Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ESMMetod_Kyr.doc
Скачиваний:
1
Добавлен:
01.04.2025
Размер:
2.06 Mб
Скачать

Додаток в Схеми електричних мереж і підстанцій

Рисунок В.1 - Варіанти схеми електричної мережі 220-110 кВ

Рисунок В.2 – Схеми одно- і двотрансформаторних підстанцій до 35 кВ:

а) блок “лінія–трансформатор” з розмикачем;

б) те ж із запобіжником;

в) те ж з додатковою лінією, приєднаною за вимикачем;

е) двотрансформаторна підстанція з запобіжниками в колах трансформаторів;

ж) спрощена схема підстанції.

Рисунок В.3 - Схеми двотрансформаторних підстанцій, до яких приєднуються дві та більше ПЛ 35-220 кВ:

а) два блоки “лінія-трансформатор” з вимикачами в колах трансформаторів;

б) те ж з виконанням заходу на підстанцію;

в) схема містка з перемичкою для ремонту з вимикачами в колах трансформаторів;

г) подвійний місток з вимикачами в колах трансформаторів;

д) потрійний місток з вимикачами в колах трансформаторів;

е) схема чотирикутника;

ж) розширений чотирикутник;

з) одна робоча секціонована і обхідна системи шин з окремими секційним (СВ) і обхідним (ОВ) вимикачами.

Додаток Г

Вибір номінальної напруги для варіантів схем електричної мережі

Приклад г.1 Вибір номінальної напруги для варіантів схем ем (рисунок г.1)

Для вибору номінальної напруги потрібно користуватись [1,4]. Тому, спочатку для відповідної схеми розраховують потужність в лініях.

Радіально-магістральні мережі розраховуються починаючи з найбільш віддалених вузлів, наближаючись до вузла живлення, виходячи з балансу потужності вузла. Виконаємо це на прикладі схеми, поданої на рисунку. Г.1:

31 = 14 + j 7.17 S31 = 15.17 МВА.

= 1 + 31 = 14 + j 7.17 + 12 + j 6.14 = 26 + j13.31; = 29.2 МВA.

Запропоновану схему ЕМ потрібно розглядати як лінію з двостороннім живленням. Розрахунок проводиться так:

1) мережа розгортається по вузлу балансування – А;

Рисунок Г.1 - Схема ЕМ для вибору номінальної напруги

2) розраховуємо потужності головних ділянок за формулами:

;

, МВА;

;

,МВА;

3) для перевірки розрахунків складаємо формулу балансу:

A’2 + A1 = S 2 + S’1;

22.6 + j11.57 + 17.4 + j8.91 = 26 + j13.31 + 14 + j7.17;

40 + j20.48 = 40 + j20.48.

Отже, для схеми, що розглядається, баланс потужності існує;

4) для ланки 1-2 розрахунок потужності також проводиться з точки зору балансу відносно вузла 2.

12 = A’2 - 2 = 17.4 + j8.91 – 14 – j7.17 = 3.4 + j1.74,МВА;

5) отриманий розподіл потужності може бути використаний для вибору напруги. Так, економічно доцільні напруги на відповідних ділянках ЕМ (рисунок Г.1):

Uек.13 = = = 49.88 кВ;

Uек.А1 = = = 86.36 кВ;

Uек.12 = = = 35.93 кВ;

ек.A2 = = = 77.35 кВ.

На основі економічно доцільних напруг здійснюється вибір стандартів [4, 6]. Тобто, номінальні напруги приймаються такими:

U13 – 110 кВ; UA1 – 110 кВ; U12 – 110 кВ; A’2 – 110 кВ.

Не дивлячись на те, що на лінії 1–2 більш відповідною напругою є стандарт 35 кВ, для замкненої ЕМ рекомендують приймати однакову напругу на всіх ділянках.

Приклад Г.2 Вибір марок і площі перерізу проводів ПЛ для схем ЕМ (рисунок Г.1)

Площа перерізу проводів вибирається за методом економічних інтервалів, за величинами економічних граничних потужностей або економічних струмів. З цією метою потрібно знайти струми в лініях і їх розрахункові значення.

Так, струм в лінії 3-1 відповідно:

, А.

