
- •1 Вибір схем електропостачання району і їх номінальної напруги
- •2 Вибір марки проводів ліній електропередач
- •2.1 Перевірка вибраних перерізів за умов допустимого нагрівання і оцінювання втрат напруги у післяаварійних режимах
- •1.Баланс активних і реактивних потужностей в електричній мережі, вибір і розташування компенсувальних пристроїв
- •2.Вибір трансформаторів на підстанціях електричної мережі
- •3.Порівняння варіантів і вибір економічно доцільної схеми електричної мережі
- •5.1 Показники та критерії економічної ефективності
- •5.2 Порівняння варіантів з різною надійністю
- •4.Розрахунки параметрів заступної схеми електричної мережі
- •5.Розрахунок і аналіз режимів роботи мережі
- •5.1. Визначення приведених і розрахункових навантажень підстанцій
- •5.2. Визначення потокорозподілу у схемі електричної мереж
- •5.3. Розрахунок потокорозподілу у замкнених мережах
- •5.4. Визначення робочих рівнів напруги у вузлах мережі
- •6.Регулювання напруги в районних електричних мережах
- •8.1 Загальні положення
- •8.2 Вибір шляхів компенсації реактивної потужності і регулювання напруги
- •7.Виконання розрахунків режимів на еом
- •9.1 Формування базової та розрахункової моделей ем
- •0201 Схн вузол uh ph qh рг qг мод q1 q2,
- •9.2 Налагодження параметрів розрахунку пк ачп та аналіз нормального режиму ем
- •8. Визначення основних техніко-економічних показників електричної мережі
- •Література
- •Додаток а Зразок оформлення завдань на курсовий проект
- •Завдання
- •Додаток б
- •Розрахунково-пояснювальна записка
- •Додаток в Схеми електричних мереж і підстанцій
- •Приклад г.1 Вибір номінальної напруги для варіантів схем ем (рисунок г.1)
- •21021, М. Вінниця, Хмельницьке шосе, 95, внту
- •21021, М. Вінниця, Хмельницьке шосе, 95, внту
1.Баланс активних і реактивних потужностей в електричній мережі, вибір і розташування компенсувальних пристроїв
Джерела активної потужності в кожну мить сталого режиму повинні генерувати у систему стільки електроенергії, скільки в цей момент вимагають всі споживачі, враховуючи всі втрати в електричній мережі, тобто баланс активних потужностей за незмінною частотою f = fном записується як
PГ = К0
+
Pм,
де PГ = PB + PA,
PB – активна потужність на шинах постачальної підстанції;
PА – активна потужність станції А;
– сумарна активна потужність навантажень;
Pм = 0,05 – втрати активної потужності у лініях і трансформаторах (приймається, що вони складають 5% від );
К0 = 0,9 – коефіцієнт одночасності максимуму навантаження.
Реактивна потужність від підстанції В визначається:
QB = PBtg(arccosB),
а потужність станції А – відповідно, QА = PАtg(arccosА). Наближений розгляд споживання реактивної потужності, а також орієнтовний вибір потужності, типів і розташування компенсувальних пристроїв у мережі рекомендується провести до техніко-економічного порівняння варіантів схеми мережі.
Компенсація реактивної потужності може істотно впливати на значення повних навантажень підстанцій, а відповідно, і на вибір потужності трансформаторів, переріз проводів ліній, на втрати напруги, потужності і енергії в мережі. У кінцевому підсумку вибір потужності компенсувальних пристроїв, їх розташування на підстанціях мережі впливає на оцінку технічних і техніко–економічних показників варіантів схеми мережі і, отже, може впливати на вибір раціональної номінальної напруги та схеми мережі, яка проектується.
Балансу реактивної потужності в системі має відповідати рівняння:
QB + QА +
+
=
0,95
+
+
, (3.1)
де 0,95 – реактивна потужність навантажень з врахуванням коефіцієнта одночасності максимуму реактивного навантаження.
–
сумарні втрати реактивної потужності
в лініях;
– зарядна потужність, що генерується лініями;
– реактивна потужність додаткових джерел реактивної потужності (компенсувальних пристроїв – КП);
– сумарні втрати реактивної потужності в трансформаторах.
Таким чином, сумарна реактивна потужність, яка необхідна для електропостачання району, складається із реактивного навантаження споживачів у заданих пунктах і втрат реактивної потужності в лініях та трансформаторах (автотрансформаторах) мережі,
Реактивна потужність, яка споживається по району в цілому, визначається за сумою відповідних навантажень в окремих пунктах з урахуванням коефіцієнта одночасності для реактивних навантажень орієнтовно рівного 0,95. Втрати реактивної потужності в індуктивних опорах повітряних ліній у середньому складають (12)% – при 35 кВ, (46) % - при 110 кВ, (1520)% – при 220 кВ, від модуля повної потужності, яка передається лініями.
