1. Аналіз існуючої мережі щодо можливості її розвитку

Економічний розвиток району вимагає будівництва двох нових промислових підприємств. Для їх електропостачання буде потрібно спорудження двох нових споживчих підстанцій (СПС). Їх підключення повинне бути здійснене до функціонуючої районної електричної мережі.

До функціонуючої мережі входять шість споживачів та одне джерело живлення (ДЖ). Відомості про вузли навантаження приведені у табл.1.1.

Конфігурація функціонуючої електричної мережі представлена на рис.1.1.

На ДЖ існує схема електричних з’єднань - дві системи шин з обхідною. На ВП з боку вищої напруги прийнято схему чотирикутника. Розподільний пристрій середньої напруги має схему - дві системи шин з обхідною. Маємо 6 приєднань ПС Б і ПС Е приєднані за схемою найкоротшої відстані та С В, ПС Д і ПС Г приєднані за схемою магістральної мережі з відгалуженням. З боку низької напруги використовуємо поодиноку секціоновану систему шин (рис. 1.2).

Таблиця 1.1 – Відомості про вузли навантаження

Найменування вузла	Галузь промисловості	U2ном кВ	Тип трансформатора	Тип КУ	Qку.ном Мвар
А	Автобудівництво	10	АТДЦТН -125000/220/110	4*УК - 1125	4,5
Б	Деревообробна	10	ТДH–16000/110	4*УК – 900 4*УК - 150	4,2
В	Харчова промисловість	10	ТДН–10000/110	4*УК – 750 4*УК – 112,5	3,45
Г	Харчова промисловість	10	ТДН–16000/110	2*УК – 1125 2*УК - 150	5,1
Д	Легка промисловість	10	ТДН–16000/110	4*УК - 750	3
Е	Ремонтно-механічний завод	10	ТДН–10000/110	4*УК - 750	3

Для існуючої мережі число використання максимумів активного навантаження дорівнює Т_м=5400 годин; число годин максимальних втрат дорівнює τ=3900 годин.

Параметри режимів вузлів навантаження наведені в табл. 1.2

Таблиця 1.2 – Параметри режимів вузлів навантаження

Наименування вузла	Максимальний режим, 10 г.		Мінімальний режим, 5 г.		Режим наибільших навантажень в енергосистемі
	РМ МВт	QM Мвар	Рм МВт	Qм Мвар	Pф1 МВт	Qф1 Мвар	tgф1
А	20,16	7,68	8,4	4,96	20,16	7,68	0,38
Б	15	6	4,2	2,04	15	6	0,40
В	13	5	8,58	2,4	13	5	0,38
Г	18	7	11,88	3,36	18	7	0,39
Д	16	5,4	5,44	0,6	16	5,64	0,35
Е	14	5	4,62	2,85	14	5	0,36

Система електропостачання району умовно ділиться на систему внутрішнього і зовнішнього електропостачання.

Як видно з принципової схеми (рис.1.2) система зовнішнього електропостачання включає до себе ДЖ напругою 220 кВ і ЛЕП, довжиною 30,14 км, яку виконано проводами АС-240/56. Коефіцієнт запасу пропускної здатності ЛЕП розрахуємо за формулою:

, (1.1)

де - коефіцієнт запасу пропускної здатності ЛЕП[1],

- допустиме значення струму для заданого перетину проводів,

- аварійне значення струму для заданого перетину проводів.

На ВП встановлено два автотрансформатори АТДЦТН-125000/220/110. Коефіцієнт завантаження автотрансформаторів ВП дорівнює 0,455, тобто автотрансформатори залишаються недовантаженими. Тому підключення нових вузлів навантаження призведе до більш ефективної роботи автотрансформаторів.