Далі розрахунковий струм на один ланцюг лінії 3-1:

Ірозр31 = 1.05179.7 / 2 = 41.84 А.

За отриманим значенням Ірозр31 вибираємо переріз провода, що має стандарт:

F31=70/11 (мм2).

Для інших ліній мережі вибір марки та перерізу провода вибираємо аналогічно. І перерізи проводів відповідно:

FА1  АС 120/19; F12  АС 70/11; FА2 АС 120/19.

Приклад Г.3 Вибір трансформаторів для варіантів схем ЕМ

(рисунок Г.1)

Для третього вузла схеми ЕМ, поданої на рисунку Г.1, розрахункова потужність трансформатора:

ST1 = , МВА.

У відповідності із цим значенням вибираємо з [4] стандартний трифазний двообмотковий трансформатор з номінальною потужністю 16 МВА.

Оскільки в третьому вузлі присутній споживач першої та другої категорій, то кількість трансформаторів вибираємо рівною двом. Аналогічно вибираємо трансформатори для інших вузлів.

Розрахуємо коефіцієнт перевантаження

.

Вибрані трансформатори та їх номінальні параметри зводимо в таблицю Г.1.

Таблиця Г.1 - Каталожні дані вибраних трансформаторів

вузла

Тип

Трансфор-матора

Sном, МВА

Межі

Регулюва-ння

Каталожні дані

Розрахункові дані

Uвн

Uнн

Uk

Pk

Px

Rт

Xт

Qx

1

ТДН 16000/110

16

91.78%

115

10.5

10.5

85

19

4.38

86.7

112

2

ТРДН 25000/110

25

91.78%

115

10.5

10.5

120

27

2.54

55.9

175

3

ТДН 10000/110

10

91.78%

115

11

10.5

60

14

7.95

139

70

Приклад Г.4 Вибір схем підстанцій для варіантів схем ЕМ

(рисунок Г.1)

Вибір схем підстанцій проводиться за методикою викладеною в [4], в основу якої покладений критерій надійності і економічності.

Враховуючи вказані положення для 1, 2 та 3 підстанцій ЕМ можна запропонувати схеми, подані у таблиці Г.1.

Для закритих розподільних пристроїв (ЗРП) кожної підстанції можна застосувати будь-яку з запропонованих схем додатку В. ЗРП комплектуються комплектними установками (КРУ), тобто комплектними розподільними пристроями (КРП).

Таблиця Г.2 - Cхеми ВРП підстанцій для ЕМ, що проектується

вузла

Назва схеми

Область використання

Додаткові умови

застосування

U, кВ

Сторона

К-ть ліній

1

Одна секціонована система шин з обхідною

110

ВН

4

Можливість поділу ВРП на час ремонту будь-якого вимикача

2

Місток з вимикачем в перемичці та вимикачами в колах трансформаторів

35-220

ВН

2

Прохідна підстанція, потужність трансформаторів не більше 125 МВА

3

Блок (лінія – трансформатор) з вимикачем

35-220

ВН

1

(2 блоки)

Тупикова підстанція

Приклад Г.5 Визначення балансу активних і реактивних потужностей в мережі, вибір і розташування компенсувальних пристроїв

Складемо баланс активної потужності для схеми ЕМ, що подана на рисунку Г.1.

МВт.

Реактивна потужність QΣT від системної підстанції А визначається:

QΣT = 38tg(arccos0.92) = 12.54 МВАр.

Балансу реактивної потужності в системі повинно відповідати рівняння:

12.54 + .

Зарядна потужність ліній ЕМ залежить від їх довжини, тому:

МВАр.

Зіставлення сумарної потужності споживачів із потужністю, що надходить від джерела електропостачання, дозволяє зробити висновок про необхідність встановлення компенсувальних пристроїв в електричній мережі.

Потреба в сумарній потужності КП визначається за формулою:

МВАр.

Для компенсації реактивного навантаження споживачів і втрат реактивної потужності в мережах використовуються синхронні компенсатори та батареї статичних конденсаторів [4] .

В запропонованій електричній мережі можна встановити 1 компенсувальний пристрій потужністю 10.5 мВАр (таблиця Г.3). Тоді в електричній мережі буде спостерігатись дефіцит реактивної потужності приблизно в 4 мВАр, що призведе до погіршення режиму за величинами напруг.