Втрати реактивної потужності в трансформаторах й автотрансформаторах при кожній трансформації складають приблизно (812)% від повної потужності навантаження. Через те, для оцінювання величини втрат реактивної потужності в трансформаторах необхідно урахувати можливе число трансформацій потужності навантаження кожного з пунктів. Якщо розрахунок балансу реактивної потужності утворюється виходячи із заданого номінального коефіцієнта потужності генераторів електричної системи, необхідно враховувати втрати реактивної потужності як при трансформаціях на електричних станціях, так і на понижувальних підстанціях району, що проектується. Оскільки частину реактивної потужності доцільно виробляти децентралізовано за допомогою компенсувальних пристроїв, то потужності резерву і власних потреб електростанцій з реактивної потужності не враховуються.
Реактивна потужність у ємнісних провідностях повітряних ліній (генерація реактивної потужності лініями) при попередніх розрахунках може оцінюватися для одноланцюгових ліній 110 кВ – 30 кВАр/км, при 150 кВ – (5055) кВАр/км, при 220 кВ – 120 кВАр/км. Для повітряних мереж 110 кВ, у першому наближенні допускається вважати, що втрати реактивної потужності в індуктивних опорах ліній і генерація реактивної потужності цими лініями в період найбільших навантажень взаємно компенсуються.
Зіставлення сумарної реактивної потужності споживачів із потужністю, яка поступає від джерел живлення, дозволяє зробити висновок про необхідність встановлення компенсувальних пристроїв в електричній мережі.
Потреба в сумарній потужності КП визначаться за формулою (3.1).
Основним типом компенсувальних пристроїв, які встановлюються з умови покриття реактивної потужності, є конденсатори.
Для компенсації реактивного навантаження споживачів і втрат реактивної потужності в мережах використовуються синхронні компенсатори і батареї статичних конденсаторів [4], а також таблиця 3.1
Таблиця 3.1 - Шунтові конденсаторні батареї
Номінальна напруга, кВ |
З конденсаторами КС2-1,05-60 |
З конденсаторами КС2-1,05-125 |
||||
Потужність, МВАр |
Розрахункова вартість, тис. у.о. |
Потужність, МВАр |
Розрахункова вартість, тис. у.о. |
|||
Установ-лена |
Розпоряд-жувальна |
Установ-лена |
Розпоряд-жувальна |
|||
6 |
2,9 |
2,4 |
18 |
6,0 |
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 |
108,0 |
93,0 |
390 |
Конденсаторні батареї комплектуються з конденсаторів типу КСА-0,66-20; КС2А-0,66-40; КС2-1,05-60 і КС2-1,06-125.
Для компенсації реактивної потужності безпосередньо у споживачів виготовляються конденсаторні установки типів КУ і КУН 6–10 кВ потужністю 240–425 кВА. Вони комплектуються із конденсаторів КМ і КМН.
Розташування компенсувальних пристроїв по підстанціях електричної мережі, як відомо, впливає на економічність режимів роботи мережі і на вирішення задач регулювання напруги. У зв’язку з цим можуть бути запропоновані деякі рекомендації щодо розташування компенсувальних пристроїв у мережі і визначення їх потужностей на кожній підстанції:
1) в електричних мережах двох (і більше) номінальних напруг слід у першу чергу здійснювати компенсацію реактивних навантажень у мережах вторинних номінальних напруг;
2) у мережі однієї номінальної напруги доцільна, в першу чергу, компенсація реактивних навантажень найбільш електрично віддалених підстанцій.
Необхідна потужність батарей конденсаторів, які встановлюються на кожній з підстанцій, забезпечується паралельним включенням серійно виготовлених компенсувальних установок.
Розпоряджувальна потужність конденсаторних батарей відповідає напрузі мережі, яка перевищує номінальну на 10 %.
На подальших етапах виконання проекту, можливе уточнення вибору потужностей і розташуваннях компенсувальних пристроїв по підстанціях мережі. Кінцева перевірка правильності вибору необхідної потужності компенсувальних пристроїв виконується за результатами розрахунків потокорозподілення у нормальному режимі найбільших навантажень підстанції з урахуванням втрат потужності мережі.
Всі інші розрахунки в проекті проводяться за реактивними складовими навантажень, враховуючи установки на підстанціях вибраних компенсувальних пристроїв. Приклад вибору компенсувальних пристроїв дивись в додатку Г.