Система внутрішнього електропостачання має напругу 110 кВ. Використовуються ЛЕП, виконані проводами АС-150/34 та АС-120/27. ЛЕП виконана на двохланцюгових та одноланцюгових опорах для всіх споживачів. Підстанції споживачів електропостачання мають компенсувальні пристрої, вимикачі, двообмоткові силові трансформатори, з вищого боку яких використовується схема спарений блок лінія- трансформатор; а з нижчого боку ПС має поодиноку секціоновану систему шин. Дані про ЛЕП представлені на рис.1.2.

Рисунок 1.1 – Конфігурація функціонуючої електричної мережі

Рисунок 1.2 –Принципова схема функціонуючої електричної мережі

Нові вузли навантаження розташовані таким чином, вузол Ж тяжіє до групи споживачів В, Г та Д, а вузол К до групи споживачів Б і Е. Тобто розвиток мережі буде йти у цей бік Тому визначимо існуюче завантаження ЛЕП (табл.1.3). Коефіцієнт запасу пропускної здатності ЛЕП розрахуємо за формулою (1.1). Отже, бачимо, що ЛЕП ДЖ-ВП має достатній коефіцієнт запасу пропускної здатності ( = 2,04 ).

Таблиця 1.3 – Коефіцієнти завантаження ЛЕП функціонуючої мережі

Найменування ділянки	Pділ+jQділ МВА	Iав А	Марка провода	Iдоп А
ДЖ-ВП	101,35+j51,65	298,87	АС-240/56	610	2,04
ВП-О	29+j11	58	АС-120/27	375	6,47
ВП-О’	37+j18	74	АС-150/34	450	6,08

Результати розрахунку показують, що ЛЕП мають достатній запас пропускної здатності. Таким чином реконструкція існуючої мережі можлива.

1.2 Визначення характеристик нових вузлів і района вцілому

Географічне розташування нових вузлів навантаження і їх максимальні та мінімальні активні і реактивні потужності показані на рис. 1.1. Дані про нові вузли навантаження приведені в табл.1.4.

Таблиця 1.4 – Дані про нові вузли навантаження

Найменування вузла	Максимальні навантаження		Галузь промисловості	Категорія надійності	Номін. напруга U2ном кВ
	PM МВт	QM Мвар
Ж	12	5	Друковані та оздоблювальні фабрики	2	10
К	18	7	Прядильно-ткацькі фабрики	2	10

Графіки навантажень нових ВН представлені на рис.1.3.

Підсумувавши графіки навантажень нових вузлів з графіками навантажень існуючих вузлів, отримаємо новий груповий графік навантаження. Перспективний графік навантаження представлений на рисунку 1.4.

На основі отриманого графіку визначимо перспективне добове і річне споживання активної і реактивної електроенергії.

Для цього знайдемо спочатку споживання активної та реактивної енергії в зимову режимну добу. Оскільки графік навантаження ступінчастий, добове споживання електроенергії визначається підсумовуванням значень в

Рисунок 1.3 – Графік навантажень вузлів Ж (а) і К (б)

підсумкових строках таблиці 1.5 для активних Р_t і реактивних Q_t навантажень:

_,

де t – інтервал часу дискретизації графиків, який дорівнює однієї годині.

Таким чином, споживання активної та реактивної енергії в зимову режимну добу дорівнює:

МВт∙год.

Рисунок 1.4 - Перспективний графік активного Р та реактивного Q навантажень

Споживання електроенергії в літній період відрізняється від зимового енергоспоживання за величиною. Характер графіків навантаження в літні режимні доби зберігається, але максимальні значення активної та реактивної навантажень складають 0,6 від зимових максимумів. Тоді й споживання електроенергії складе:

W_доб.л = 0,6W_доб.з МВт∙год ;

Для умов Донбасу кількість зимових доби приймається рівним 213, а річних - 152. Таким чином, річне споживання електроенергії складає:

W_р=213W_доб.з+152W_доб.л=W_доб.з(213+0,6152)= МВт∙год.