Якщо в точці потокорозподілу, в точці 1, встановити два КП потужностями 10.5 і 5 мВАр, то буде мати місце надлишок реактивної потужності в 0.5 мВАр. Умови регулювання напруги в такому випадку будуть найкращими, але вартість схеми збільшиться на 30 тис.у.о.

Для остаточного прийняття рішення щодо компенсації реактивної потужності необхідно виконати аналіз режиму і визначити економічні характеристики.

Таблиця Г.3 - Шунтові батареї статичних конденсаторів

Номінальна напруга, кВ

З конденсаторами

КС2–1.05–60

З конденсаторами

КС2–1.05–125

Потужність, МВАр

Розрахун. вартість, тис.у.о.

Потужність, МВАр

Розрах.

вартість, тис.у.о.

Устано-влена

Розпо- ряджув.

Установ-лена

Розпоря-джув.

6

2.9

2.4

18

6

4.9

24

10

5.0

3.8

30

10.5

7.9

40

35

17.3

13.5

100

36.0

28.0

130

110

52.0

44.5

290

108

93

390

Додаток Д

Вартісні показники електротехнічного обладнання

електричних мереж

Таблиця Д.1 – Щорічні витрати на обслуговування елементів електричних систем, % капітальних затрат

Найменування елементів системи

Норма амортизаційних відрахувань

Затрати на обслуговува-ння

Всього

спільна

у тому числі

Капіталь-ний

ремонт

Ренова-ція

ВЛ 35 кВ та > на сталевих і залізобетонних опорах

0,4

0,4

ВЛ 35-200 кВ на дерев’яних опорах

1,6

0,5

КЛ до 10 кВ:

зі свинцевою оболонкою прокладені:

в землі та приміщеннях

0,3

2,0

під водою

0,6

2,0

з алюмінієвою оболонкою прокладені:

в землі

0,3

2,0

в приміщеннях

0,3

2,0

з пластмасовою ізоляцією, прокладені в землі та приміщеннях

0,3

2,0

КЛ 20-35 кВ зі свинцевою оболонкою прокладені:

в землі та приміщеннях

0,4

2,0

під водою

0,8

2,0

КЛ 110-220 кВ прокладені:

в землі та приміщеннях

0,5

2,0

під водою

1

2,0

Продовження таблиці Д.1

Силове електрообладнання та розподільчі пристрої (крім ГЕС):

до 150 кВ

2,9

3,0

220 кВ та вище

2,9

2,0

Електрообладнання та розподільчі пристрої ГЕС:

