параллельно работающих трансформаторов; при в работе оставляются оба трансформатора.
Для ПС-1
Минимальная нагрузка
в работе остаются оба трансформатора.
Для ПС-2
Минимальная нагрузка
в работе остаются оба трансформатора.
Для ПС-3
Минимальная нагрузка
в работе остаются оба трансформатора.
Для ПС-4 и ПС-6
Минимальная нагрузка
отключается один трансформатор
Для ПС-5
отключается один трансформатор
Напряжение на шинах источника
Результаты расчета сводим в таблицу 6.
Таблица 6.
|
Схема замещением |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
Sc, МВА |
-j1,0 |
-j1,3 |
-j0,4 |
-j0,4 |
-j0,3 |
-j0,4 |
|
Z, Ом |
6,8+j11,7 |
16,5+j17,01 |
2,7+j4,7 |
4,7+j4,9 |
3,5+j3,7 |
2,7+j4,7 |
|
SТ, МВА |
22-j4,29 |
14-j2,73 |
16-j3,12 |
4-j0,78 |
2-j0,66 |
4-j0,78 |
|
S, МВА |
22,6 |
14,6 |
16,4 |
4,2 |
2,2 |
4,2 |
|
S, МВА |
22-j5,29 |
14-j0,03 |
16-j3,52 |
4-j1,18 |
2-j0,96 |
4-j1,18 |
|
∆S, МВА |
0,2+j0,4 |
0,26+j0,27 |
0,05+j0,09 |
0,01+j0,01 |
0,001+j0,001 |
0,003+j0,006 |
|
P1,МВт |
22,2 |
14,26 |
16,45 |
4,01 |
2,001 |
4,203 |
|
Q1,МВАр |
5,06 |
3,76 |
3,43 |
1,17 |
0,959 |
1,186 |
|
U1,кВ |
1,8 |
2,6 |
0,5 |
0,4 |
0,1 |
0,1 |
|
U11,кВ |
1,7 |
1,5 |
0,6 |
0,3 |
0,1 |
0,2 |
|
Un,кВ |
114,8 |
114,0 |
114,3 |
113,6 |
113,5 |
114,2 |