Число годин використання максимумів активного Т_М навантаження:

Таблиця 1.5 – Побудова групових графіків навантаження в зимову режим на добу

Хар-р нав.	Наімен. вузла	В е л и ч н а а к т и в н о г о Р ( t ) и р е а к т и в н о г о Q(t) н а в а н т а ж е н н я в ч а с t
		1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17		18		19	20	21	22	23	24
Активна МВт	Ж	8,4	8,4	8,4	8,4	8,4	8,4	8,4	10,8	10,8	10,8	10,8	12	12	12	10,8	10,8	12		12		10,08	10,8	10,8	10,8	9,6	8,4
	К	10,8	11	11	11	11	11	12,9	15,8	16,5	18	18	12,4	16,5	17	18	18	14,4		18		18	16,6	16,6	14	11	11
	Сума	51,7	49,8	45,3	44,4	43,1	46,5	47,9	75,9	90,9	96,2	89,6	82,4	78,0	86,7	87,8	81,3	76,6		81,3		81	79,0	81	79	63,8	55,9
	Разом	70,8	69,1	64,7	63,7	62,52	65,8	69,2	102,5	118,2	124,9	118,3	106,8	106,5	115,7	116,5	110,1	103		111,2		109	106,4	108,3	103,8	84,3	75,3
Реактивна Мвар	Ж	4,1	4,1	4,4	4,1	4,1	4,1	4,1	4,6	4,6	4,6	4,6	4,6	5	5	4,6	4,6	5		5		4,5	4,6	4,6	4,6	4,5	4,1
	К	5,46	5,5	5,5	5,5	5,5	5,5	5,74	5,7	6,72	7	7	5,74	6,72	6,72	7	7	6,16		7		7	7	7	5,95	5,46	5,46
	Сума	18,3	18,5	17,5	16,3	16,2	16,9	15,9	27,5	35,2	36,1	34,4	32,4	33,3	35,5	33,7	33,5	30,5		31,0		30,0	28,8	29,4	29,2	23,4	19,4
	Разом	27,81	28,09	27,35	25,85	25,81	26,45	25,77	37,83	46,52	47,68	45,99	42,74	44,98	47,25	45,31	45,13	41,64		43,01		41,54	40,41	41,04	39,70	33,40	28,9
						min	max

год;

Приймаємо Т_М=5600 год.

Число годин максимальних втрат2, 3

= (0,124 + Т_М / 10000)²8760=(0,124 +5600 / 10000)²8760=4098 год.

Приймаємо =4100 год.

Коефіцієнт неравномірності графіка:

– удобовому розрізі _доб = Р_м.з / Р_М ,

– урічному розрізі  = Р_м.л / Р_М .

Коефіцієнт заповнення графіка навантаження

 = Т_М / 8760=5600/8760=0,64.

Порівняння характеристик групових графиків навантаження наведено в табл.1.6

Таблиця 1.6 – Порівняння характеристик групових графиків навантаження до та після приєднання нових вузлів

Найменування характеристики	До приєднання нових вузлів	Після приєднання нових вузлів
Сумісні максимальні навантаження: - активне, МВт; - реактивне, Мвар.	Рм=96,2 Q'м=36,1	Рм=124,9 Q'м=47,68
Річне споживання активної електроенергії, МВт·год;	Wр= 515601	Wр= 695936,59
Число годин використання максимумів активного навантаження, год.	ТМ= 5400	ТМ= 5600
Число годин максимальних втрат, год.	=3900	=4100
Коефіцієнти нерівномірності графіка: -у добовому розрізі; -у річному розрізі.	доб= 0,45 = 0,27	доб= 0,5 = 0,3
Коефіцієнт заповнення графіка	= 0,61	= 0,64

З табл.1.6 бачимо, що характер електроспоживання не значно змінився. Графіки навантаження вузлів промисловості в сферах друкованої та оздоблювальних робіт, а також прядильно-ткацької фабрики незначно змінюються в часі, навантаження розподілене рівномірно.