до 150 кВ

2,5

3,0

220 кВ та вище

2,5

2,0

Таблиця Д.2 – Вартість спорудження повітряних ліній 35 кВ, тис. у.о./км

Опори

Район за ожеледицею

Проводи сталевоалюмінієві з перерізом, мм2

70/11

95/16

120/19

150/24

Сталеві одноланцюгові

І

12,2

12,4

13,1

13,3

ІІ

14,4

14,1

14,1

14,3

ІІІ

16,5

16

16

17,7

ІV

18,2

17,8

17,4

21,3

Сталеві дволанцюгові

І

17,3

18,1

19,2

19,5

ІІ

20,1

20,1

20,4

21,4

ІІІ

24,2

24,2

15,2

25,5

ІV

27,2

27,2

18,9

19,3

Сталеві дволанцюгові з підвіскою одного ланцюга

І

15,4

15,7

16,2

16,2

ІІ

17,9

17,3

17,3

17,5

ІІІ

21,5

20,8

21,4

20,9

ІV

24,2

23,4

23,7

24

Залізобетонні одноланцюгові

І

-

9,4

10,3

10,9

ІІ

-

10,6

10,8

11,2

ІІІ

-

12,2

12,3

12,3

ІV

-

13,7

13,6

13,4

Залізобетонні дволанцюгові

І

-

15,3

14,1

14,8

ІІ

-

16,7

14,5

15,3

ІІІ

-

19,5

17,3

17,8

ІV

-

21,7

18,8

19,1

Таблиця Д.3 – Вартість спорудження повітряних ліній 110 кВ, тис. у.о./км

Опори

Район за ожеледицею

Проводи сталевоалюмінієві з перерізом, мм2

70/11

95/16

120/19

150/24

185/29

240/32

Сталеві одноланцюгові

І

14,5

14,8

15,6

16

17,4

18,7

ІІ

16,5

16,4

16,9

16,9

18

18,8

ІІІ

19,4

19,1

19

19

19,7

20

ІV

21,5

26

20,6

20,6

21

21,7

Сталеві дволанцюгові

І

21,6

22,1

13,7

24,6

27,8

30,6

ІІ

24,6

24,4

15,2

25,7

28,5

30,7

ІІІ

29,2

18,2

18,3

28,6

30,4

32,1

ІV

32,8

30,8

31

31,6

31,8

34,4

Сталеві дволанцюгові з підвіскою одного ланцюга

І

19,5

19,4

20,8

21,2

23,3

24,8

ІІ

22,2

21,5

22

22

24

24,9

ІІІ

26,4

24,8

25,8

25,4

26,8

27,3

ІV

28,7

27,1

27

27,2

28

29,2

Залізобетонні одноланцюгові

І

10,5

11,1

10,8

11,5

12,6

14

ІІ

12

12

11,4

11,7

12,9

14

ІІІ

14,6

14,3

13,1

13,2

13,8

15,1

ІV

16,5

15,9

14,4

14,1

15,3

16,6

Залізобетонні дволанцюгові

І

15,8

16,9

17

20

22

24

ІІ

17,8

17,8

18,1

20

22

24

ІІІ

21,4

21

20,4

22,2

13,6

25

ІV

24,4

23,3

22,4

23,9

15,2

27

Залізобетонні дволанцюгові з підвіскою одного ланцюга

І

13,7

14,3

14,1

16,6

17,3

18,4

ІІ

15,5

15,1

15

16,6

17,3

18,4

ІІІ

18,6

17,8

16,9

18,4

18,6

19,2

ІV

21,2

19,7

18,4

19,8

19,9

20,8

Дерев’яні двостоякові

І

4,9

5,4

5,6

6,5

7,2

-

ІІ

5,2

5,5

5,7

6,6

7,2

-

ІІІ

5,7

6

6,2

8,8

7,5

-

ІV

6,2

6,6

6,9

7,4

7,9

-

Таблиця Д.4 – Вартість спорудження повітряних ліній 220 та 330 кВ, тис. у.о./км

Опори

Район за ожеледи-цею

220 кВ

330 кВ

Проводи сталевоалюмінієві з перерізом, мм2

240/32

300/39

400/51

240/32

300/39

400/51

Сталеві одноланцюгові

І-ІІ

21

21,6

23,8

37,3

38,5

42,5

ІІІ

22,9

23,1

25

39,6

40,8

44

ІV

24,5

24,7

26,6

41,4

42,7

45

Сталеві дволанцюгові

І-ІІ

34,4

36,2

41,3

70,4

74

80,2

ІІІ

37,8

38,7

42,8

73,8

77,5

82,4

ІV

40,6

41,1

44,5

77,2

81

84

Сталеві дволанцюгові з підвіскою одного ланцюга

І-ІІ

28,8

29,5

31

55,5

57

59,4

ІІІ

31,1

31,4

31,9

59,7

61,2

61,7

ІV

33,1

33,3

33,5

61,7

63,2

65,1

Залізобетонні одноланцюгові

І-ІІ

16,4

17,3

19,4

33,1

35

38

ІІІ

17,3

18,2

20

34,8

36,8

39,6

ІV

18,9

19,2

21,8

36,6

38,6

40,4

Залізобетонні дволанцюгові

І-ІІ

27,8

30

33,8

-

-

-

ІІІ

30,6

31,2

35

-

-

-

ІV

33,2

33,8

39

-

-

-

Дерев’яні тросові

І-ІІ

16,8

17,8

20,6

-

-

-

ІІІ

18,

18,2

20,8

-

-

-

ІV

18,2

18,6

21,2

-

-

-

Таблиця Д.5 – Відкриті розподільні пристрої 35-330 кВ за блочними та містковими схемами

Схема ОРУ

Номер типової схеми*

Вартість, тис. у.о., при напрузі, кВ

35

110

150

220

330

Блок лінія – трансформатор:

з роз’єднувачем

1

2,4

11,5

14

18,9

21

з запобіжником

2

2,7

-

-

-

-

з відокремлювачем

3

4,1

12,7

20,1

26,4

-

з вимикачем

-

5,4

36

61

79

-

Два блоки з відокремлювачами та неавтоматичними перемикачами

4

13

36,3

51,9

83

-

Продовження таблиці Д.5

Місток з вимикачем у перемикачі та відокремлювачами в колах трансформаторів

5

1805

75

126

180

-

Місток з вимикачем у перемикачі та в колах трансформаторів

-

-

120

200

280

-

Місток з відокремлювачами та в колах трансформаторів з додатковою лінією, приєднаною через два вимикачі

6

-

98

172

-

-

Таблиця Д.6 – Комірки ВРП 35-1150 кВ з вимикачами (для схем з кількістю вимикачів більше трьох)

Напруга, кВ

Розрахункова вартість комірки з вимикачем, тис. у.о.

Повітряним

Масляним

при струмі, що відключається, кА

до 40

більше 40

до 30

більше 30

35

14

29

9

20

110

42

57

35

43

150

70

-

-

-

220

85

130

90

105

220*

110

-

115

-

330

160

300

-

-

500

260

380

-

-

750

700

850

-

-

750**

810

-

-

-

1150

1280

-

-

-

1150**

1600

-

-

-

Таблиця Д.7 – Закриті розподільні пристрої 6-10 кВ

Схема

Розрахункова вартість, тис. у.о.

Схема

Розрахункова вартість, тис. у.о.

Дві секції

Чотири секції

14 фідерів

70

42 фідери

155

26 фідерів

95

48 фідерів

173

48 фідерів

144

52 фідери

186

Комірка КРУ з вимикачем

2,3

Примітка: 1. Розрахункова вартість ЗРУ наведена з урахуванням вартості будівлі; вартість комірки КРУ не враховує будівельної частини будівлі.

2. У вартості ЗРУ не враховані струмообмежувальні реактори.

Таблиця Д.8 – Трансформатори 35 кВ

Потужність, МВА

Трансформатори двообмоткові

Без РПН

З РПН

З розщепленою обмоткою НН та РПН

Вартість, тис. у.о.

Трансформ.

Розрах.

Трансформ.

Розрах.

Трансформ.

Розрах.

0,1

1

1,6

-

-

-

-

0,16

1,3

2,2

-

-

-

-

0,25

1,7

2,9

-

-

-

-

0,4

2,3

4,3

6,3

8,3

-

-

0,63

3,1

6,4

8,3

11,6

-

-

1

4

9,3

11

15,4

-

-

1,6

5

10,1

12

16,7

-

-

2,5

7

12,2

15

21,2

-

-

4

9

15,2

18

25,7

-

-

6,3

11

19

21

30,5

-

-

10

16

24

30

41,8

-

-

16

24

34

49

61,2

-

-

25

-

-

-

-

62

77

32

-

-

-

-

70

86

40

-

-

-

-

79

96

63

-

-

-

-

107

130

Таблиця Д.9 – Трансформатори 110 кВ

Потужність, МВА

Трансформатори двообмоткові

Трансформатори триобмоткові

Без РПН

З РПН

З розщепленою обмоткою НН та РПН

Вартість, тис. у.о.

Трансф.

Розр.

Трансф.

Розр.

Трансф.

Розр.

Трансф.

Розр.

2,5

-

-

26

35

-

-

-

-

6,3

-

-

36

49

-

-

42

10

-

-

40

54

-

-

51

16

-

-

48

63

-

-

62

25

-

-

-

-

66

84

72

40

-

-

-

-

88

109

94

Продовження таблиці Д.9

63

-

-

-

-

110

136

126

80

114

144

-

-

126

157

137

125

140

171

-

-

-

-

-

-

200

222

263

-

-

-

-

-

-

250

255

302

-

-

-

-

-

-

400

373

438

-

-

-

-

-

-

Таблиця Д.10 – Шунтові конденсаторні батареї

Номінальна напруга, кВ

З конденсаторами КС2-1,05-60

З конденсаторами КС2-1,05-125

Потужність, МВАр

Розрахунко-ва вартість, тис. у.о.

Потужність, МВАр

Розрахункова вартість, тис. у.о.

встановле-на

наявна

встановлена

наявна

6

2,9

2,4

18

6

4,9

24

10

5

3,8

30

10,5

7,9

40

35

17,3

13,5

100

36

28

130

110

52

44,5

290

108

93

390

Додаток Е

Розрахунки вартості електричної мережі

Рисунок Е.1 – Схема електричної мережі з вибраним обладнанням

Вартість схеми розраховується за методикою наведеною в розділі. Таким чином:

  • Капітальні витрати на лінії з врахуванням ІІІ-го кліматичного району з прийнятими залізобетонними опорами: КЛЕП=(13,1∙21,18+14,0∙11+14,0∙12,1+13,1∙21,18)∙5,33=4606,8 тис.грн.;

  • Капітальні витрати на трансформатори: КТР=(2∙63+2∙84+2∙54)∙5,33=2142 тис.грн.;

  • Капітальні витрати на ВРП-110 кВ, за умови прийнятих схем – „місток” з вимикачами: КВРП=(3∙120)∙5,33=1918,6 тис.грн.;

  • Капітальні витрати на ЗРП-10 кВ: КЗРП=(1∙70+2∙96)∙5,33=1769,56 тис.грн.;

  • Постійна частина затрат на підстанції 110/10 кВ: Кпост=(3∙210)∙5,33=3357,9 тис.грн.;

  • Капітальні витрати на встановлення додаткових джерел реактивної потужності (БСК): ККП=(2∙30)∙5,33=319,8 тис.грн.;

  • Капітальні витрати в цілому на підстанції: КПС=2142+1918,8+1769,56+3357,9+319,8=9508,06 тис.грн.;

  • Загальні капітальні витрати на спорудження електричної мережі 110 кВ: К=4606,8+9508,06=14111,88 тис.грн.;

  • Щорічні витрати на експлуатацію ліній: ВеЛЕП=0,3/100∙4606,8=13,82 тис.грн.;

  • Щорічні витрати на експлуатацію підстанцій: ВеПС=3/100∙9508,06=285,24 тис.грн.;

  • Амортизаційні витрати на лінії: АЛЕП5,64/100∙4606,8=259,82 тис.грн.;

  • Амортизаційні витрати на підстанції: АПС=18/100∙9508,06=1711,45 тис.грн.;

  • Вартість втрат електроенергії в лініях за умови, що час втрат τ = 3500 год. за рік, а вартість втраченої електричної енергії b0= 0,12 грн./кВт∙год: ВвтрЛЕП=1750∙10³∙0,12=210 тис.грн, де втрати електричної енергії в лініях: WЛЕП=((22,6²+11,57²)/110²∙0,249∙21,18+(14²+7,17²)/110²∙0,428∙11∙0,5+(3,4²+1,74²)//110²∙0,428∙12,1+(17,4²+8,91²)/110²∙0,249∙21,18)∙3500=1750 МВт∙год;

  • Вартість втрат електроенергії в трансформаторах: ВвтрТР=2∙19∙8760∙0,12+85/2∙(14,2/2∙16)²∙3500∙0,12+2∙27∙8760∙0,12+120/2∙(15,7/2××25)²∙3500∙0,12+2∙14∙8766∙0,12+60/2∙(14,2/2∙10)²∙3500∙0,12=138,25 тис.грн.;

  • Затрати на спорудження електричної мережі: З=4606,8+9508,06+(13,82+285,24+259,82+1711,45+210+138,25)/0,1=40300,66 тис.грн., де коефіцієнт дисконту Е = 0,1.

Таким чином, затрати на спорудження електричної мережі становлять 40 мільйонів 300 тисяч і 660 гривень.

Навчальне видання

Методичні вказівки до курсового проекту з дисципліни “Електричні системи і мережі” для студентів електроенергетичних спеціальностей (заочного навчання)

Укладачі: Остапчук Жанна Іонівна

Кулик Володимир Володимирович

Видмиш Володимир Андрійович

Оригінал-макет підготовлено укладачами

Навчально-методичний відділ ВНТУ

Свідоцтво Держкомінформу України

серія ДК № 746 від 25.12.2001

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]